计算机数控技术应用 加工中心和车削中心PDF电子书下载

第1章　CNC加工中心概述 1

1.1 CNC概述 1

1.1.1　制造史 1

1.1.2　NC技术 1

1.1.3　CNC的优点 2

1.1.4　CNC技术 2

1.1.5　CNC车削中心 3

1.1.6　CNC加工中心 3

1.2　CNC加工中心的安全规则 5

1.3 CNC加工中心加工工艺设计 7

1.4　CNC加工中心加工文档 8

1.5 本章小结 12

1.6 习题 12

第2章　CNC加工中心基础知识 13

2.1 CNC加工中心的组成 13

2.1.1　CNC控制器 15

2.1.2　CRT显示器 16

2.1.3　床身 16

2.1.4　主轴箱 16

2.1.5　主轴与刀具锥柄 16

2.1.6　工作台与托盘 16

2.1.7　刀库 16

2.1.8 自动换刀臂 17

2.1.9　导轨和导轨罩 18

2.1.10　导轨润滑系统 18

2.1.11　电源控制箱 18

2.1.12　伺服电机 18

2.1.13　滚珠丝杠 18

2.1.14　开环系统 18

2.1.15　闭环系统 18

2.1.16　点对点和连续路径 19

2.1.17　输入介质 19

2.1.18　CNC机床的配置 20

2.1.19　主轴转速 20

2.1.20　对刀器 20

2.2　笛卡尔坐标系 20

2.2.1　绝对程序和增量程序 22

2.2.2　立式加工中心的笛卡尔坐标系 23

2.2.3 卧式加工中心的笛卡尔坐标系 23

2.2.4　旋转的笛卡尔坐标系 23

2.2.5　笛卡尔象限 23

2.3　绝对坐标簿和增量坐标簿 23

2.4　CNC加工中心的程序格式 24

2.5　CNC加工中心命令代码 25

2.6　本章小结 28

2.7 习题 29

第3章　CNC加工中心切削加工基础知识 30

3.1 CNC加工中心的工序类型 30

3.1.1　钻孔工序 30

3.1.2　倒角工序 30

3.1.3　加工埋头孔工序 30

3.1.4　锪孔工序 31

3.1.5　扩孔工序 31

3.1.6　点钻工序 31

3.1.7　扁钻工序 31

3.1.8　镗孔工序 31

3.1.9　铰孔工序 31

3.1.10　攻丝工序 31

3.1.11　铣平面工序 31

3.1.12　端铣工序 32

3.1.13　铣槽工序 32

3.2　CNC加工中心的孔描述 32

3.3　CNC加工中心使用的刀具 35

3.3.1　CNC刀杆 35

3.3.2　在机床主轴中加紧刀具 35

3.3.3　夹头刀杆 35

3.3.4　CNC V型卡槽刀杆 35

3.3.5　钻孔刀具 36

3.3.6　扁钻 38

3.3.7　镗杆 40

3.3.8　浮动铰刀刀杆 41

3.3.9　铰刀 42

3.3.10　丝锥刀杆 42

3.3.11 丝锥 43

3.3.12　套式铣刀杆 44

3.3.13　面铣刀 45

3.3.14　端铣刀杆 46

3.3.15　端铣刀 46

3.3.16　铣槽刀杆 47

3.3.17　槽铣刀 47

3.3.18　铣削工序描述 48

3.4　硬质合金刀片参数 48

3.4.1　切削液（冷却液） 50

3.4.2　硬质合金刀片的特征以及标识系统 50

3.4.3　刀片标识与等级 51

3.4.4　其他刀片材料 51

3.4.5　刀片的刀尖半径选择 52

3.4.6　刀片几何形状的选择 52

3.5　CNC加工中心的应用 52

3.6　本章小结 53

3.7　习题 54

第4章　CNC加工中心控制与操作 55

4.1 CNC加工中心CRT和按键面板的功能 55

4.2　CNC加工中心操作面板的功能 57

4.2.1　CNC加工中心操作面板 57

4.2.2　CNC加工中心控制面板按钮 58

4.2.3　模式选择 59

4.2.4　进给保持、空运行、单段执行、跳段 60

4.2.5　进给速度修调、主轴转速修调、快速移动修调 61

4.2.6　手动脉冲生成器轮 62

4.3 CNC加工中心对工件的装卡 62

4.3.1　定位基础知识 63

4.3.2　CNC夹具 64

4.3.3 加工中装卡工件的方法 64

4.3.4　装卡装置 64

4.3.5 夹具 65

4.3.6　组合夹具 65

4.3.7　箱形弯板 65

4.3.8　夹紧技巧 65

4.3.9　定位销与套 66

4.3.10　装卡方法 66

4.4　CNC加工中心的设置过程 70

4.4.1　机床参考点 71

4.4.2　设置零件原点 71

