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第1章 数控机床概述 1

1.1机床数控技术的发展 1

1.1.1数控技术的发展历史 1

1.1.2数控机床加工的特点 2

1.1.3数控机床的工作原理 2

1.1.4国内外数控技术发展现状和趋势 3

1.2数控机床的组成、分类及主要性能指标 6

1.2.1数控机床的组成 6

1.2.2数控机床的分类 7

1.2.3数控机床的主要性能指标 10

1.3数控机床坐标系和运动方向的规定 12

1.3.1标准的坐标系和运动方向 12

1.3.2绝对坐标系与增量（相对）坐标系 15

1.3.3坐标系的原点 16

思考与练习题 17

第2章 数控机床典型机械结构 18

2.1机械结构的基本要求与主要特点 18

2.1.1数控机床机械结构的基本要求 18

2.1.2数控机床的机械结构特点 23

2.2数控机床的主轴组件及传动装置 24

2.2.1数控机床对主传动系统的要求 24

2.2.2主轴变速方式 25

2.2.3数控机床主轴部件 26

2.2.4高速主轴系统和电主轴 29

2.3进给系统的机械传动机构 32

2.3.1数控机床对进给系统的要求 32

2.3.2齿轮传动副 33

2.3.3滚珠丝杠螺母副 35

2.3.4静压蜗轮蜗杆副、齿轮齿条副 41

2.4自动换刀装置 43

2.4.1自动换刀装置的分类 43

2.4.2刀库 44

2.4.3机械手 46

2.4.4加工中心换刀过程 47

2.5回转工作台 49

2.5.1分度工作台 49

2.5.2数控回转工作台 51

2.5.3带交换托盘的多齿分度工作台 53

思考与练习 55

第3章 数控原理与系统 56

3.1数控系统概述 56

3.1.1什么是数控系统 56

3.1.2数控系统的组成 56

3.1.3数控系统的工作原理 59

3.1.4常用数控系统 60

3.2数控插补原理 60

3.2.1插补算法概述 60

3.2.2逐点比较法 61

3.2.3其他插补方法 66

3.3数控机床常用的检测装置 67

3.3.1旋转编码器 67

3.3.2光栅 69

3.3.3接近传感器 71

3.4进给伺服系统 72

3.4.1开环进给伺服系统控制 73

3.4.2闭环和半闭环进给伺服系统控制 76

3.5数控机床PLC简介 79

3.5.1可编程控制器 80

3.5.2辅助功能控制 82

思考与练习 82

第4章 数控加工工艺基础 83

4.1数控加工工艺特点 83

4.2加工路线及切削参数的确定 84

4.2.1走刀路线的确定 84

4.2.2切削用量的确定 86

4.3零件的安装方法及夹具方案 87

4.3.1概述 87

4.3.2机床夹具的组成和作用 88

4.3.3工件的定位和夹紧 90

4.3.4夹紧装置的组成及基本要求 93

4.3.5夹紧力三要素确定 94

4.4数控机床刀具 96

4.4.1数控机床刀具的特点 96

4.4.2数控机床刀具分类 97

4.4.3常用数控刀具结构 97

4.4.4数控机床刀具的选择 98

4.4.5数控加工刀具选择的典型实例 100

4.5零件的数控加工工艺分析 101

4.5.1对零件图进行数控加工工艺分析 101

4.5.2零件数控加工工艺路线的拟定 103

思考与练习 107

第5章 数控车床编程（FANUC系统） 110

5.1数控车床编程基础 110

5.1.1数控车床概述 110

5.1.2数控车床坐标系 111

5.2 FANUC系统数控车床程序的编制 112

5.2.1程序组成及程序结构 112

5.2.2准备功能指令应用 114

5.2.3辅助功能指令应用 118

5.2.4进给，主轴，刀具功能指令应用 119

5.2.5单一循环功能指令应用（G90，G94） 123

5.2.6螺纹加工指令应用（G32，G92） 126

5.2.7复合循环功能指令应用（G70～G76） 128

5.2.8子程序功能应用 135

5.3数控车床编程实例 137

5.3.1基本指令编程 137

5.3.2螺纹加工 138

5.3.3复合循环编程实例 139

5.3.4综合实例 141

思考与练习 145

第6章 数控铣床编程（SIEMENS） 151

6.1数控铣床概述 151

6.1.1数控铣床编程特点 151

6.1.2数控铣床坐标系 151

6.2 SIEMENS数控系统编程基础 153

6.2.1程序结构 153

6.2.2基本功能指令应用 154

6.2.3 M、F、S、T功能指令 160

6.3刀具半径、长度补偿指令应用 161

6.3.1刀具半径补偿功能 161

6.3.2刀具长度补偿功能 164

6.4孔加工固定循环功能指令应用 165

6.4.1孔加工固定循环概述 166

6.4.2孔加工固定指令 167

6.4.3钻孔路径循环 171

6.4.4固定循环指令中涉及的参数意义 174

6.5西门子数控系统子程序 175

6.6特殊编程功能指令应用 176

6.6.1坐标平移（TRANS，ATRANS） 177

6.6.2坐标旋转（ROT，AROT） 177

6.6.3比例缩放（SCALE，ASCALE） 178

6.6.4镜像功能（MIRROR，AMIRROR） 179

6.7数控铣床编程实例 180

6.7.1内外轮廓加工类零件加工 180

6.7.2密封盖零件加工 181

6.7.3矩形槽板零件加工 184

思考与练习 189

第7章 加工中心编程（FANUC系统） 194

7.1加工中心编程基础 194

7.1.1数控程序的结构与格式 194

7.1.2加工中心的坐标系统 196

7.2常用代码指令 196

7.2.1准备功能指令应用（G） 196

7.2.2辅助功能指令应用（M） 202

7.2.3进给速度F，主轴转速S，刀具选择T功能指令应用 203

7.3刀具半径补偿、长度补偿应用 204

7.3.1刀具半径补偿指令（G40，G41，G42） 204

7.3.2刀具长度补偿指令（G43，G44，G49） 204

7.4 FANUC数控系统固定循环功能指令应用 206

7.5子程序功能指令应用 215

7.6特殊编程功能指令应用 218

7.7宏程序功能指令应用 225

7.8加工中心编程实例 228

思考与练习 232

第8章 数控电火花线切割加工 237

8.1数控电火花线切割概述 237

8.1.1数控电火花线切割机床的加工原理 237

8.1.2数控电火花线切割机床的特点 238

8.1.3数控线切割机床的组成 238

8.1.4电火花线切割加工正常运行必须具备的条件 239

8.1.5数控电火花线切割机床的分类 239

8.1.6线切割加工的加工对象 239

8.2数控电火花线切割程序编制 240

8.2.1手工编程 240

8.2.2 ISO代码下切割加工程序编制 242

8.2.3自动编程 245

8.3数控电火花线切割编程实例 247

思考与练习 250

第9章 数控机床维护与保养 252

9.1数控机床维护的特点 252

9.2数控机床维护保养的内容 255

9.2.1数控机床的日常维护和保养 255

9.2.2数控机床的三级保养 260

9.2.3数控机床维修的思路与方法 264

9.3数控机床常见故障的分析及维修 273

9.3.1机床回参考点故障及排除 273

9.3.2数控车床自动换刀装置常见故障分析 277

9.3.3 CNC报警及处理 282

思考与练习 290

参考文献 292