上册 入门篇 2
第1章 数控机床概述 2
1.1数控机床的概念 2
1.1.1数控机床和数控技术 2
1.1.2数控技术的构成 3
1.1.3数控技术的应用领域 3
1.2数控机床的组成及工作原理 5
1.2.1数控机床的组成 5
1.2.2数控机床工作过程 7
1.3数控机床的特点及分类 7
1.3.1数控机床的特点 7
1.3.2数控机床的分类 8
1.3.3常用的数控机床 11
1.4数控机床的发展和未来趋势 13
1.4.1数控机床发展 13
1.4.2我国数控机床的发展 14
1.4.3数控机床未来发展的趋势 15
1.5数控机床的安全生产和人员安排 17
1.5.1数控机床安全生产的要求 17
1.5.2数控机床生产的岗位责任制 17
1.5.3数控加工中人员分工 18
1.5.4数控加工对不同人员的要求 19
第2章 数控系统 20
2.1数控系统的概念 20
2.1.1数控系统的总体结构 20
2.1.2数控系统的功能 21
2.2数控系统的硬件 22
2.2.1单微处理器和多微处理器结构的数控装置 22
2.2.2单微处理器结构系统 23
2.2.3多微处理器结构系统 24
2.2.4多微处理器的CNC装置各模块之间的结构 25
2.3数控系统的软件 25
2.3.1数控系统软件的基本任务 25
2.3.2数控系统控制软件的结构 27
2.4数控系统的插补原理 28
2.4.1插补的基本概念 28
2.4.2插补运算的方法 29
第3章 数控伺服系统 31
3.1伺服系统的概念 31
3.1.1伺服系统的分类 31
3.1.2数控机床对伺服系统的基本要求 34
3.1.3伺服电动机的选用原则 35
3.2进给伺服系统的驱动元件 36
3.2.1步进电动机及其驱动 36
3.2.2直流伺服电动机及速度控制单元 42
3.2.3交流伺服电动机及速度控制单元 45
3.3进给伺服系统的检测元件 47
3.3.1概述 47
3.3.2脉冲编码器 47
3.3.3光栅 48
3.3.4感应同步器 51
3.3.5旋转变压器 53
3.4主轴驱动 54
3.4.1主轴驱动的概述 54
3.4.2主轴驱动的功能要求 55
3.5位置控制 56
3.5.1数字脉冲比较伺服系统 56
3.5.2相位比较伺服系统 58
3.5.3幅值比较伺服系统 59
3.6直线电动机进给系统 59
3.6.1直线电动机概述 59
3.6.2直线电动机与机床进给系统的优缺点比较 61
3.6.3直线电动机的优点 61
3.6.4直线电动机在数控机床中的应用 62
第4章 数控机床机械结构 63
4.1数控机床结构的组成、特点及要求 63
4.1.1数控机床机械结构的组成 63
4.1.2数控机床的结构特点和要求 65
4.2数控机床的进给运动及传动机构 66
4.2.1数控机床对进给系统机械部分的要求 67
4.2.2进给传动系统的典型结构 67
4.2.3导轨 67
4.2.4滚珠丝杠螺母副 71
4.2.5齿轮传动装置及齿轮间隙的消除 73
4.3数控机床的主传动及主轴部件 74
4.3.1数控机床的主传动 74
4.3.2数控机床的主传动装置 75
4.3.3主轴部件结构 77
4.3.4数控机床主传动系统及主轴部件结构实例 81
4.4自动换刀机构 84
4.4.1自动换刀装置的类型 84
4.4.2刀库 88
4.4.3刀具交换装置 91
第5章 FANUC数控机床系统的编程与操作 93
5.1 FANUC Oi系列标准数控车床系统的操作 93
5.1.1操作界面简介 93
5.1.2 FANUC Oi标准系统的操作 96
5.1.3零件编程加工的操作步骤 99
5.2 FANUC Oi Mate-TC数控车床系统的操作 106
5.2.1操作界面简介 106
5.2.2零件编程加工的操作步骤 108
5.3 FANUC Oi系列标准数控加工中心系统的操作 115
5.3.1操作界面简介 115
5.3.2零件编程加工的操作步骤 119
第6章 数控车削加工工艺分析 124
6.1数控车削（车削中心）加工工艺 124
6.1.1数控车床的主要加工对象 124
6.1.2数控车削加工零件工艺性分析 124
6.1.3数控车削加工工艺方案的拟定 127
6.1.4数控车削加工工序划分原则和方法 129
6.2数控车床常用的工装夹具 130
6.2.1数控车床加工夹具要求 130
6.2.2常用数控车床工装夹具 131
6.3数控车床刀具 133
6.3.1数控车床切削对刀具的要求 133
6.3.2数控车床刀具的类型 134
6.3.3数控车床常用的刀具结构形式 136
6.3.4焊接式车刀 136