4.4.3　刀具长度偏置 72

4.4.4　寻边器设置法 72

4.4.5 同轴测量表设置过程 74

4.4.6　量规块接触设置法 75

4.4.7　摇摆器设置法 76

4.4.8　点接触设置法 77

4.5 本章小结 77

4.6 习题 78

第5章　CNC加工中心技术数据 79

5.1 CNC加工中心计算 79

5.2　CNC切削速度与进给速度 84

5.2.1　用于孔加工的切削速度和主轴转速 84

5.2.2　用于孔加工工序的刀具进给速度（IPR和IPM） 85

5.2.3　用于铣削加工工序的刀具速度与进给速度 86

5.3　几何尺寸与几何公差 87

5.3.1 GD&T 87

5.3.2　基准标注 88

5.3.3　基准引用 88

5.3.4　GD&T符号及说明 88

5.3.5　GD&T基准系统及夹具 89

5.3.6　特征控制框 90

5.3.7　最大材料条件 91

5.3.8　最小材料条件 91

5.3.9　投影公差带 91

5.4　表面精度 91

5.4.1　表面精度特性和精度标注 92

5.4.2 由不同加工方法得到的表面精度 93

5.5　材料类型与硬度等级 93

5.5.1　钢的类型 94

5.5.2　工具钢 95

5.5.3　硬度等级确定方法 95

5.6　CNC加工报警代码 96

5.7　本章小结 98

5.8 习题 98

第6章　CNC加工中心的快速移动与进给运动 100

6.1　快速移动和进给运动 100

6.2　G00代码：快速移动 100

6.2.1　立式加工中心G00 X轴快速移动 101

6.2.2　立式加工中心G00 Y轴快速移动 101

6.2.3　立式加工中心G00 Z轴快速移动 102

6.2.4　卧式加工中心G00 X轴快速移动 103

6.2.5　卧式加工中心G00 Y轴快速移动 103

6.2.6　卧式加工中心G00 Z轴快速移动 104

6.3　G01代码：进给运动 105

6.3.1 立式加工中心G01 X轴进给运动 106

6.3.2　立式加工中心G01 Y轴进给运动 106

6.3.3 立式加工中心G01 Z轴进给运动 107

6.4　立式加工中心五轴加工 108

6.5　CNC程序示例1000 109

6.5.1 坐标簿 109

6.5.2　工程图 110

6.5.3　CNC机床设置平面图 110

6.5.4　CNC刀具清单 110

6.5.5　CNC示例程序1000的说明 110

6.5.6　建立坐标簿1000 110

6.5.7　CNC程序示例1000 113

6.6　本章小结 114

6.7　习题 114

6.8　立式加工中心CNC程序练习 115

第7章　CNC加工中心圆弧插补 117

7.1 圆弧插补 117

7.2　G02代码：顺时针圆弧插补 117

7.3　G03代码：逆时针圆弧插补 119

7.4　主轴功能代码 119

7.4.1　主轴功能代码M03、M04和S 119

7.4.2　M05代码：主轴停止 120

7.4.3 用立式加工中心铣削轮廓 120

7.4.4　用立式加工中心铣削360°轮廓 121

7.4.5　G02代码说明 122

7.4.6　G03代码说明 123

7.5 CNC程序示例2000 126

7.5.1　CNC示例程序2000的指令 127

7.5.2　建立坐标簿2000 127

7.5.3　CNC程序示例2000 131

7.6　本章小结 134

7.7　习题 134

7.8　立式加工中心CNC程序练习 135

第8章　CNC刀具直径补偿 137

8.1　刀具直径补偿 137

8.1.1　刀具直径补偿代码 137

8.1.2　G41代码：刀具直径左补偿 137

8.1.3　G42代码：刀具直径右补偿 138

8.1.4　G40代码：注销刀具直径补偿 138

8.1.5　G43代码：刀具长度补偿 138

8.1.6　G49代码：注销刀具长度补偿 138

8.1.7　G28代码：机床返回到参考点 138

8.1.8　G41代码和G42代码：外切削 139

8.1.9　G41代码和G42代码：内切削 139

8.2　立式加工中心刀具直径补偿代码G41 140

8.3　立式加工中心刀具直径补偿代码G42 142

8.4　CNC程序示例3000 143

8.4.1　CNC示例程序3000的说明 144

8.4.2　建立坐标簿3000 144

8.4.3　CNC程序示例3000 148

8.5　本章小结 150

8.6　习题 151

