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1 绪论 1

1.1　概述 1

目录 1

1.2　数控机床的发展概况和分类 2

1.2.1　数控机床的发展概况 2

1.2.2　数控机床的分类 6

1.3　数控机床的基本工作原理和坐标系 10

1.3.1　数控机床的基本工作原理 10

1.3.2　数控机床的结构 12

1.3.3　数控机床的坐标系 14

1.5.1　数控机床的应用范围 19

1.4　数控机床的自由度 19

1.5　数控机床的应用范围和特点 19

1.5.2　数控机床的特点 20

1.6　数控机床设计开发规范和标准 21

1.6.1　数控机床设计开发规范 21

1.6.2　数控机床的标准 21

1.6.3　数控系统的技术性能指标 23

本章小结 24

思考题与习题 25

2.1　概述 26

2　数控编程中的数据处理 26

2.2　基点和节点的数值计算 27

2.2.1　基点的数值计算 27

2.2.2　节点的数值计算 28

2.3　数控加工中刀具中心位置的数据处理 32

2.3.1 直线段的单位法矢量数据处理 32

2.3.2 圆弧段上某一切削点的单位法矢量数据处理 32

2.3.3　平面曲线上某一切削点的单位法矢量的数据处理 33

2.3.4　数控加工中尖角过渡的数据处理 33

2.4.2　空间自由曲面插补节点的数据处理 34

2.4.1　规则立体型面加工的数据处理 34

2.4　空间曲面加工的数据处理 34

2.4.3　加工中刀具中心位置的数据处理 36

2.4.4　四、五坐标数控加工的数据处理 37

2.5　列表曲线的数据处理 37

2.5.1 三次样条曲线拟合的数据处理 38

2.5.2　圆弧样条的数值处理 40

2.5.3 非均匀有理B样条NURBS曲线的数值计算与数控编程 41

本章小结 45

思考题与习题 45

3.1.2　数控编程的内容和步骤 47

3.1.1 数控编程的作用与目的 47

3.1　数控编程的内容和方法 47

3　数控编程的基础知识 47

3.1.3　数控编程的方法 48

3.2　数控编程的代码 52

3.3　程序段格式和程序结构 54

3.3.1　程序段格式 54

3.3.2　程序结构 56

3.4　准备功能（G指令）和辅助功能（M指令） 56

3.4.1　准备功能G指令 57

3.4.2　辅助功能M指令 63

3.4.3　进给速度（F）、主轴转速（S）及刀具功能（T）指令 65

3.5　典型数控加工程序编制 67

3.5.1　数控铣削加工程序编制 67

3.5.2　孔加工程序编制 69

3.5.3　数控车削加工程序编制 71

3.5.4　加工中心的程序编制 72

3.6　数控加工过程仿真 78

3.6.1　数控加工仿真 78

3.6.2　数控车削仿真 78

3.6.3　数控铣削仿真 79

本章小结 79

思考题与习题 80

4　数控语言辅助编程 81

4.1 概述 81

4.1.1　数控语言辅助编程的基本概念 81

4.1.2　数控语言的编程系统 81

4.2　APT数控语言自动编程 82

4.2.1 确定刀具轨迹的基本原则 82

4.2.2　零件源程序的组成 83

4.2.3　APT语言的基本要素 84

4.2.4　APT语言的语句 84

4.3.1　APT语言编写零件源程序的方法及步骤 89

4.3　APT语言编写数控加工源程序实例 89

4.3.2　APT语言编写数控加工源程序实例 91

4.4　ISO 4342数控语言自动编程 94

4.4.1 语句成分 94

4.4.2　语句的结构形式 96

4.4.3　语句的类型 96

4.5　FAPT加工程序编制的形式 111

4.5.1　APT程序 112

4.5.2　程序说明 113

本章小结 117

思考题与习题 117

5.1　CAD/CAM技术介绍 120

5.1.1 CAD/CAM技术的定义 120

5　基于CAD/CAM交互式图形编程的应用 120

5.1.2　CAD/CAM技术的发展历程 121

5.1.3　CAD/CAM的基本内容 122