6.3.5机夹可转位车刀 137
6.3.6机夹可转位车刀的选用 138
6.3.7数控车床刀具材料 139
6.3.8数控车刀的类型及选择 142
6.4数控刀具的切削用量选择 143
6.4.1切削用量的选择原则 143
6.4.2切削用量各要素的选择方法 144
6.4.3基本切削用相关表 145
6.5切削液 147
6.5.1切削液的分类 147
6.5.2切削液的作用与性能 148
6.5.3切削液的选取 149
6.5.4切削液在使用中出现的问题及其对策 150
6.6数控车削工艺文件的编制 151
6.6.1工艺文件的编制原则和编制要求 151
6.6.2工艺文件填写（工艺卡片） 152
第7章 FANUC数控车床编程 155
7.1数控机床编程的必备知识点 155
7.1.1数控编程步骤 155
7.1.2数控车床的坐标系和点 155
7.1.3进给速度 157
7.1.4常用的辅助功能 157
7.1.5编程指令全表 158
7.1.6相关的数学计算 159
7.2坐标点的寻找 159
7.3快速定位G00 160
7.3.1指令功能 160
7.3.2指令格式 160
7.4直线G01 160
7.4.1指令功能 160
7.4.2指令格式 160
7.4.3编程实例 160
7.4.4完整程序的编制 161
7.4.5倒角的切入 162
7.4.6倒角的练习 162
7.4.7倒角编程实例 163
7.4.8练习题 163
7.5圆弧G02/03 164
7.5.1指令功能 164
7.5.2指令格式 164
7.5.3圆弧顺逆的判断 164
7.5.4编程实例 165
7.5.5前端为球形的圆弧编程 165
7.5.6编程实例 166
7.5.7练习题 167
7.6复合形状粗车循环G73 167
7.6.1指令功能 167
7.6.2指令格式 168
7.6.3编程实例 168
7.6.4中间带有凹陷部分的工件 169
7.6.5头部有倒角的工件 169
7.6.6头部有倒角的工件的编程实例 170
7.6.7头部为球形的工件 171
7.6.8头部为球形的工件编程实例 171
7.6.9练习题 172
7.7螺纹切削G32 173
7.7.1螺纹的牙深的计算和吃刀量的给定 173
7.7.2螺纹切削G32 174
7.7.3格式 174
7.7.4编程实例 174
7.7.5练习题 176
7.8简单螺纹循环G92 176
7.8.1指令功能 176
7.8.2指令格式 176
7.8.3编程实例 177
7.8.4练习题 178
7.9 G71外径粗车循环 179
7.9.1指令功能 179
7.9.2指令格式 179
7.9.3编程实例 180
7.9.4练习题 180
7.10 G72端面粗车循环 181
7.10.1指令功能 181
7.10.2指令格式 181
7.10.3编程实例 182
7.10.4内轮廓加工循环（内孔加工、内圆加工） 183
7.10.5车削内孔时刀的选用和切削用量的选择 184
7.10.6内轮廓编程实例 185
7.10.7练习题 185
7.11 G76螺纹切削循环 186
7.11.1程序功能 186
7.11.2程序格式 187
7.11.3编程实例 187
7.11.4练习题 188
7.12切槽循环G75 189
7.12.1指令功能 189
7.12.2指令格式 189
7.12.3编程实例一 189
7.12.4编程实例二 190
7.12.5练习题 191
7.13镗孔循环G74 192
7.131程序功能 192
7.13.2程序格式 192
7.13.3编程实例 193
7.13.4练习题 194
7.14锥度螺纹 194
7.14.1锥度螺纹概述 194
7.14.2编程实例 195
7.14.3练习题 196
7.15多头螺纹 197
7.15.1多头螺纹概述 197
7.15.2格式 197
7.15.3编程实例 198
7.15.4练习题 199
7.16椭圆 199
7.16.1椭圆概述 199
7.16.2公式转换 199
7.16.3椭圆程序格式 200
7.16.4编程实例 200
7.16.5练习题 201
7.17简单外径循环G90 202
7.17.1指令格式 202
7.17.2练习题 202
7.18简单端面循环G94 203
7.18.1指令格式 203
7.18.2练习题 203
7.19绝对编程和相对编程 204
7.19.1概述 204
7.19.2练习题 204
7.20综合练习 204
第8章 数控铣床（加工中心）加工工艺 207
