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第1篇 加工中心基础知识 1

第1章 加工中心概述 1

1.1 加工中心的组成和工作原理 1

1.1.1 加工中心的组成 1

1.1.2 加工中心的工作原理 2

1.2 加工中心的分类和用途 2

1.2.1 加工中心的分类 2

1.2.2 加工中心的用途 3

1.3 加工中心的加工特点和应用范围 4

1.3.1 加工中心的加工特点 4

1.3.2 加工中心的应用范围 5

1.4 加工中心的主要结构和技术参数 6

1.5 数控系统的主要功能 12

1.6 数控技术的发展及其方向 14

思考与练习题 17

第2章 加工中心的加工工艺 18

2.1 加工中心的加工工艺概述 18

2.1.1 加工中心的主要加工对象 18

2.1.2 加工中心的工艺特点 19

2.1.3 加工中心的工艺内容 19

2.2 数控加工工艺文件 20

2.3 加工中心的加工工艺制订 22

2.3.1 零件图样分析 22

2.3.2 工序的划分 24

2.3.3 加工顺序的安排 25

2.3.4 进给路线的确定 26

2.3.5 定位与装夹方案的确定 30

2.3.6 加工中心夹具的选择 31

2.3.7 加工中心刀具的选择 32

2.3.8 切削用量的选择 41

2.4 典型零件的加工工艺分析 43

思考与练习题 45

第3章 加工中心编程基础知识 46

3.1 数控编程概述 46

3.1.1 数控编程的内容与步骤 46

3.1.2 数控编程的分类 48

3.1.3 程序结构与格式 49

3.2 加工中心的编程特点 52

3.3 加工中心坐标系统 52

3.3.1 机床坐标系 52

3.3.2 机床坐标系的原点 53

3.3.3 工件坐标系和编程原点 53

3.3.4 局部坐标系 54

3.3.5 绝对坐标系与增量（相对）坐标系（G90、G91） 54

3.4 典型数控系统的指令代码 54

思考与练习题 67

第2篇 加工中心编程与操作 68

第4章 FANUC 0i-MC系统加工中心编程 68

4.1 系统功能介绍 68

4.1.1 准备功能（G功能） 68

4.1.2 辅助功能（M功能） 68

4.1.3 F、S、T、D、H功能 69

4.2 工件坐标系设定 70

4.2.1 G92指令设定 70

4.2.2 G54～G59指令设定 71

4.2.3 局部坐标系设定（G52） 73

4.3 编程方式的选用 74

4.3.1 绝对值编程与增量值编程（G90/G91） 74

4.3.2 米制尺寸／寸制尺寸编程（G21/G20） 74

4.4 平面选择指令 74

4.5 快速定位与插补功能指令 75

4.5.1 快速定位指令（G00） 75

4.5.2 直线插补指令（G01） 76

4.5.3 圆弧插补指令（G02、G03） 76

4.6 子程序 78

4.6.1 子程序的格式 78

4.6.2 调用子程序指令（M98） 79

4.6.3 子程序的嵌套 79

4.6.4 子程序的应用 79

4.6.5 子程序编程实例 79

4.7 刀具补偿功能 81

4.7.1 刀具半径补偿指令（G40、G41、G42） 81

4.7.2 刀具长度补偿指令（G43、G44、G49） 85

4.8 极坐标系与坐标系转换指令 88

4.8.1 极坐标系指令（G15、G16） 88

4.8.2 比例缩放指令（G50、G51） 90

4.8.3 可编程镜像指令（G50.1、G51.1） 92

4.8.4 坐标系旋转指令（G68、G69） 94

4.9 固定循环指令 95

4.9.1 固定循环概述 95

4.9.2 常用的固定循环 99

4.10 用户宏程序 113

4.10.1 用户宏程序概述 113

4.10.2 用户宏程序编程的适用范围 113

4.10.3 变量 113

4.10.4 变量的赋值 114

4.10.5 运算符与表达式 115

4.10.6 转移和循环语句 116

4.10.7 宏程序调用指令 117

4.10.8 用户宏程序的应用实例 118

思考与练习题 121

第5章 SINUMERIK 802D系统加工中心编程 124

5.1 系统功能介绍 124

5.1.1 准备功能（G功能） 124

5.1.2 坐标系转换指令 126

5.1.3 固定循环指令 126

5.1.4 辅助功能（M功能） 127

5.1.5 F、S、T、D功能 127

5.2 工件坐标系设定 128

5.3 编程方式的选用 129

5.3.1 绝对尺寸／增量尺寸编程（G90/G91，AC/IC） 129

5.3.2 米制尺寸／寸制尺寸编程（G71/G70、G710/G700） 130

5.4 平面选择指令 132

5.5 坐标轴运动指令 133

5.5.1 快速线性移动指令（G0） 133

5.5.2 带进给率的线性插补指令（G1） 133

5.5.3 圆弧插补指令（G2、G3） 134

5.5.4 通过中间点进行圆弧插补指令（CIP） 135

5.5.5 螺旋插补指令（G2/G3TURN） 136

5.5.6 恒螺距螺纹切削指令（G33） 137

5.5.7 带补偿夹具攻螺纹（G63） 138

5.5.8 螺纹插补指令（G331、G332） 138

5.5.9 圆弧进给率修调（CFTCP，CFC） 139