5.1.4　CAD/CAM系统总体结构 123

5.1.5　CAD/CAM系统应具备的功能 124

5.1.6　目前国内外流行的CAD/CAM软件 125

5.1.7　CAD/CAM技术应用的重要性及应用领域 131

5.1.8　CAD/CAM应用层次 132

5.2　CAD/CAM造型基本方法 133

5.2.1　CAD/CAM建模技术 133

5.2.2 曲线、曲面 136

5.2.3　CAD/CAM曲面造型方法 141

5.2.4　CAD/CAM实体造型方法 143

5.3　刀具轨迹生成和后置处理 145

5.3.1　数控自动编程过程 145

5.3.2　常见CAM加工方法 146

5.3.3　CAM加工中的基本参数 148

5.3.4　刀具轨迹仿真及反校核 150

5.3.5　CAM加工后置处理方法及DNC 152

5.4　CAM综合应用实例 154

5.4.1 车床自动编程应用实例——成型砂轮加工 154

5.4.2　车床自动编程应用实例——连杆型腔高速铣加工 161

本章小结 164

思考题与习题 164

6　数控车床加工程序设计典型实例 165

6.1　FANUC OTD/OMD数控系统操作 165

6.1.1 按键介绍 165

6.1.2　手动操作数控机床 166

6.2　机床操作面板介绍 170

6.3　轴类零件加工程序设计 172

6.4　盘类零件加工程序设计 178

6.4.1　盘类零件加工程序设计实例 178

6.4.2　盘类套筒零件加工程序设计实例 180

6.5　数控车床加工综合实例 181

6.5.1　加工外圆及螺纹的程序 181

6.5.2　宏程序 184

本章小结 186

思考题与习题 187

7　加工中心程序设计 188

7.1　加工中心的特点与分类 188

7.1.1　加工中心的特点 188

7.1.2　加工中心的分类 188

7.2　加工中心的程序编制 190

7.2.1　简单编程指令应用 190

7.2.2　工件坐标系的建立 191

7.2.3　刀具半径补偿 193

7.2.4　刀具长度补偿 195

7.2.5　固定循环指令 197

7.2.6　子程序 201

7.2.7　宏程序 203

7.3　加工中心的操作 208

7.3.1　加工中心的操作面板 208

7.3.2　手动操作机床 212

7.4　加工中心程序设计典型实例 215

7.4.1 凸轮加工程序 215

7.4.2　壳体加工程序 221

7.4.3　端盖加工程序 224

7.4.4　支架加工程序 228

7.4.5　盖板加工程序 231

7.4.6　圆柱凸轮加工程序 238

本章小结 244

思考题与习题 244

8　典型计算机数控系统 247

8.1　概述 247

8.1.1　数控系统的现状 247

8.1.2　数控系统的组成 247

8.1.3　数控系统的功能 248

8.1.5　数控系统的发展趋势 249

8.1.4　数控系统的特点 249

8.2　SINUMERIK 802S/C base line简介 250

8.2.1 SINUMERIK 802S/C base line的功能 251

8.2.2　SINUMERIK 802S/C base line的特性 251

8.3　SINUMERIK 802S/C base line数控系统的组成 252

8.3.1　硬件组成 252

8.3.2　软件组成 253

8.3.3　系统的连接 253

8.4　SINUMERIK 802S/C base line编程实例 256

8.4.1　802S/C base line编程指令 256

8.4.2　车床编程实例 259

8.4.3　铣床编程实例 262

8.5　SINUMERIK 802S/C base line机床操作 263

8.5.1　操作面板结构 263

8.5.2　开机和回参考点 265

8.5.3　参数设定 265

8.5.4　工作方式 266

8.5.5　零件程序的输入和执行 267

本章小结 268

思考题与习题 268

附录Ⅰ　机床数字控制术语（GB 8129—87） 269

参考文献 280