8.7　立式加工中心CNC程序练习 151

第9章　CNC钻孔固定循环 154

9.1　固定循环代码 154

9.2 CNC钻孔固定循环 155

9.2.1　G81代码：钻孔固定循环 156

9.2.2　G82代码：锪孔固定循环 157

9.2.3　G83代码：间歇钻孔固定循环 159

9.2.4　G80代码：注销固定循环 160

9.2.5　Z返回代码 160

9.3 CNC示例程序4000 160

9.3.1　CNC程序示例4000的说明 161

9.3.2　建立坐标簿4000 161

9.3.3　CNC示例程序4000 165

9.4　本章小结 169

9.5 习题 170

9.6　立式加工中心CNC程序练习 170

第10章　CNC固定循环代码：G84、G86和G76 173

10.1 CNC固定循环代码G84、G86和G76 173

10.1.1　G84代码：攻丝固定循环 174

10.1.2　G86代码：镗孔固定循环 174

10.1.3　G76代码：精镗孔固定循环 176

10.1.4　G98和G99代码：返回代码 177

10.1.5　G80代码：注销固定循环 177

10.1.6　英制格式代码G20和米制格式代码G21 178

10.1.7　G54～G59代码：工作坐标系代码 178

10.1.8　卧式加工中心B轴 178

10.2　CNC示例程序5000 178

10.2.1　CNC示例程序5000的说明 179

10.2.2　建立坐标簿5000 179

10.2.3　CNC示例程序5000 184

10.3　本章小结 190

10.4　习题 190

10.5 立式加工中心CNC程序练习 191

第11章　CNC车削加工概述 193

11.1 CNC车床 193

11.1.1　CNC车床的配置 195

11.1.2　CNC自动螺纹车床 196

11.2　CNC车床的安全规则 198

11.2.1　人身安全 198

11.2.2　车间环境安全 199

11.2.3　车床和刀具操作安全 199

11.2.4　加工安全措施 199

11.3 CNC车床加工工艺设计 200

11.4　CNC车床加工文档 202

11.5　本章小结 204

11.6 习题 205

第12章　CNC车床基础知识 206

12.1 CNC车床 206

12.2　CNC车床的组成 206

12.2.1　CNC车床控制器 207

12.2.2　CRT显示器 208

12.2.3　床身 208

12.2.4　主轴箱 208

12.2.5　卡盘与卡爪 209

12.2.6　刀塔 209

12.2.7　CNC车床三爪卡盘的特征与说明 210

12.2.8　CNC车床刀塔的特征与说明 210

12.2.9　刀具转位 211

12.2.10　尾座 211

12.2.11　导轨和导轨罩 212

12.2.12　导轨润滑系统 213

12.2.13　电源控制箱 213

12.2.14　滚珠丝杠 213

12.2.15　CNC车床尾座的特征与说明 213

12.2.16　CNC车床尾座设置说明 213

12.2.17　伺服驱动电机 214

12.2.18　自动棒料进给器 214

12.2.19　零件接收器 214

12.2.20　第二刀塔 214

12.2.21 子刀塔 214

12.2.22　对刀器 214

12.2.23　双主轴／双卡盘 214

12.2.24　动力刀头 214

12.2.25　切屑传送带 215

12.2.26　开环系统 215

12.2.27 闭环系统 215

12.2.28　点对点路径和连续路径 215

12.2.29　输入介质 215

12.2.30　CNC车床闭环系统说明 215

12.3 CNC车床笛卡尔坐标系 216

12.3.1　绝对程序和增量程序 220

12.3.2　CNC车床笛卡尔象限 220

12.3.3　CNC车床运动的笛卡尔旋转坐标系 220

12.4　CNC车床的程序格式 220

12.5　CNC车床命令代码 222

12.5.1　字母地址命令 222

12.5.2　M代码命令 223

12.5.3　G代码命令 224

12.6　本章小结 227

12.7 习题 227

第13章　车床切削加工基础知识 229

13.1　CNC车床切削术语与特征 229

13.1.1　转速（RPM） 230

13.1.2　进给速度 230

13.1.3　切削深度 230

13.1.4　卡盘 230

13.1.5 卡爪 230

