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第1章 数控机床的基本知识 1

1.1数控机床概述 1

1.1.1数控机床的基本概念 1

1.1.2数控加工的过程和特点 1

1.2数控机床的分类与应用 2

1.2.1按机床运动的控制功能分类 3

1.2.2按伺服控制的类型分类 5

1.2.3按数控系统的功能水平分类 6

1.2.4按加工工艺及机床用途的类型分类 6

1.3数控机床的发展动向 7

思考与练习题 7

第2章 数控机床的结构 8

2.1数控机床的结构特点 8

2.2数控机床主传动系统及主轴部件 11

2.2.1数控机床主传动系统的特点 11

2.2.2数控机床的主传动系统 12

2.2.3数控机床的主轴部件 13

2.3数控机床进给伺服系统 16

2.3.1数控机床进给传动的特点 16

2.3.2滚珠丝杠螺母副 16

2.4进给系统传动间隙的消除 20

2.4.1传动齿轮间隙的消除 20

2.4.2键连接间隙的消除 22

2.5回转工作台与导轨 23

2.5.1回转工作台 23

2.5.2导轨 25

2.6数控机床的自动换刀装置 27

2.7数控加工用辅具 30

思考与练习题 32

第3章 计算机数控装置 33

3.1计算机数控装置的硬件结构与工作原理 33

3.1.1计算机数控装置的组成 33

3.1.2单微处理机硬件结构 33

3.1.3多微处理器硬件结构 35

3.1.4开放式数控装置的体系结构 37

3.2数控系统的软件组成与结构特点 39

3.2.1 CNC系统软件的组成 39

3.2.2 CNC装置的软件结构特点 39

3.3运动轨迹的插补原理 42

3.3.1概述 42

3.3.2逐点比较插补法 42

3.3.3数字增量插补 48

3.4刀具半径补偿 53

3.4.1刀具半径补偿的基本概念 53

3.4.2 B功能刀具半径补偿计算 53

3.4.3 C功能刀具半径补偿计算 55

3.5辅助功能与可编程控制器 57

3.5.1概述 57

3.5.2可编程控制器的结构 58

3.5.3梯形图 59

3.5.4可编程控制器的工作过程 60

思考与练习题 62

第4章 数控机床的伺服系统 63

4.1概述 63

4.1.1数控机床对伺服系统的要求 63

4.1.2典型伺服系统的组成 63

4.1.3数控机床伺服驱动系统的分类 64

4.2步进电动机及其控制系统 64

4.2.1步进电动机 64

4.2.2步进电动机开环进给系统的传动计算 69

4.2.3步进电动机的控制系统 70

4.3直流伺服电动机及其速度控制 71

4.3.1直流伺服电动机及工作特性 71

4.3.2直流伺服电动机的速度控制方法 77

4.4交流伺服电动机及其速度控制 78

4.4.1交流伺服电动机概述 78

4.4.2交流电动机调速原理 80

4.4.3变频调速技术 81

4.5数控机床的检测装置 83

4.5.1旋转变压器 84

4.5.2感应同步器 87

4.5.3光栅 89

4.5.4脉冲编码器 93

思考与练习题 95

第5章 数控加工程序编制基础 96

5.1数控编程概述 96

5.2数控编程技术基础 98

5.2.1程序段格式与程序结构 98

5.2.2数控机床坐标系和运动方向 99

5.2.3工件坐标系 99

5.2.4数控编程的特征点 100

5.2.5辅助功能指令 101

5.3数控加工工艺的概念 101

5.4数控加工工艺特点 102

5.4.1数控铣削加工的工艺适应性 102

5.4.2数控车削加工的工艺适应性 103

5.5数控加工工艺性分析 104

5.6数控机床的选用 105

5.6.1数控铣床和加工中心的选用 105

5.6.2数控车床的选用 106

5.7加工方法选择及加工方案确定 106

5.8工艺设计 108

5.8.1工序和工步的划分 108

5.8.2加工余量的选择 108

5.8.3加工路线的确定 109

5.8.4工件定位与安装的确定 112

5.8.5刀具的选择 114

5.8.6切削用量的确定 123

5.8.7数控加工工艺文件的编制 125

思考与练习题 126

第6章 数控铣床和加工中心的编程 128

6.1数控铣床编程基本指令 128

6.1.1绝对坐标与增量坐标编程（G90、G91） 129

6.1.2快速运动（G00） 129

6.1.3直线插补指令（G01） 130

6.1.4插补平面选择指令（G17、G18、G19） 130

6.1.5圆弧插补指令（G02、G03） 131

6.1.6坐标系统 132

6.1.7暂停指令G04. 133

6.1.8刀具半径补偿（G40、G41、G42） 133

6.1.9刀具长度补偿 137

6.1.10返回参考点指令（G27～G29） 138

6.1.11孔加工固定循环（G73，G74，G76，G80～G89） 139

6.1.12主程序与子程序 145

6.2加工中心编程实例 145

思考与练习题 152

第7章 高速切削简介 154

7.1概述 154

7.1.1高速切削的基本特征 154

7.1.2高速切削的特点 155

7.2高速切削的应用 156

7.2.1高速切削的适应性 156

7.2.2高速切削工艺分析 159

7.2.3高速铣削方法 160

7.3高速铣削刀具的选用 161

7.3.1刀柄的选用 161

7.3.2刀具的选用 162

7.4高速切削机床和切削中心简介 164

7.4.1高速切削对机床的特殊要求及“零传动”理论 164

7.4.2.高速加工中心的技术特征 166

思考与练习题 168

第8章 数控车床编程 169

8.1数控车床编程的方法和特点 169

