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第1篇 数控加工技术基础与数控机床编程、操作及维护第1章 数控加工技术与数控编程基础 2

1.1 数控加工技术简介 2

1.1.1 数控技术的基本概念 2

1.1.2 数控加工技术 3

1.1.3 数控加工技术在机械制造业中的地位及应用 4

1.2 数控机床的组成和加工特点 4

1.2.1 数控机床的组成 4

1.2.2 数控机床的加工特点 5

1.3 数控机床的工作原理 7

1.3.1 数控机床加工零件的基本工作过程 7

1.3.2 数控机床的工作原理 8

1.4 数控机床分类及应用范围 9

1.4.1 按运动轨迹控制方式分类 9

1.4.2 按伺服系统类型分类 11

1.4.3 按加工工艺方法分类 12

1.4.4 按功能水平分类 12

1.4.5 数控机床应用范围 13

1.5 数控机床的坐标系与常见数控机床及数控系统简介 13

1.5.1 数控机床的坐标系及坐标轴方向的确定 13

1.5.2 常见数控机床简介 19

1.5.3 常见数控系统简介 25

1.5.4 数控机床的主要性能指标 27

1.6 数控加工编程概述 29

1.6.1 数控编程的概念 29

1.6.2 数控编程的内容和步骤 29

1.6.3 数控编程的方法 31

1.7 数控加工程序的组成与数控系统指令代码简介 32

1.7.1 数控加工程序的组成与程序段格式 32

1.7.2 准备功能指令与辅助功能指令简介 34

1.8 数控技术与数控机床的发展趋势 39

思考题与习题 41

第2章 数控机床典型机械结构简介 43

2.1 数控机床典型机械结构概述 43

2.1.1 数控机床机械结构组成 43

2.1.2 数控机床机械结构特点 44

2.2 数控机床的总体布局 45

2.2.1 数控车床的布局形式 45

2.2.2 数控铣床和加工中心的布局形式 47

2.3 数控机床的主传动系统 50

2.3.1 数控机床主传动系统的特点 50

2.3.2 数控机床的主传动系统 50

2.3.3 数控机床的主轴部件 52

2.4 数控机床的进给传动系统 55

2.4.1 数控机床进给传动的特点 55

2.4.2 滚珠丝杠螺母副 55

2.4.3 进给系统传动间隙的消除 60

2.5 数控机床的导轨 63

2.5.1 滚动导轨 63

2.5.2 静压导轨 65

2.5.3 塑料滑动导轨 65

2.6 数控机床的自动换刀装置 67

2.6.1 回转刀架换刀装置 67

2.6.2 多主轴转塔头换刀装置 67

2.6.3 刀库-机械手自动换刀系统 68

2.7 数控机床的回转工作台 70

2.7.1 数控回转工作台 70

2.7.2 分度工作台 73

2.8 数控机床的主要辅助装置 74

思考题与习题 75

第3章 数控加工工艺设计 76

3.1 数控加工工艺概述 76

3.1.1 数控加工工艺概述 76

3.1.2 数控加工工艺的特点 76

3.1.3 数控加工工艺方案设计的主要内容 77

3.2 数控加工工艺设计 80

3.2.1 零件数控加工工艺性分析 80

3.2.2 数控加工工艺路线设计 83

3.3 数控加工工艺文件的编制 92

3.4 数控加工工艺设计实例 93

3.4.1 数控车削加工工艺分析实例 93

3.4.2 数控铣削加工工艺分析实例 96

3.5 数控加工编程中的数值计算 98

3.6 数控加工刀具的选择 100

3.6.1 数控机床刀具概述 100

3.6.2 数控车削刀具的选择 101

3.6.3 数控铣削与加工中心刀具的选择 104

3.6.4 对刀装备的选择 113

3.7 数控加工切削用量的选择 116

3.7.1 数控加工切削用量选择原则 116

3.7.2 数控车削切削用量选择 116

3.7.3 数控铣削切削用量选择 118

3.8 数控机床上工件的装夹方式 121

3.8.1 工件装夹方式与夹具的选择 121

3.8.2 数控车床夹具和数控车削工件的装夹方式 122

3.8.3 数控铣床与加工中心常用夹具 126

3.9 数控电火花线切割机床加工的工艺过程 129

3.9.1 线切割加工工艺分析 130

3.9.2 工件的装夹与找正 138

思考题与习题 139

第4章 数控车床编程与操作 141

4.1 数控车床编程特点 141

4.2 数控车床基本指令编程方法 142

4.2.1 M、F、S、T功能 142

4.2.2 工件坐标系选择与设定指令 144

4.2.3 尺寸系统 145

4.2.4 快速定位与插补功能指令 147

4.2.5 刀具补偿功能 152

4.2.6 固定循环功能 155

4.2.7 螺纹加工 167

4.2.8 子程序 174

4.3 数控车床编程实例 176

4.4 数控车床操作 181

4.4.1 FANUC Oi系统数控车床面板介绍 182

4.4.2 FANUC Oi系统数控车床基本操作 188

4.4.3 FANUC Oi系统数控车床对刀操作方法和步骤 195

4.4.4 数控车床安全操作规程 199

思考题与习题 200

第5章 数控铣床编程与操作 202

5.1 数控铣床编程特点 202

5.2 数控铣床基本指令编程方法 202

5.2.1 M、F、S、T、D、H功能 203

5.2.2 工件坐标系选择与设定指令 204

5.2.3 尺寸系统 206

5.2.4 平面选择指令（G17、G18、G19） 207

5.2.5 快速定位与插补功能指令 208