13.1.6　车床切削术语与特征 230

13.1.7　刀塔 230

13.1.8　车刀 230

13.1.9　刀片 231

13.1.10　金属切屑 231

13.1.11 断屑槽 231

13.1.12　工件 231

13.2 CNC车削工序 231

13.2.1　车削端面 231

13.2.2　车削外圆 232

13.2.3　车削圆锥面 233

13.2.4　倒角 234

13.2.5　镗孔 235

13.2.6　镗锥孔 236

13.2.7　车削沉孔 237

13.2.8　切槽 238

13.2.9　车削外螺纹 239

13.2.10　车削内螺纹 240

13.2.11　钻孔 241

13.2.12　用硬质合金可转位刀片钻头钻孔 242

13.2.13　扁钻钻孔 243

13.2.14　铰孔 244

13.2.15　攻丝 244

13.2.16　切断 245

13.3 CNC车床切削刀具 245

13.3.1 车削外圆刀具 246

13.3.2　外圆刀杆刀片几何形状与特征 249

13.3.3 刀片刀杆前倾角 249

13.3.4　孔加工刀具 251

13.3.5　麻花钻 252

13.3.6　中心钻 252

13.3.7　硬质合金可转位刀片钻头 253

13.3.8　硬质合金刀尖并提供冷却液的钻头 254

13.3.9　扁钻 254

13.3.10　镗杆 255

13.3.11　铰刀 256

13.3.12　丝锥 257

13.4　硬质合金刀片技术 259

13.4.1　刀片标识与等级 259

13.4.2　刀尖半径的选择 259

13.4.3　刀片几何形状的选择 259

13.4.4　其他刀片材料 260

13.4.5　切削刀具压力 260

13.4.6　切削液（冷却液） 260

13.5　CNC车床应用 261

13.6　本章小结 262

13.7 习题 262

第14章　CNC车床控制与操作 264

14.1　CNC车床CRT和按键面板功能 264

14.2　CNC车床操作面板功能 266

14.2.1　CNC车床操作面板 266

14.2.2　CNC车床控制面板按钮 267

14.2.3　模式选择 268

14.2.4　进给保持、空运行、单段执行、跳段 269

14.2.5　进给速度修调、主轴转速修调与快速移动修调 270

14.2.6　手动脉冲发生器轮 271

14.3　CNC车床装卡工件方法 271

14.3.1　定位基础知识 272

14.3.2　加工中装卡工件的方法 272

14.3.3　装卡装置 272

14.4　CNC车床设置过程 278

14.4.1　机床参考点 278

14.4.2　零件原点 278

14.4.3　设置 278

14.5　本章小结 285

14.6　习题 285

第15章　CNC车床技术数据 286

15.1　CNC车床加工计算 286

15.1.1　计算示例1 286

15.1.2　计算示例2 287

15.1.3　计算示例3 287

15.1.4　计算示例4 289

15.1.5　计算示例5 290

15.1.6　计算示例6 291

15.1.7　计算示例7 292

15.2　CNC车削速度与进给速度 293

15.2.1　刀具速度（SFM和RPM） 294

15.2.2　刀具进给速度（IPR） 295

15.3　车床几何尺寸与公差 296

15.3.1　基准标注 300

15.3.2　基准引用 300

15.4　表面精度 300

15.5　螺纹 302

15.5.1　螺纹的形式 302

15.5.2　螺纹特征及标识系统 305

15.5.3　UN螺纹和NPT螺纹说明 307

15.5.4　UN螺纹特征 307

15.6　CNC车床报警代码 307

15.7　本章小结 308

15.8　习题 308

第16章　CNC车床快速移动与进给运动 309

16.1 快速移动和进给运动 309

16.2　G00代码：快速移动 309

16.3　G01代码：进给运动 312

16.4　CNC示例程序6000 316

16.4.1　坐标簿 316

16.4.2　工程图 316

16.4.3　CNC车床设置平面图 316

16.4.4　CNC车床刀具清单 316

16.4.5　用于CNC示例程序6000的指令 316

16.4.6　建立坐标簿6000 317

16.4.7　CNC示例程序6000 320

16.5　本章小结 323

16.6　习题 324

16.7 用于CNC车床的CNC程序练习 324

