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第1章 概论 1

1.1 数控机床的产生、现状与特点 1

1.1.1 数控机床的产生 1

1.1.2 我国数控机床的现状与特点 2

1.2 数控机床的概念及组成 4

1.2.1 数控机床的基本概念 4

1.2.2 数控机床加工零件的过程 4

1.2.3 数控机床的组成 5

1.3 数控机床的种类划分 6

1.3.1 按加工方式分类 6

1.3.2 按机床运动的控制轨迹分类 8

1.3.3 按伺服控制的方式分类 9

1.3.4 按数控系统功能水平分类 10

1.3.5 按联动轴数分类 10

1.3.6 按数控系统类别分类 11

1.4 数控机床加工的特点及应用 11

1.4.1 数控机床加工的特点 11

1.4.2 数控机床加工的应用范围 12

1.5 数控机床的发展趋势 12

1.5.1 数控机床结构的发展 16

1.5.2 计算机控制性能的发展 20

1.5.3 伺服系统的发展 20

1.5.4 以数控机床为基础的自动化生产系统 21

1.6 编程方式 26

1.6.1 手工编程 26

1.6.2 自动编程 28

习题 31

第2章 数控加工基本知识 32

2.1 切削运动过程中的运动和形成的表面 32

2.1.1 切削运动过程中的运动 32

2.1.2 切削过程中形成的表面 33

2.2 刀具切削部分的基本定义 33

2.2.1 刀具的基本结构 33

2.2.2 刀具的基本角度 33

2.3 切削用量与切削层参数 34

2.3.1 切削用量 34

2.3.2 切削层参数 35

2.4 金属切削刀具的材料 36

2.4.1 刀具材料的性能要求 36

2.4.2 常用刀具材料 36

2.5 现代刀具系统简介 44

2.5.1 模块化刀具系统 44

2.5.2 可转位刀片及代码 45

2.5.3 典型刀具系统种类及特征 48

2.6 金属切削加工过程中的主要现象及基本规律 50

2.6.1 零件表面的切削加工成形方法 50

2.6.2 金属切削加工过程中的变形和切屑 51

2.6.3 切削力 55

2.6.4 切削热和切削温度 58

2.6.5 刀具的磨损与破损、刀具寿命及刀具状态监控 60

2.7 工件的定位与夹紧 62

2.7.1 工件的定位 62

2.7.2 工件的夹紧 64

习题 66

第3章 数控加工工艺 67

3.1 数控加工的工艺特点与内容 67

3.1.1 数控加工的工艺特点 67

3.1.2 数控加工工艺处理的主要内容 68

3.1.3 数控加工的对象 71

3.2 数控加工零件图样分析 72

3.3 数控加工的工艺路线设计 72

3.3.1 选择加工方案 72

3.3.2 划分加工阶段 73

3.4 数控加工的工序设计 74

3.4.1 工序划分、加工余量的选择与工序尺寸公差 74

3.4.2 加工路线的确定 76

3.4.3 数控加工刀具的选择 77

3.4.4 切削用量的确定 78

3.4.5 工件装夹方式与夹具的选择 78

3.4.6 对刀点与换刀点的选择 79

3.5 数控加工的工艺文件 79

习题 81

第4章 数控编程基础 82

4.1 数控编程内容与方法 82

4.1.1 数控编程的内容和步骤 82

4.1.2 数控编程的方法 83

4.2 数控程序结构和格式 85

4.2.1 程序的结构 85

4.2.2 程序段格式 86

4.3 数控机床坐标系 87

4.3.1 坐标系的确定原则 87

4.3.2 运动方向的确定 88

4.3.3 机床原点与机床参考点 89

4.3.4 机床坐标系和工件坐标系 90

4.3.5 绝对坐标与相对坐标 91

习题 92

第5章 数控车床编程与操作 93

5.1 数控车床概述 93

5.1.1 数控车床的分类 94

5.1.2 数控车床的加工对象及特点 95

5.2 数控车削加工工艺处理 96

5.3 数控车床编程 98

5.3.1 准备功能G代码 98

5.3.2 辅助功能M代码 105

5.3.3 主轴功能S、进给速度F、刀具功能T 106

5.3.4 简单循环指令G90、G92 107

5.3.5 复合循环指令G71、G72、G73、G70 109

5.3.6 螺纹加工指令G32、G92、G76 113

5.3.7 子程序 118

5.4 数控车床对刀 120

5.4.1 数控车床对刀概念 120

5.4.2 数控车床对刀方法 120

5.5 数控车床的基本操作 121

5.5.1 操作面板 121

5.5.2 基本操作 124

5.6 编程实例 128

习题 130

第6章 数控铣床编程与操作 131

6.1 数控铣床概述 131

6.1.1 数控铣床的组成 131

6.1.2 数控铣床的分类 133

6.1.3 数控铣床的加工对象 135

6.2 数控铣削加工工艺处理 137

6.2.1 进给路线的确定 137

6.2.2 对刀点与换刀点的确定 137

6.2.3 切削刀具的选择 137

6.2.4 切削用量的选择 140

6.3 数控铣床编程 140

6.4 数控铣床对刀 162

6.5 数控铣床的基本操作 163

6.5.1 机床操作面板 163

6.5.2 数控铣床的基本操作 163

6.6 零件加工实例 169

习题 175

第7章 数控加工中心的操作与加工 176

7.1 数控加工中心概述 176

7.1.1 数控加工中心的组成 176

7.1.2 数控加工中心的分类 177

7.1.3 数控加工中心的加工对象 177

7.2 数控加工中心的刀库系统 178

7.2.1 数控加工中心的自动换刀装置 178

7.2.2 数控加工中心的自动换刀 179

7.3 数控加工中心的工艺处理 181

7.4 加工中心编程 183

7.5 加工中心的操作面板 186

7.6 零件加工实例 188

习题 190

第8章 数控电火花线切割机床的操作与加工 191

8.1 数控电火花线切割机床概述 191

8.1.1 线切割机床的加工原理与特点 191

8.1.2 线切割机床的组成 193

8.1.3 线切割机床的分类 193

8.1.4 数控电火花线切割加工特点 195

8.2 数控电火花线切割加工工艺处理 196

8.2.1 电极准备 196

8.2.2 加工路线的选择 197

8.2.3 穿丝孔位置的确定 198

8.2.4 工件的装夹与找正 198

8.2.5 电极丝的选择与对刀 200

8.2.6 脉冲参数的选择 200

8.3 数控电火花线切割编程指令 201

8.3.1 ISO代码格式 201

8.3.2 3B、4B代码格式 203

8.4 数控电火花线切割机床的基本操作 207

8.4.1 操作面板 207

8.4.2 基本操作 207

8.4.3 加工步骤 209

8.5 常见故障及排除方法 211

8.6 加工示例 213

习题 213

第9章 数控机床的选用、安装、调试、维护与保养 214

9.1 数控机床的选用 214

9.2 数控机床的安装、调试与验收 216

9.2.1 数控机床的安装 216

9.2.2 数控机床的调试 219

9.2.3 数控机床的验收 219

9.3 数控机床的故障分析与处理 221

9.3.1 数控机床常见故障分类 221

9.3.2 数控机床故障检测原则 223

9.3.3 数控机床故障处理方法 224

9.4 数控机床的维护与保养 227

9.4.1 维修人员的素质要求 227

9.4.2 必要的技术资料 229

9.4.3 必要的维修用器具与备件 230

9.4.4 数控机床的保养 231

习题 232

附录 233

附录A 常用数控系统基本指令表 233

附录B 常用刀具几何参数切削用量表 242

参考文献 244