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第一篇 数控机床结构与性能 1

第一章 数控系统及组成 1

第一节 数控系统概述 1

一、数控发展的简史 1

二、数控市场的现状 1

三、典型数控系统简介 3

四、数控系统的发展 6

第二节 数控机床的几大系统组成 8

一、数控机床的组成 8

二、数控系统及其控制方式 9

三、伺服系统及其工作原理 9

四、伺服控制元件 11

五、传动系统 14

第二章 落地镗床基本机械结构 19

第一节 机床与底座的连接 19

一、基坑的布设 19

二、安装前的准备 20

三、防水防振处理 20

第二节 X轴大导轨结构与工作原理 21

一、大导轨的拼接及与底盘的静压接触 21

二、立柱的锁紧与运行导向 22

三、铣面接刀与立柱爬行的原因分析 23

四、硬限位、全系统介绍 25

第三节 立柱的悬挂平衡 25

一、立柱的粗略调整 25

二、几种立柱的平衡模式 26

三、镗床主轴箱的重力平衡 26

第四节 主轴箱结构及各部分工作分析 27

一、主轴箱与立柱的连接与Y轴抖动的原因 27

二、主轴前端下沉问题 29

三、主轴箱结构与主轴电动机控制 30

四、主轴力矩传递系统及主轴刹车 31

五、主轴和方枕的精度与定位 33

第五节 旋转工作台结构与操作要点 34

第六节 机床辅助系统与设备 36

一、静压系统——机床运动部件之间的接触形式 36

二、液压泵站——切削液和液压油的回流与压力输出 37

三、排屑器的几种基本结构 38

四、机床附件头的使用 39

第二篇 数控镗铣床面板操作 43

第三章 操作面板的使用与机床操作 43

第一节 数控操作工作的职责 43

一、手工操作的必要性 43

二、手工操作的职责 43

三、大型机床操作的特点 44

第二节 开关机的操作方法 44

第三节 数控系统面板的组成与操作 47

一、面板的组成 47

二、系统软键控制区 48

三、CRT显示屏区 50

四、字母键盘区 51

第四节 机床控制面板的组成与操作 54

第四章 数控系统操作 62

第一节 参数模式 62

一、刀具补偿 62

二、R参数 65

三、设定数据 65

四、零点偏置 67

五、用户数据 69

六、有效零偏＋补偿 69

第二节 程序模式 70

一、程序的存储位置和选择 70

二、程序的管理 72

三、程序的编辑 72

四、程序的模拟 73

五、AUTO方式下的面板主界面操作 74

六、程序执行时的机床操作 77

第三节 服务模式 78

第四节 诊断模式 79

第五节 启动模式 81

一、机床数据 81

二、次要功能 82

三、目录树隐藏 83

第六节 CYCLE800平面坐标转换 83

一、基本格式 83

二、重编译操作 83

三、注意事项 85

四、参数 86

五、实例分析 87

第三篇 加工工艺与图样的识读 90

第五章 数控镗铣类加工工艺 90

第一节 机床轴与机床坐标 90

一、机床轴的命名与分类 90

二、机床坐标系 91

第二节 几何图形与计算 94

一、坐标方向的确定 94

二、平面 94

三、点位表示方法——直角坐标与极坐标 94

四、绝对坐标和相对坐标 95

五、三角函数的计算与应用 95

第三节 刀具切削参数 98

一、线速度Vc 98

二、进给量f 99

三、进给速度Vf 99

四、吃刀量 99

五、切屑参数的选择顺序 100

六、刀具的选用与调整 100

第四节 铣削方式的选择 101

一、顺铣与逆铣的概念 101

二、顺铣和逆铣的特点 101

三、顺铣和逆铣的工艺性论证 102

第五节 刀具补偿的使用 102

第六节 装夹、定位、分坐标 104

一、工件空间自由度的限制 104

二、工件摆放 104

三、工件调整 105

四、压紧 106

五、定位基准 107

六、坐标划分 108

第七节 金属材料与热处理 109

第八节 机加工工艺工艺方法分析 111

一、工艺 111

二、工步 112

三、工艺方法分析 112

四、工艺实例 113

第六章 机械图样 116

第一节 认识图样的基本知识 116

一、图纸结构 116

二、认识尺寸标注 116

三、构图的投影方法 117

第二节 三视图 118

第三节 基本形体视图 119

一、棱柱 120

二、棱锥 120

三、圆柱 121