8.1加工工艺分析 207
8.1.1数控铣床加工工艺分析 207
8.1.2数控铣床加工工艺路线的拟订 210
8.2数控铣削常用的工装夹具 214
8.2.1数控铣削对夹具的基本要求 214
8.2.2常用夹具种类 214
8.2.3常用夹具 215
8.2.4数控铣削夹具的选用原则 217
8.3铣削用刀具的类型和选用 217
8.3.1数控铣削刀具的基本要求 217
8.3.2常用铣刀的种类 218
8.3.3铣削刀具的选择 221
8.3.4切削用量选择 222
8.3.5工艺文件编制 223
第9章 FANUC数控铣床（加工中心）编程 226
9.1程序的结构与格式 226
9.1.1程序的结构 226
9.1.2程序字 226
9.1.3指令类型（代码类型） 228
9.2数控机床的三大机能（F、S、M） 228
9.2.1进给机能（F） 228
9.2.2主轴机能（S） 229
9.2.3辅助机能（M） 230
9.3数控铣床（加工中心）的坐标系 230
9.3.1坐标系的确定原则 230
9.3.2坐标轴的确定方法 231
9.3.3数控铣床的坐标系 231
9.4工件坐标系和工作平面的设定 232
9.4.1工件坐标系的设定（零点偏置） 232
9.4.2工作平面的设定 234
9.5辅助功能M代码和准备功能G代码 234
9.5.1辅助功能M代码 234
9.5.2准备功能G代码 235
9.6快速定位G00 236
9.6.1指令功能 236
9.6.2指令格式 236
9.6.3轨迹 236
9.6.4例题 236
9.7直线G01 237
9.7.1指令功能 237
9.7.2指令格式 237
9.7.3轨迹 237
9.7.4编程实例 237
9.7.5练习题 238
9.8圆弧G02、G03 239
9.8.1指令功能 239
9.8.2指令格式 239
9.8.3编程实例 240
9.8.4整圆及编程实例 241
9.8.5大角度圆弧及编程 242
9.8.6练习题 243
9.9刀具补偿 244
9.9.1刀具补偿概述 244
9.9.2刀具长度补偿（G43、G44、G49） 244
9.9.3刀具长度补偿编程实例 245
9.9.4刀具半径补偿（G40、G41、G42） 245
9.9.5刀具半径补偿举例 246
9.9.6刀具半径补偿编程综合实例 248
9.9.7练习题 250
9.10程序暂停G04 250
9.10.1指令功能 250
9.10.2指令格式 250
9.10.3编程实例 251
9.10.4练习题 251
9.11增量（相对）坐标系 252
9.11.1增量（相对）坐标功能 252
9.11.2地址方式：U、V、W 252
9.11.3指令方式：G90和G91 253
9.11.4增量（相对）坐标编程实例 253
9.11.5练习题 254
9.12主程序、子程序 255
9.12.1主程序、子程序概述 255
9.12.2子程序的调用格式 255
9.12.3编程实例 256
9.12.4练习题 257
9.13极坐标编程（G15、G16） 258
9.13.1极坐标编程功能 258
9.13.2指令格式 258
9.13.3极坐标编程实例 259
9.13.4练习题 261
9.14镜像加工指令（G24、G25） 261
9.14.1指令功能 261
9.14.2镜像加工指令格式 261
9.14.3编程实例 262
9.14.4练习题 263
9.15图形旋转指令（G68、G69） 264
9.15.1指令功能 264
9.15.2旋转指令格式 264
9.15.3编程实例 265
9.15.4练习题 267
9.16比例缩放指令（G50、G51） 267
9.16.1指令功能 267
9.16.2比例缩放指令格式 267
9.16.3编程实例 268
9.16.4练习题 269
9.17孔加工固定循环简述 270
9.17.1孔加工固定循环概述 270
9.17.2 G81钻孔循环1 272
9.17.3 G82钻孔循环2（钻、镗阶梯孔） 272
9.17.4 G73高速深孔加工循环 273
9.17.5 G83深孔加工循环 274
9.17.6 G84攻螺纹循环 275
9.17.7 G74反攻螺纹循环 276
9.17.8 G85镗孔循环1 277
9.17.9 G86镗孔循环2 278
9.17.10 G88镗孔循环3 279
9.17.11 G89镗孔循环4 280
9.17.12 G76精镗循环 281
9.17.13 G87反镗孔循环 282
9.17.14孔加工编程综合实例 283
9.18综合练习 284