5.2.6 刀具补偿功能 213

5.2.7 坐标系转换指令 218

5.2.8 子程序 226

5.2.9 固定循环指令 228

5.3 数控铣床编程实例 236

5.4 数控铣床操作 244

5.4.1 FANUC Oi系统数控铣床面板介绍 244

5.4.2 FANUC Oi系统数控铣床的基本操作 248

5.4.3 FANUC Oi系统数控铣床对刀操作方法和步骤 251

5.4.4 数控铣床安全操作规程 252

思考题与习题 254

第6章 加工中心编程与操作 256

6.1 加工中心编程特点 256

6.2 加工中心基本指令编程方法 257

6.2.1 系统功能介绍 257

6.2.2 工件坐标系设定 262

6.2.3 尺寸系统 264

6.2.4 平面选择指令（G17、G18、G19） 266

6.2.5 坐标轴运动指令 268

6.2.6 刀具补偿功能 272

6.2.7 坐标系转换指令 276

6.2.8 子程序 282

6.2.9 固定循环指令 284

6.3 加工中心编程实例 290

6.4 加工中心操作 292

6.4.1 SINUMERIK 802D系统加工中心的面板介绍 292

6.4.2 SINUMERIK 802D系统加工中心的基本操作 295

6.4.3 加工中心安全操作规程 309

思考题与习题 311

第7章 数控电火花线切割机床加工编程与操作 314

7.1 数控电火花线切割机床加工的特点与工作原理 314

7.1.1 数控电火花线切割机床的工作原理 314

7.1.2 数控电火花线切割机床的类型 315

7.1.3 数控电火花线切割机床的基本组成 317

7.1.4 数控电火花线切割机床加工的特点与应用 324

7.2 数控电火花线切割机床程序编制的基本方法 326

7.2.1 3B格式（无间隙补偿）编程方法 326

7.2.2 4B格式（间隙补偿）编程方法 332

7.2.3 国际标准格式（ISO格式）编程方法 335

7.3 数控电火花线切割机床编程实例 344

7.3.1 数控电火花线切割机床手工编程步骤 344

7.3.2 数控电火花线切割加工ISO指令编程典型实例 345

7.3.3 数控电火花线切割机床编程综合实例 347

7.4 数控电火花线切割机床的基本操作 350

7.4.1 数控电火花线切割机床的基本操作 350

7.4.2 数控电火花线切割机床的安全操作规程 353

思考题与习题 355

第8章 数控机床的选型、维护与维修 358

8.1 数控机床的选型 358

8.1.1 典型零件的确定 358

8.1.2 数控机床规格的选择 359

8.1.3 数控机床精度的选择 359

8.1.4 数控系统的选择 360

8.1.5 自动换刀装置与刀库容量的选择 360

8.2 数控机床的安装、调试与验收 361

8.2.1 数控机床的安装与调试 361

8.2.2 数控机床的验收 363

8.3 数控机床的使用管理与保养 366

8.3.1 数控机床的使用管理 366

8.3.2 数控机床的保养 366

8.4 数控机床常见故障诊断及维修 370

8.4.1 数控机床常用故障检测仪器 370

8.4.2 数控机床的故障检查方法 372

8.4.3 故障自诊断技术 373

8.4.4 主要机械部件的故障诊断与排除 375

8.4.5 数控装置的故障诊断与排除 380

8.4.6 伺服系统故障诊断与排除 383

8.5 数控系统故障诊断与排除实例 389

思考题与习题 392

第2篇 数控加工自动编程 394

第1章 数控加工自动编程概述 394

1.1 数控加工自动编程过程 394

1.2 常见数控加工自动编程软件简介 396

思考题与习题 399

第2章 MasterCAM基础知识 400

2.1 MasterCAM工作界面 400

2.2 MasterCAM系统运行环境基本设置 403

2.3 利用MasterCAM进行自动编程引例 406

思考题与习题 413

第3章 MasterCAM二维图形构建与二维零件加工 414

3.1 二维几何图形的绘制功能 414

3.2 二维几何图形的编辑功能 414

3.3 二维几何图形构建实例 415

3.4 二维零件数控加工程序的生成方法及实例 418

思考题与习题 427

第4章 MasterCAM构建三维曲面零件 430

4.1 图形视角与构图平面 430

4.2 构图平面与构图深度（Z） 431

4.3 线框模型构建三维曲面 432

4.4 三维曲面的编辑 443

4.5 综合应用举例 448

思考题与习题 452

第5章 MasterCAM实体造型 456

5.1 挤出实体 456

5.2 旋转实体 458

5.3 扫描实体 459

5.4 举升实体 460

5.5 实体编辑 461

5.6 布尔运算 465

5.7 实体管理 466

5.8 综合应用举例 467

思考题与习题 470

第6章 MasterCAM三维曲面／实体零件加工 472

6.1 三维曲面／实体零件加工类型及方式 472

6.2 三维曲面／实体零件加工参数的选择 477

6.3 三维曲面／实体零件加工实例 478

思考题与习题 493

第7章 其他CAD/CAM软件二维与三维零件加工 495

7.1 Unigraphics(UG)NX软件二维与三维零件加工 495

7.2 Pro/Engineer（Pro/E）软件二维与三维零件加工 508

7.3 CAXA软件二维与三维零件加工 524

思考题与习题 536

参考文献 539