四、圆锥与圆台 121

五、球体 121

第四节 组合体视图 122

一、截交线 122

二、相贯线 123

第五节 基本读图方法 123

第六节 剖视图与局部、旋转等视图 125

一、剖视图 125

二、局部、旋转等视图 128

三、剖面 128

四、简略画法 129

第七节 标准件的简略画法 130

一、孔 130

二、螺纹孔 131

三、螺纹技术参数与表示方法 131

四、齿轮 134

第八节 公差与配合 135

一、尺寸公差与配合 135

二、形位公差 135

三、表面粗糙度 139

第九节 复杂图样的读法 140

一、全局 140

二、孔 140

三、面 140

四、合箱孔 141

五、其他 142

第四篇 数控加工刀具与量具 143

第七章 刀具材质与分类 143

第一节 刀具的材质 143

一、高速钢 143

二、碳素工具钢、合金工具钢 143

三、硬质合金 144

四、涂层 144

五、陶瓷 144

六、金刚石刀具 145

七、刀具材料的发展方向 145

第二节 有代表性的刀具厂商简介 145

一、瑞典山特维克集团 146

二、德国瓦尔特股份有限公司 146

三、德国钴领集团 146

四、德国高迈特集团 146

五、德国蓝帜集团 147

六、瑞典山高刀具有限公司 147

七、以色列伊斯卡公司 148

八、韩国特固克刀具公司 148

九、美国肯纳金属有限公司 148

十、日本三菱综合材料株式会社 149

十一、美国斯特拉姆公司 149

十二、株洲钻石切削刀具股份有限公司 149

第三节 数控镗铣类刀具的结构与分类 149

一、BT或HSK刀柄与主轴的连接 149

二、刀柄与刀具的连接 151

三、镗铣刀具的分类 152

第八章 镗铣类加工刀具 154

第一节 钻削刀具 154

一、钻头——孔的粗加工刀具 154

二、丝锥——内螺纹加工刀具 159

三、铰刀——销孔加工刀具 161

第二节 镗削刀具 162

一、粗镗刀 162

二、精镗刀 162

三、反刮刀（可拆刀片式） 163

四、整体反刮刀 163

五、扩孔刀 164

第三节 铣削刀具 164

一、粗铣刀 164

二、精铣刀 165

三、棍铣刀 166

四、三面刃（切槽） 168

五、螺纹铣刀 169

六、铣削刀具的技术参数 170

第四节 刀具应用实例 171

一、挖实体槽、斜插加工 171

二、大镗刀、有限空间加工 172

三、精镗刀、台阶孔加工 172

四、钻孔、薄板振动加工、CYCLE83解决 173

五、普通钻头、深孔加工、前尖和背角问题 174

六、浅孔钻（可有钻芯）、钻速 175

七、深孔加工的导向问题 175

八、浅孔钻头的刀片导向问题 176

九、铣刀——精铣时逆铣，防止打滑 176

十、铣刀吃量的最佳位置 177

十一、面铣刀 178

十二、铣刀加工的切入方案分析 178

十三、粗铣（切）深直槽或圆槽时的排屑问题 179

十四、铣圆时的入刀位置和操作者观察位置的调整 179

十五、铣削刀具的长径比问题 179

十六、侧精铣刀的磨损问题 180

第九章 量具 182

第一节 直线游标类量具 182

一、游标卡尺——直线游标类的代表 182

二、游标深度尺 184

三、带表卡尺 185

四、数显卡尺 186

第二节 螺旋测微类 186

一、内径千分尺（千分棍） 186

二、三爪内径规 188

三、螺纹中径尺 188

四、外径千分尺 189

第三节 标准块与片类 190

一、标准量块 190

二、塞尺 191

第四节 百分表、杠杆表与内径表的使用 192

一、百分表的使用 192

二、杠杆表的使用 194

三、内径表的使用 195

第五篇 编程基础 197

第十章 基本G代码 197

第一节 手工编程的特点和本章学习要点 197

一、手工编程的特点 197

二、本章的学习要点 197

第二节 G代码指令与功能对照 198

第三节 程序编写的规则 199

一、程序的基本构成 199

二、程序段中的代码指令先后顺序 200

三、字符及特殊字符的含义与使用 201

四、程序功能指令的组成——地址＋数字 201

第四节 位置控制数据指令 203

一、G90/G91指令 203

二、DC/ACP/CAN指令——用于旋转轴的绝对尺寸 204

三、G70/G71指令——公制／英制尺寸测量 204

四、可设定零偏的指令 204

