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项目1数控机床基础知识 1

任务1.1数控机床的概述 1

1.1.1数控机床的产生和发展 1

1.1.2数控机床与普通机床的特点 2

1.1.3数控机床的应用范围 3

任务1.2数控机床的组成及工作原理 4

1.2.1数控机床的组成 4

1.2.2数控机床的工作原理 5

任务1.3数控机床的分类 6

1.3.1按加工工艺方法分类 6

1.3.2按联动轴数分类 6

1.3.3按功能水平分类 7

1.3.4按软硬件分类 7

1.3.5按控制运动轨迹分类 7

1.3.6按伺服系统的控制方式分类 8

任务1.4数控机床的发展趋势 10

1.4.1数控系统的发展趋势 10

1.4.2数控机床的发展方向 11

1.4.3近年来数控机床的发展概况 12

项目练习 13

项目2数控编程的基础知识 14

任务2.1数控编程概述 14

2.1.1数控编程概念 14

2.1.2数控编程与加工步骤 14

2.1.3数控编程方法 16

任务2.2数控程序的组成 16

2.2.1程序代码 17

2.2.2程序结构 17

2.2.3选择性程序段删除“／” 20

2.2.4坐标字的表示方式 20

任务2.3数控程序的指令代码 20

2.3.1准备功能G指令 20

2.3.2辅助功能M指令 22

2.3.3进给速度功能F指令 23

2.3.4主轴转速功能S指令 23

2.3.5刀具选择功能T指令 24

任务2.4数控机床的坐标系统 24

2.4.1坐标轴及其运动方向 24

2.4.2机床原点和机床参考点 27

项目练习 29

项目3数控车床的加工工艺与编程 30

任务3.1数控车床概述 30

3.1.1数控车床的主要特点 30

3.1.2数控车床的类型 31

3.1.3常见的数控车床控制系统 32

任务3.2数控车削加工工艺 32

3.2.1数控加工工艺的主要内容 32

3.2.2数控加工内容及加工方法的选择 32

3.2.3工件的装夹与夹具选择 33

3.2.4数控车床加工刀具及其选择 36

3.2.5切削用量的选择 44

3.2.6数控车削加工工艺路线制定 46

任务3.3数控车床程序编制概述 51

3.3.1数控车床编程的特点 51

3.3.2数控车床的五大功能指令 51

3.3.3数控车床的坐标系统 54

任务3.4数控车床一般轴类、盘套类零件的编程与加工 55

3.4.1坐标值与尺寸 55

3.4.2公制／英制变换（G21/G20） 55

3.4.3参考点功能（G28/G27） 56

3.4.4快速定位和直线插补 56

3.4.5圆弧插补（G02和G03） 57

3.4.6倒圆编程 59

3.4.7程序暂停（G04） 60

任务3.5数控车床轴类、盘套类零件的编程与加工——毛坯切削循环指令的应用 61

3.5.1单一固定循环（G90和G94） 61

3.5.2复合固定循环指令（G71/G72/G73/G70） 63

任务3.6数控车床轴类、盘套类零件的编程与加工——螺纹零件的编程与加工 68

3.6.1简单螺纹切削指令（G32） 68

3.6.2单一螺纹切削循环指令（G92） 70

3.6.3复合螺纹切削循环（G76） 73

任务3.7数控车床轴类、盘套类零件的编程与加工——子程序的应用及精度的保证 74

3.7.1子程序 74

3.7.2补偿功能 74

任务3.8数控车床二次装夹编程与加工 77

3.8.1轴类零件 77

3.8.2套类零件 79

任务3.9数控车床的仿真加工 82

3.9.1开机和手动回零操作 82

3.9.2手动连续进给 82

3.9.3步进／手轮（STEP/ HANDLE）进给 82

3.9.4零件程序的编辑、存储 83

3.9.5参数设置 84

3.9.6自动加工 86

项目练习 87

项目4数控铣床的加工工艺与编程 89

任务4.1数控铣床加工概述 89

4.1.1数控铣床的结构组成及分类 89

4.1.2数控铣削加工特点 90

4.1.3数控铣床的加工范围 90

4.1.4常见的数控铣床控制系统 91

任务4.2数控铣削加工工艺 91

4.2.1数控铣削加工工艺内容 91

4.2.2数控加工内容及加工方法的选择 92

4.2.3零件图的工艺分析 92

4.2.4工件的装夹与夹具选择 94

4.2.5定位基准的选择 95

4.2.6数控铣削刀具及其选择 98

4.2.7数控铣削方法 102

4.2.8切削用量的选择 103

4.2.9加工工序的划分 105

4.2.10确定数控铣削的加工路线 105

4.2.11关于数控铣削的几个概念 107

任务4.3数控铣床编程概述 107

4.3.1数控铣床的编程特点 108

4.3.2数控铣床编程的内容 108

4.3.3数控铣床的五大功能指令 108

4.3.4编程应注意的问题 110

任务4.4数控铣床的简单零件的编程——刀心轨迹进行编程 110

4.4.1坐标值与尺寸 110

4.4.2公制／英制变换（G21/G20） 111

4.4.3数控铣床的工件坐标系 111

