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第1篇 数控铣床基础知识 1

第1章 数控铣床概述 1

1.1 数控铣床的组成和工作原理 1

1.1.1 数控铣床的组成 2

1.1.2 数控铣床的工作原理 2

1.2 数控铣床的分类和用途 3

1.2.1 数控铣床的分类 3

1.2.2 数控铣床的用途 5

1.3 数控铣床的加工特点和应用范围 6

1.3.1 数控铣床的加工特点 6

1.3.2 数控铣床的应用范围 7

1.4 数控铣床的主要结构和技术参数 7

1.4.1 数控铣床的主要结构 7

1.4.2 数控铣床的主要技术参数 8

1.5 数控系统的主要功能 10

1.6 数控技术的发展及其方向 11

1.6.1 数控系统的发展进程 11

1.6.2 数控技术的发展方向 12

思考与练习题 15

第2章 数控铣削加工工艺 16

2.1 数控铣削加工工艺概述 16

2.1.1 数控铣削加工的主要对象 16

2.1.2 数控铣削加工工艺的基本特点 16

2.1.3 数控铣削加工工艺的主要内容 17

2.2 数控加工工艺文件 17

2.3 数控铣削加工工艺的制订 19

2.3.1 零件图样分析 19

2.3.2 工序的划分 22

2.3.3 加工顺序的安排 22

2.3.4 进给路线的确定 24

2.3.5 定位与夹紧方案的确定 26

2.3.6 数控铣削夹具的选择 26

2.3.7 数控铣削刀具的选择 27

2.3.8 切削用量的选择 35

2.4 典型零件数控铣削加工工艺分析 38

2.4.1 平面槽形凸轮零件 38

2.4.2 箱盖类零件 40

思考与练习题 43

第3章 数控铣床编程基础知识 44

3.1 数控编程概述 44

3.1.1 数控编程的内容与步骤 44

3.1.2 数控编程的分类 46

3.1.3 程序的结构与格式 47

3.2 数控铣床编程的特点 50

3.3 数控机床的坐标系 50

3.3.1 右手直角笛卡儿坐标系 50

3.3.2 数控铣床的坐标系 52

3.4 程序编制中的数学处理 53

3.4.1 数学处理的内容 53

3.4.2 坐标值常用的计算方法 55

3.5 典型数控系统的指令代码 55

思考与练习题 58

第2篇 数控铣床编程与操作 59

第4章 FANUC 0i-MC系统数控铣床编程 59

4.1 系统功能介绍 59

4.1.1 准备功能（G功能） 59

4.1.2 辅助功能（M功能） 61

4.1.3 F、S、T、D、H功能 62

4.2 工件坐标系设定 63

4.2.1 用G92指令设定 63

4.2.2 用G54～G59指令设定 63

4.2.3 局部坐标系（G52） 64

4.3 尺寸系统 64

4.3.1 绝对值编程／增量值编程（G90/G91） 64

4.3.2 米制尺寸／寸制尺寸编程（G21/G20） 65

4.4 平面选择指令 66

4.5 快速定位与插补功能指令 66

4.5.1 快速定位指令（G00） 66

4.5.2 直线插补指令（G01） 67

4.5.3 圆弧插补指令（G02、G03） 68

4.6 刀具补偿功能 70

4.6.1 刀具长度偏置（G43、G44、G49） 70

4.6.2 刀具半径补偿功能（G40、G41、G42） 74

4.7 极坐标系与坐标系转换指令 77

4.7.1 极坐标系指令（G15、G16） 77

4.7.2 比例缩放指令（G50、G51） 79

4.7.3 可编程镜像指令（G50.1、G51.1） 80

4.7.4 坐标系旋转指令（G68、G69） 83

4.8 子程序 85

4.8.1 子程序的格式 86

4.8.2 调用子程序的指令（M98） 86

4.8.3 子程序的嵌套 86

4.8.4 M99指令的其他用法 86

4.8.5 子程序的应用 87

4.8.6 子程序编程实例 87

4.9 固定循环指令 89

4.9.1 固定循环概述 89

4.9.2 常用的固定循环 93

4.10 用户宏程序 108

4.10.1 用户宏程序概述 108

4.10.2 用户宏程序编程的适用范围 108

4.10.3 变量 108

4.10.4 运算符与表达式 110

4.10.5 转移和循环语句 111

4.10.6 宏程序调用指令 112

4.10.7 用户宏程序的应用实例 113

思考与练习题 114

第5章 SINUMERIK 802D系统数控铣床编程 117

5.1 系统功能介绍 117

5.1.1 准备功能G指令 117

5.1.2 辅助功能M指令 118

5.1.3 F、S、T、D功能指令 119

5.1.4 坐标系统转换指令 120

5.1.5 固定循环指令 120

5.1.6 参数指令 120

5.1.7 其他指令 121

5.2 工件坐标系设定 121

5.3 尺寸系统 123

5.3.1 绝对尺寸／增量尺寸编程（G90/G91,AC/IC） 123

5.3.2 米制尺寸／寸制尺寸编程（G71/G70,G710/G700） 124

5.4 平面选择指令（G17、G18、G19） 125

5.5 快速移动与插补功能指令 126

5.5.1 快速线性移动指令（G0） 126

5.5.2 带进给率的线性插补指令（G1） 127

5.5.3 圆弧插补指令（G2、G3、CIP、CT） 128

5.5.4 螺旋插补指令（G2/G3 TURN） 134

5.5.5 带补偿夹具攻螺纹指令（G63） 135