五、G17/G1 8/G19指令——工作平面选择 205

六、G25/G26指令——工作区域限制 205

七、G74指令——基准点运行（即回参考点） 205

第五节 轴位移（机床运动）指令 205

一、极坐标指令G110/G111/G112/AP/RP 205

二、快速移动指令G0 206

三、直线插补指令G1 207

四、圆弧插补指令G2/G3、I、J、K 207

五、3D圆弧加工指令CIP、CT 212

第六节 倒角与倒圆指令 214

第七节 螺旋线插补指令 215

第八节 攻丝指令 216

一、刚性攻丝指令G331/G332 216

二、柔性攻丝指令G63 216

第九节 进给控制指令 217

一、G93/G94/G95、F/FGROUP/FGRE指令的定义 217

二、进给率模式指令G93/G94/G95 217

三、进给率指令F/FB/OVR 219

四、停留时间指令G4 221

五、进给率优化指令——轨迹速度在圆弧铣削中的特殊控制 222

第十节 主轴控制 223

一、机床定位轴指令POS/POSA/POSP 223

二、主轴运动指令S/SPCON/SPCOF 224

三、主轴定位指令SPOS/SPOSA/M19 225

第十一章 运动路径特性 226

第一节 定位、连续及倒角指令 226

一、G60、G9、G601、G602、G603指令 226

二、G64、G641、G642、G643、G644、ADIS、ADISPOS指令 226

三、加工实例 227

第二节 辅助控制指令 228

一、机床轴的加速特性控制指令 228

二、带预控制的运行指令 228

三、可编程的轮廓精度指令 229

第三节 绕行特性指令 229

一、NORM指令 229

二、KONT指令 230

三、KONTC/KONTT指令 230

四、编程实例1 231

五、编程实例2 232

第四节 拐角特性指令 232

一、交点过渡指令G451 233

二、圆弧过渡指令G450 233

三、过渡轨迹控制指令DISC 234

四、加工实例 234

第五节 柔性逼近 235

一、参数释义 235

二、逼近功能详解 237

三、退出功能详解 238

四、逼近和退出的方向 238

五、应用举例 239

六、加工实例 240

七、交点轮廓保护指令G460/G461/G462 241

八、轮廓冲突监控（CDON启动，CDOF关闭） 242

第十二章 框架——可编程的工件坐标操作 243

第一节 工件坐标在程序中的偏置旋转等控制 243

第二节 可编程的零点偏移 244

一、指令释义 244

二、功能使用 246

三、功能示例 247

四、应用实例 248

第三节 可编程的旋转 249

一、指令释义 249

二、功能使用 249

三、旋转方向和角度的确定 250

四、加工实例1——平面旋转 252

五、加工实例2——空间旋转 253

六、加工实例3——框架旋转 254

七、编程的框架旋转（带立体角） 255

第四节 可编程的比例缩放 256

一、指令释义 256

二、功能使用 257

三、功能示例 257

四、加工实例 258

第五节 可编程的镜像 260

一、指令释义 260

二、功能使用 261

三、系统控制：机床数据 262

四、加工实例 262

第六节 对刀后产生框架 263

一、TOFROME 264

二、TOROT 264

三、PAROT 265

第七节 取消框架 265

第十三章 程序运算与子程序调用 266

第一节 程序运算参数R 266

一、实例1 266

二、实例2 267

三、计算方式 268

四、固定循环中的赋值与计算 268

第二节 程序段跳跃 269

一、绝对跳转指令GOTO 269

二、程序段的重复指令REPEAT 271

三、条件跳跃指令IF 273

第三节 子程序的调用 274

第六篇 固定循环——孔及轮廓的特定加工 277

第十四章 孔加工循环 277

第一节 CYCLE81——点孔或一钻到底 277

一、基本格式与功能 277

二、参数 277

三、循环共性 278

四、钻削动作 278

五、加工实例 279

第二节 CYCLE82——刮平面循环 280

一、基本格式与功能 280

二、加工实例 280

第三节 CYCLE83——高速深孔钻循环 282

一、基本格式与功能 282

二、参数 282

三、暂停时间的规定 283