5.5.10 带先导控制功能运行（FFWON，FFWOF） 140

5.5.11 第4轴 140

5.5.12 暂停（G4） 141

5.6 主轴运动指令 141

5.6.1 主轴转速S，旋转方向 141

5.6.2 主轴转速极限（G25/G26） 142

5.6.3 主轴定位（SPOS） 142

5.6.4 齿轮级 143

5.7 刀具补偿功能 143

5.7.1 刀具调用指令（T） 143

5.7.2 刀具补偿号（D） 144

5.7.3 刀具半径补偿功能（G41/G42/G40） 145

5.8 极坐标系与坐标系转换指令 147

5.8.1 极坐标，极点定义（G110、G111、G112） 147

5.8.2 可编程的零点偏置（TRANS/ATRANS） 148

5.8.3 可编程旋转（ROT/AROT） 149

5.8.4 可编程的比例系数（SCALE/ASCALE） 150

5.8.5 可编程的镜像（MIRROR/AMIRROR） 152

5.9 子程序 154

5.9.1 子程序的应用 154

5.9.2 子程序的结构 154

5.9.3 子程序的命名 154

5.9.4 子程序的调用 154

5.9.5 子程序的嵌套 154

5.10 固定循环指令 155

5.10.1 概述 155

5.10.2 钻孔循环 156

5.10.3 钻孔样式循环 170

5.10.4 铣削循环 174

5.11 R参数编程和程序跳转 190

5.11.1 计算参数R 190

5.11.2 标记符——程序跳转目标 191

5.11.3 绝对跳转 191

5.11.4 有条件跳转 191

5.11.5 程序跳转举例 192

思考与练习题 193

第6章 加工中心自动编程 195

6.1 自动编程概述 195

6.2 CAD/CAM基础知识 197

6.3 CAD/CAM常用软件介绍 200

思考与练习题 203

第7章 加工中心操作 204

7.1 FANUC Oi-MC系统加工中心的面板 204

7.1.1 系统操作面板（LCD/MDI单元） 204

7.1.2 机床控制面板 206

7.2 FANUC Oi-MC系统加工中心的基本操作 207

7.2.1 开机与关机 207

7.2.2 返回参考点 208

7.2.3 手动操作 208

7.2.4 加工程序的管理和传输 210

7.2.5 自动运行操作 213

7.3 FANUC Oi-MC系统加工中心对刀操作方法和步骤 214

7.3.1 对刀点与换刀点的确定 214

7.3.2 工件坐标系设定 214

7.3.3 X、Y轴对刀原点的选择 215

7.3.4 X、Y轴的对刀方法 216

7.3.5 Z轴对刀形式 219

7.3.6 Z轴对刀方法 219

7.4 SINUMERIK 802D系统加工中心面板 221

7.4.1 系统操作面板 221

7.4.2 机床控制面板 223

7.4.3 屏幕划分 223

7.4.4 操作区域 224

7.5 SINUMERIK 802D系统加工中心的基本操作 225

7.5.1 开机和回参考点 225

7.5.2 手动控制运行 226

7.5.3 程序的输入与编辑 229

7.5.4 图形模拟 232

7.5.5 输入刀具参数及刀具补偿 232

7.5.6 自动运行方式 235

7.5.7 加工的中断控制及恢复 237

7.5.8 执行外部程序——DNC加工 238

7.6 SINUMERIK 802D系统加工中心对刀操作方法和步骤 238

7.6.1 对刀原理 239

7.6.2 数控铣床对刀操作与设定零点偏置值 239

7.6.3 对刀正确性校验 242

7.7 典型零件编程与加工实例 243

7.8 文明生产与安全操作规程 249

7.8.1 加工中心文明生产 249

7.8.2 加工中心安全操作规程 249

7.9 加工中心日常维护和保养 251

7.10 加工中心常见故障诊断和处理 253

7.10.1 数控机床常见故障诊断 253

7.10.2 数控机床常见故障排除 256

思考与练习题 266

第3篇 加工中心考级实训 267

第8章 加工中心考级强化训练 267

8.1 加工中心中级工强化训练 267

8.1.1 加工中心中级工强化训练题（一） 267

8.1.2 加工中心中级工强化训练题（二） 272

8.2 加工中心高级工强化训练 277

8.2.1 加工中心高级工强化训练题（一） 277

8.2.2 加工中心高级工强化训练题（二） 282

思考与练习题 287

第9章 加工中心职业技能鉴定试题库 294

9.1 加工中心中级工职业技能鉴定试题库 294

9.1.1 加工中心中级工职业技能鉴定理论知识试卷（一） 294

加工中心中级工职业技能鉴定理论知识试卷（一）参考答案 297

9.1.2 加工中心中级工职业技能鉴定理论知识试卷（二） 298

加工中心中级工职业技能鉴定理论知识试卷（二）参考答案 301

9.2 加工中心高级工职业技能鉴定试题库 302

9.2.1 加工中心高级工职业技能鉴定理论知识试卷（一） 302

加工中心高级工职业技能鉴定理论知识试卷（一）参考答案 306

9.2.2 加工中心高级工职业技能鉴定理论知识试卷（二） 308

加工中心高级工职业技能鉴定理论知识试卷（二）参考答案 311

附录 加工中心操作工国家职业技能鉴定标准 313

参考文献 325