第17章　CNC车床圆弧插补 327

17.1 圆弧插补 327

17.2　G02代码：顺时针圆弧插补 327

17.3　G03代码：逆时针圆弧插补 329

17.4　主轴功能代码 330

17.4.1　M03、M04和S代码 330

17.4.2　M05代码：主轴停止 330

17.5 CNC示例程序7000 330

17.5.1　用于CNC程序7000的说明 331

17.5.2　建立坐标簿7000 331

17.5.3　CNC示例程序7000 335

17.6　本章小结 338

17.7 习题 338

17.8 用于CNC车床的CNC程序练习 339

第18章　刀尖半径补偿 341

18.1　刀尖半径补偿 341

18.1.1　G41代码：刀尖半径左补偿 343

18.1.2　G42代码：刀尖半径右补偿 344

18.1.3　刀尖半径与矢量方向 345

18.1.4　G40代码：注销刀尖半径补偿 346

18.1.5　激活几何偏置 346

18.1.6　注销几何偏置 346

18.1.7　G28代码：机床回到参考点 346

18.2　主轴转速控制代码 347

18.2.1　G50代码：最大转速和坐标系设置 347

18.2.2　G97代码：主轴恒定RPM模式 347

18.2.3　G96代码：主轴恒定SFM模式 347

18.3 CNC示例程序8000 347

18.3.1　用于CNC程序8000的说明 348

18.3.2　建立坐标簿8000 348

18.3.3　CNC示例程序8000 352

18.4　本章小结 354

18.5 习题 354

18.6 用于CNC车床的CNC程序练习 355

第19章　CNC车床固定循环代码：G70～G74 357

19.1 CNC车床固定循环 358

19.2　CNC固定循环代码：G70～G74 358

19.2.1　G70代码：精车循环 358

19.2.2　G71代码：粗车（粗镗孔）循环 359

19.2.3　G72代码：粗车端面循环 360

19.2.4　G73代码：轮廓重复循环 361

19.2.5　G74代码：多次切端面槽 362

19.2.6　G74代码：间歇进给钻孔循环 364

19.3 CNC示例程序9000 364

19.3.1　用于CNC程序9000的说明 364

19.3.2　建立坐标簿9000 365

19.3.3　CNC示例程序9000 368

19.4　本章小结 369

19.5 习题 370

19.6 用于CNC车床的CNC程序练习 370

第20章　CNC车床固定循环代码：G75～G94 373

20.1 CNC固定循环代码G75～G94 373

20.1.1 G75代码：多直径切槽循环 374

20.1.2　G76代码：多次车螺纹循环 375

20.1.3　G90代码：车削外圆和 376

车削内圆循环（直车削） 376

20.1.4　G90代码：车削外圆和车削内圆循环（车削圆锥面） 377

20.1.5　G92代码：多次车螺纹固定循环 378

20.1.6　G94代码：车削端面循环 379

20.1.7　G04代码：暂停 380

20.2　CNC示例程序9500 380

20.2.1　用于CNC程序9500的说明 380

20.2.2　建立坐标簿9500 381

20.2.3　CNC示例程序9500 384

20.3　本章小结 386

20.4　习题 386

20.5　用于CNC车床的CNC程序练习 387

附录A　CNC刀具库示例 389

附录B　用于加工中心的公式 394

附录C　铣削加工切削速度（SFM） 395

附录D　钻孔、铰孔和攻丝的切削速度（SFM）（高速钢刀具） 396

附录E　铣削加工进给速度（FPT） 397

附录F　钻孔进给速度（IPR，高速钢钻头） 398

附录G　硬质合金刀片钻头切削速度（SFM）和进给速度（IPR） 399

附录H　攻丝时使用的钻头尺寸表（英制和米制） 400

附录I　NPT管螺纹丝锥钻头尺寸表 402

附录J　加工中心程序代码说明 403

附录K　CNC车床刀具库示例 406

附录L　用于车削的公式 410

附录M 车削和镗孔工序的切削速度（SFM）与进给速度（IPR） 411

附录N 60°V型螺纹切削速度（SFM）和计算公式 412

附录O　车床程序代码说明 414

附录P　直角三角形计算公式 417

附录Q　分数、小数转换表 418

附录R　字母钻头尺寸和数字钻头尺寸转换表 419

附录S　单位转换 420