四、排屑时的钻削动作 284

五、断屑时的钻削动作 285

六、第一钻深和递减量的计算 285

七、加工实例 287

第四节 CYCLE85——铰销子循环 288

一、基本格式与功能 288

二、参数 288

三、钻削动作 288

四、加工实例 289

第五节 CYCLE89——镗孔，G1退刀 290

一、基本格式与功能 290

二、加工实例 290

第六节 CYCLE88——镗孔 291

一、基本格式与功能 291

二、参数 292

三、注意事项 293

四、加工实例 293

第七节 CYCLE87——镗孔，孔底主轴停止 294

第八节 CYCLE86——精镗孔，孔底SPOS，反向让刀 294

一、基本格式与功能 294

二、参数 295

三、钻削动作 295

四、注意事项 296

五、加工实例 296

第十五章 螺纹加工 299

第一节 CYCLE90——螺纹铣削 299

一、基本格式与功能 299

二、参数 299

三、注意事项 301

四、刀具的检测 302

五、钻削动作 302

六、加工实例 304

第二节 CYCLE84——刚性攻丝 305

一、基本格式与功能 305

二、参数 305

三、攻丝动作 308

四、加工实例 308

第三节 CYCLE840——柔性攻丝 310

一、基本格式与功能 310

二、参数 310

三、攻丝动作 311

四、ENC计算模式 311

第十六章 孔位及长槽加工 315

第一节 HOLES1——成排孔点位控制 315

一、基本格式与功能 315

二、参数 315

三、循环 315

四、加工实例 316

第二节 HOLES2——圆弧排列的孔点位 317

一、基本格式与功能 317

二、参数 318

三、循环 318

四、加工实例 318

第三节 CYCLE801——网格孔点位 319

一、基本格式与功能 319

二、参数 320

三、循环 320

四、加工实例 320

第四节 LONGHOLE——按圆弧排列的长槽铣削，槽宽不可控 322

一、基本格式与功能 322

二、参数 323

三、循环 323

四、进给深度的计算方法 324

五、铣削动作 324

六、加工实例 325

第五节 SLOT1——按圆弧排列的长槽铣削，槽宽可控 325

一、基本格式与功能 325

二、参数 326

三、循环 327

四、粗精铣全套加工动作 328

五、加工实例 329

第六节 SLOT2——按圆弧排列的环形槽铣削，槽宽可控 330

一、基本格式与功能 330

二、参数 331

三、注意事项 331

四、粗精铣全套加工动作 332

五、加工实例 332

第十七章 挖槽加工 334

第一节 POCKET1——挖矩形实体槽 334

一、基本格式与功能 334

二、参数 334

三、铣削动作 336

四、加工实例 337

第二节 POCKET2——挖圆形实体槽 338

一、基本格式与功能 338

二、参数 338

三、循环 339

四、铣削动作 340

五、加工实例 340

第三节 POCKET3——挖矩形空心槽 342

一、基本格式与功能 342

二、参数 342

三、循环 344

四、加工动作 346

五、加工实例 347

第四节 POCKET4——挖圆形空心槽 349

一、基本格式与功能 349

二、参数 350

三、循环 351

四、加工动作 351

五、加工实例 352

第十八章 轮廓加工 355

第一节 CYCLE71——平面余量铣削 355

一、基本格式与功能 355

二、参数 355

三、循环 356

四、铣削动作 356

五、加工实例 358

第二节 CYCLE72——轮廓切入方式 359

一、基本格式与功能 359

二、参数 359

三、循环 360

四、粗加工铣削动作 361

五、加工实例 362

第三节 CYCLE76——方形块加工 364

一、基本格式与功能 364

二、参数 365

三、循环 365

四、铣削动作 366

五、加工实例 367

第四节 CYCLE77——圆柱体加工 369

一、基本格式与功能 369

二、参数 369

三、铣削动作 369

四、加工实例 370

第五节 CYCLE60——刻字程序 372

一、基本格式与功能 372

二、参数 372

三、循环 372

四、铣削动作 375

五、加工实例 375