8.1.1数控车床的编程特点 169

8.1.2常用准备功能指令 169

8.1.3切削循环指令 173

8.1.4补偿功能 177

8.2数控车床的对刀 180

8.2.1数控车床的对刀 180

8.2.2对刀的基本方法 181

8.2.3数控车床的对刀 181

8.3数控车床编程实例 182

思考与练习题 189

第9章Mastercam概述 192

9.1 Mastercam的启动及工作界面 192

9.2 Mastercam的工作界面 192

9.3 Mastercam的文件管理 195

9.4 Mastercam的基本操作 196

9.4.1取消命令 196

9.4.2参数设置 196

9.4.3屏幕操作 198

9.4.4物体选择 199

9.4.5显示设置 202

9.5 Mastercam的分析功能 205

9.6退出Mastercam 205

思考与练习题 206

第10章 Mastercam线框零件造型方法 207

10.1利用线框造型方法生成基本图素的命令 207

10.2二维字母图的绘制 209

思考与练习题 211

第11章 曲面零件造型方法 213

11.1举升曲面（Loft） 213

11.2网格曲面（Create Net Surfaces） 216

11.3直纹曲面（Ruled） 217

11.4旋转曲面（Revolved） 218

11.5扫描曲面（Sweep） 219

11.6牵引曲面（Draft） 221

11.7曲面倒圆角（Fillet） 222

11.8曲面补正（Offset） 225

11.9曲面编辑（Trim） 225

11.10曲面熔接（Blend） 227

11.11由实体产生曲面 228

思考与练习题 229

第12章 实体零件造型方法 231

12.1挤出实体（Extrude） 231

12.2旋转实体（Revolve） 233

12.3扫掠实体（Sweep） 234

12.4举升实体（Loft） 234

12.5实体倒圆角（Fillet） 235

12.6实体倒角（Chamfer） 237

12.7薄壳实体（Shell） 238

12.8布尔运算（Boolean） 239

12.9实体管理员和历史记录（Solids Manager ＆ History Recoder） 240

12.10基本实体（Primitives） 242

12.11牵引面（Draft faces） 243

12.12修整实体（Trim） 244

12.13绘三视图（Layout） 245

12.14寻找特征（Find feature） 246

12.15缝合曲面（Stitch surfaces） 246

12.16薄片加厚（Thicken） 248

12.17移除面（Remove faces） 248

12.18实体造型综合举例 249

思考与练习题 251

第13章 Mastercam的CAD图形转换 254

13.1图形数据交换标准说明 254

13.2 ASCⅡ文件 254

13.3 STEP文件 255

13.4 Autodesk 256

13.5 IGES文件 258

13.6 Parasld文件 258

13.7 STL文件 259

13.8其他格式文件 260

思考与练习题 260

第14章 Mastercam系统相关性及其应用 261

14.1 Mastercam系统CAM功能 261

14.1.1利用Mastercam系统进行数控编程的基本步骤 261

14.1.2 Mastercam系统CAM功能的特点 261

14.2 Mastercam系统的相关性及其应用 264

14.2.1刀具管理 264

14.2.2定义刀具 266

14.2.3刀具参数 269

14.2.4操作管理 270

14.2.5操作管理右键菜单 273

14.2.6后置处理 274

14.2.6串连管理 275

14.2.7机器群组属性 275

14.3刀具路径检验 278

14.4数控程序的质量 278

思考与练习题 279

第15章 Mastercam的轮廓加工 280

15.1轮廓铣削（Contour Toolpath） 280

15.1.1轮廓铣削参数设置菜单及对话框 280

15.1.2轮廓铣削的专用参数 280

15.1.3轮廓铣削要点 291

15.1.4轮廓铣削的加工实例 292

15.2挖槽加工（Pocket） 294

15.2.1槽及岛屿的轮廓定义 295

15.2.2挖槽加工参数设置菜单及对话框 295

15.2.3挖槽加工实例 304

15.3钻孔加工（Drill） 306

15.3.1钻孔加工参数设置菜单及对话框 306

15.3.2孔位的选择方式 309

15.3.3钻孔加工实例 310

思考与练习题 313

第16章 曲面加工 315

16.1曲面加工的共同参数设置 316

16.2平行式粗加工 318

16.2.1平行式粗加工的操作步骤 318

16.2.2平行式粗加工的参数设置 319

16.3平行式精加工 324

16.4陡斜面精加工 325

16.4.1陡斜面精加工刀具路径的生成步骤 325

16.4.2陡斜面精加工参数设置 326

16.5挖槽式粗加工 327

16.6等高外形精加工 329

16.7曲面放射状精加工 330

16.8曲面投影精加工 332

16.9浅平面精加工 333

16.10曲面流线精加工 334

16.11交线清角精加工 336

16.12残料清角精加工 336

16.13环绕等距精加工 337

16.14融合精加工 338

16.15曲面加工实例 339

思考与练习题 346

第17章 自动编程加工实例 348

思考与练习题 369

参考文献 370