5.5.6 螺纹插补指令（G331/G332） 136

5.6 刀具补偿功能 137

5.6.1 刀具调用指令（T） 137

5.6.2 刀具补偿号（D） 138

5.6.3 刀具半径补偿功能（G41/G42/G40） 139

5.6.4 拐角特性（G450、G451） 141

5.6.5 刀尖半径补偿中的几个特殊情况 142

5.6.6 刀尖半径补偿实例 143

5.7 极坐标系与坐标系转换指令 143

5.7.1 极坐标系指令（G110/G111/G112/AP/RP） 143

5.7.2 可编程的零点偏置（TRANS/ATRANS） 146

5.7.3 可编程旋转指令（ROT/AROT） 147

5.7.4 可编程的比例系数（SCALE/ASCALE） 148

5.7.5 可编程的镜像（MIRROR/AMIRROR） 150

5.8 子程序 152

5.8.1 子程序概述 152

5.8.2 调用加工循环 153

5.8.3 模态调用子程序 154

5.9 固定循环指令 154

5.9.1 固定循环指令概述 154

5.9.2 钻孔循环指令CYCLE81/82/83 157

5.9.3 加工螺纹循环指令CYCLE84/840 161

5.9.4 镗孔循环指令CYCLE85/86/87/88 163

5.9.5 均布孔循环指令HOLES1/2/LONGHOLE 167

5.9.6 槽加工循环指令SLOT1/2,POCKET1,POCKET2 169

5.10 R参数编程 171

5.11 程序跳转 172

思考与练习题 175

第6章 数控铣床自动编程 176

6.1 自动编程概述 176

6.2 CAD/CAM的基本知识 178

6.3 CAD/CAM常用软件介绍 181

思考与练习题 184

第7章 数控铣床操作 185

7.1 FANUC 0i系统数控铣床的面板介绍 185

7.1.1 系统操作面板（LCD/MDI单元） 185

7.1.2 机床控制面板 187

7.2 FANUC 0i系统数控铣床的基本操作 191

7.2.1 开机与关机 191

7.2.2 手动返回参考点 191

7.2.3 手动连续进给（JOG进给）操作 192

7.2.4 增量进给（INC）方式 192

7.2.5 手轮进给操作 193

7.2.6 MDI方式（手动数据输入方式） 193

7.2.7 编辑（EDIT）方式 194

7.2.8 程序的图形模拟运行 198

7.2.9 数据的显示和设定 198

7.2.10 自动运行方式 198

7.3 FANUC 0i系统数控铣床的对刀操作方法和步骤 200

7.3.1 对刀原理 200

7.3.2 数控铣床的对刀方法和步骤 200

7.3.3 对刀正确性校验 207

7.4 SINUMERIK 802D系统数控铣床的面板介绍 208

7.4.1 系统操作面板 208

7.4.2 机床控制面板 210

7.4.3 CRT屏幕划分 212

7.4.4 操作区域 213

7.5 SINUMERIK 802D系统数控铣床的基本操作 214

7.5.1 开机和回参考点 214

7.5.2 手动控制运行 214

7.5.3 程序的输入与编辑 217

7.5.4 图形模拟 221

7.5.5 输入刀具参数及刀具补偿 222

7.5.6 自动运行方式 225

7.5.7 加工的中断控制及恢复 227

7.5.8 执行外部程序——DNC加工 228

7.6 SINUMERIK 802D系统数控铣床的对刀操作方法和步骤 228

7.6.1 对刀原理 229

7.6.2 数控铣床的对刀操作与设定零点的偏置值 229

7.6.3 对刀正确性校验 232

7.7 典型零件的编程与加工实例 232

7.7.1 典型零件的编程与加工实例一（FANUC 0i系统） 232

7.7.2 典型零件的编程与加工实例二（SINUMERIK 802D系统） 237

7.8 文明生产与安全操作规程 241

7.8.1 文明生产 241

7.8.2 安全操作规程 242

7.9 数控铣床日常维护和保养 243

思考与练习题 245

第3篇 数控铣工考级实训 248

第8章 零件加工模块化项目实训 248

8.1 轮廓加工 248

8.1.1 平面外轮廓加工 248

8.1.2 平面内轮廓加工 254

8.2 凹槽加工 259

8.2.1 项目实训目标 259

8.2.2 项目实训课题 259

8.3 螺纹加工 268

8.3.1 项目实训目标 268

8.3.2 项目实训课题 268

8.4 典型零件编程与加工实例 274

8.4.1 项目实训目标 274

8.4.2 项目实训课题 275

思考与练习题 288

第9章 数控铣工考级强化训练 290

9.1 数控铣中级工强化训练 290

9.1.1 数控铣中级工强化训练题一 290

9.1.2 数控铣中级工强化训练题二 297

9.2 数控铣高级工强化训练 306

9.2.1 数控铣高级工强化训练题一 306

9.2.2 数控铣高级工强化训练题二 317

第10章 创新综合训练——零件设计、编程与加工一体化训练 327

10.1 创新综合训练的目的与意义 327

10.2 创新综合训练的具体实施步骤 327

10.3 典型工艺品零件的设计、编程与加工 328

思考与练习题 329

附录 330

附录A 数控铣工国家职业标准 330

附录B 职业技能鉴定数控铣中级工理论知识样卷 342

附录C 职业技能鉴定数控铣高级工理论知识样卷 346

参考文献 351