4.4.4坐标平面选择指令（G17/G18/G19） 112

4.4.5快速定位和直线插补 112

4.4.6圆弧插补指令（G02/G03 ） 114

4.4.7暂停指令（G04） 115

任务4.5数控铣床平面轮廓零件的铣削加工——刀具补偿功能的应用 117

4.5.1刀具半径补偿功能 117

4.5.2刀具补偿功能编程指令 118

4.5.3刀具长度补偿指令（G43/G44/G49） 120

任务4.6数控铣床孔零件的铣削加工——固定循环指令的应用 121

4.6.1固定循环的组成 121

4.6.2固定循环指令格式 122

4.6.3固定循环代码 122

4.6.4常用的固定循环指令 123

任务4.7典型零件数控铣床的工艺与编程 128

任务4.8数控铣床的仿真加工 132

4.8.1操作面板按键介绍 132

4.8.2手动操作机床方法 133

4.8.3熟悉数控铣床的操作步骤 136

项目练习 136

项目5数控加工中心的工艺与编程 138

任务5.1加工中心概述 138

5.1.1加工中心的发展史 138

5.1.2加工中心的分类 138

5.1.3加工中心的优点 140

5.1.4加工中心的刀库种类及换刀形式 140

任务5.2数控加工中心加工工艺 142

5.2.1加工中心的组成和特点 142

5.2.2适宜加工中心加工的内容 143

5.2.3加工中心零件的结构工艺性分析 145

5.2.4零件的装夹及定位 145

5.2.5刀具的选择 148

5.2.6切削用量的选择 149

5.2.7加工工序的划分 149

5.2.8工艺文件的编制 151

任务5.3加工中心编程——子程序的应用 153

5.3.1调用子程序M98 153

5.3.2子程序返回M99 153

任务5.4加工中心编程——参考点及换刀指令的应用 155

5.4.1参考点操作指令（G27/G28/G29/G30） 155

5.4.2换刀指令（T/M06 ） 156

任务5.5加工中心编程——其他编程指令的应用 158

5.5.1镜像指令的应用 158

5.5.2极坐标系指令（G15/G16） 159

5.5.3坐标系旋转指令（G68/G69） 160

任务5.6加工中心编程——典型零件的加工工艺与编程 161

5.6.1工艺分析 161

5.6.2刀具的选择 162

5.6.3加工中心程序 162

任务5.7加工中心仿真软件加工 166

5.7.1控制面板介绍 166

5.7.2加工中心操作过程和规程 168

5.7.3工件坐标系的建立 169

项目练习 173

项目6特种加工机床的工艺与编程 175

任务6.1特种加工机床概述 175

6.1.1特种加工机床概念及特点 175

6.1.2特种加工的主要运用领域 175

6.1.3特种加工的分类 176

6.1.4特种加工发展方向及研究 177

任务6.2数控电火花线切割加工原理与特点 177

6.2.1数控电火花线切割加工原理 177

6.2.2线切割加工的特点 178

6.2.3电火花线切割机床分类 179

6.2.4电火花线切割机床型号 179

6.2.5数控电火花线切割的应用 179

任务6.3数控电火花线切割工艺基础 179

6.3.1数控电火花线切割加工的主要工艺指标与影响因素 179

6.3.2数控电火花线切割工艺 181

6.3.3常用夹具和工件装夹方法 185

6.3.4电极丝的选择和调整 187

任务6.4数控电火花线切割编程方法 189

6.4.1 3B指令编程 190

6.4.2 4 B指令格式及定义 194

6.4.3锥度加工指令格式及定义 194

6.4.4 ISO （G代码）指令编程 198

6.4.5自动编程 202

任务6.5数控电火花线切割加工应用实例 202

6.5.1工件毛坯的准备 203

6.5.2电极丝的选择 204

6.5.3加工路线的选择 205

6.5.4工件装夹与穿丝 206

6.5.5定位 206

6.5.6试切与切割 207

6.5.7加工过程中特殊情况的处理 207

6.5.8后续处理 208

6.5.9加工实例 208

项目练习 209

项目7自动编程简介 210

任务7.1自动编程概述 210

7.1.1自动编程的基本原理 210

7.1.2自动编程的主要特点 211

7.1.3自动编程方法的两种模式 212

7.1.4 CAD/CAM类型简介 213

任务7.2 Mastercam自动编程流程 214

7.2.1 Mastercam自动编程软件简介 214

7.2.2 Mastercam屏幕界面 216

7.2.3 Mastercam二维铣床刀具路径 218

7.2.4 Mastercam三维铣床粗加工刀具路径 224

7.2.5 Mastercam三维铣床精加工刀具路径 236

任务7.3综合实例 242

7.3.1摩托车电瓶盖结构特点与技术要求 242

7.3.2绘制电瓶盖几何模型 242

7.3.3电瓶盖凸模CNC加工过程 243

7.3.4电瓶盖凹模CNC加工过程 244

7.3.5 CNC文件的生成 245

项目练习 246

参考文献 247