第一章 数控加工技术基础 1
第一节 数控设备简介 1
一、数控设备的产生与发展 1
二、数控设备的工作原理、组成与特点 3
三、数控设备的分类 4
四、数控机床的坐标系统 6
（一）数控机床的坐标轴和运动方向 6
（二）绝对坐标系统与相对坐标系统 7
第二节 数控加工基础 8
一、数控加工的定义及特点 8
（一）数控加工的定义 8
（二）数控加工的特点 9
二、数控加工中常用术语 9
（一）两坐标和多坐标加工 9
（二）插补 10
（三）刀具补偿 11
三、数控加工的工艺设计 11
（一）数控加工工艺设计的主要内容 11
（二）选择并确定零件的数控加工 内容 11
（三）对零件图纸进行数控加工工艺性 分析 11
（四）数控加工工艺路线设计 12
（五）数控加工工序设计 14
（六）数控加工主要工艺文件的编写 16
第三节 数控程序编制基础 18
一、程序编制的内容与步骤 18
二、程序编制的代码标准 19
三、NC程序的结构 19
（一）程序的组成 19
（二）程序段格式 21
四、 NC程序的常用功能字 21
（一）准备功能 22
（二）坐标功能字 23
（三）进给功能字 23
（四）主轴功能字 23
（五）刀具功能字 23
（六）辅助功能字 23
第四节 数控加工技术的发展趋势 24
一、高速化 24
二、高精度化 25
三、高可靠性 25
四、高柔性化 25
五、高一体化 25
六、网络化 25
七、智能化 25
本章小结 26
习题一 26
第二章 数控机床各组成部分的结构及其控制原理 28
第一节 计算机数控系统 28
一、CNC系统的组成与特点 28
二、CNC系统的硬件结构 28
（一）大板结构和功能模块结构 29
（二）单微处理器结构和多微处理器 结构 30
三、CNC系统的软件结构 30
（一）CNC系统软件的组成 30
（二）CNC系统软件的结构 31
四、CNC系统的控制原理 32
（一）零件程序的输入 32
（二）译码 32
（三）刀具补偿 32
（四）速度控制 33
（五）插补计算 35
五、典型数控系统 38
第二节 数控机床的位置检测装置 40
一、概述 40
二、旋转变压器 41
（一）旋转变压器的结构和工作原理 41
（二）旋转变压器的应用 42
三、感应同步器 43
（一）感应同步器的结构和工作原理 43
（二）感应同步器的工作方式 44
四、光栅 45
五、脉冲编码器 46
（一）绝对式编码器 46
（二）增量式脉冲编码器 47
第三节 数控机床的进给伺服系统 48
一、概述 48
二、开环和闭环进给伺服系统 48
三、CNC进给伺服系统 50
四、进给系统的机械传动结构 51
（一）滚珠丝杠螺母副 51
（二）导轨副 53
第四节 数控机床的主轴驱动及其机械 结构 54
一、主轴驱动及其控制 54
（一）对主轴驱动的要求 54
（二）主轴驱动方式 55
（三）主轴调速方法 56
二、主传动的机械结构 58
第五节 可编程序控制器（PLC） 60
一、可编程序控制器工作原理 60
二、可编程序控制器的应用 63
（一）数控机床使用PLC的类型 63
（二）PLC与CNC及机床之间的信息 交换 64
本章小结 64
习题二 65
第三章 数控车削加工技术 66
第一节 数控车床简介 66
一、概述 66
（一）数控车床的用途 66
（二）数控车床的组成及布局 66
（三）数控车床的分类 68
二、数控车床的典型结构 68
第二节 数控车削的加工工艺与工装 72
一、数控车削加工的工艺分析 72
（一）加工工序划分 72
（二）加工路线的确定 72
二、数控车削加工及工装 74
（一）夹具的选择、工件装夹方法的 确定 74
（二）切削用量的确定 75
（三）刀具的选择及对刀点、换刀点的 确定 76
第三节 数控车削的程序编制 77
一、数控车床的编程特点 77
二、车削数控系统功能 79
三、数控车削编程基础 80
（一）坐标系统 80
（二）对刀问题 81
（三）数控车削常用的各种指令 81
（四）刀具半径补偿功能 85
（五）固定循环功能 85
（六）利用子程序编程 88
（七）利用宏指令编程 90
第四节 数控车削加工实例 91
一、数控车床的操作 91
二、数控车削实例 93
本章小结 95
习题三 96
第四章 数控铣削加工技术 97
第一节 数控铣床简介 97
一、分类与结构特点 97
（一）按机床主轴的布置形式及机床的 布局特点分类 97
（二）按数控系统的功能分类 98
二、数控铣床的主要功能 98
三、主要加工对象 100
第二节 数控铣削的加工工艺与工装 101
一、选择并确定数控铣削的加工部位及 内容 101
二、加工信息的读取及工艺性分析 101
三、毛坯的选择 102
四、加工表面的加工方案 103
五、制订工艺路线 103
六、数控铣削工序设计 104
七、对刀点和换刀点的选择 105
八、数控刀具系统 106
九、夹具 109
十、数控回转工作台和数控分度头 111
十一、量具 111
第三节 数控铣削的程序编制 111
一、数控铣削编程的特点 111
二、加工程序代码标准 112
三、数控铣床坐标系与工件坐标系 设定 112
（一）数控铣床坐标系设定 112
（二）工件坐标系设定 112
四、刀具补偿 113
（一）刀具半径补偿 114
（二）刀具长度补偿 114
（三）刀具补偿的运用 115
五、编程实例 115
第四节 数控铣削加工实例 118
本章小结 120
习题四 121
第五章 加工中心加工技术 123
第一节 加工中心简介 123
一、加工中心的分类与结构特点 123
二、加工中心的主要功能 125
三、加工中心的主要加工对象 125
第二节 加工中心的加工工艺与工装 127
一、加工中心的工艺特点 127
二、加工中心的工艺路线设计 127
三、加工中心的工步设计 128
四、工件的定位与装夹 129
（一）加工中心定位基准的选择 129
（二）加工中心夹具的选择和使用 129
（三）确定零件在机床工作台上的 最佳位置 130
五、加工中心刀具的选用 130
六、换刀点 134
第三节 加工中心的程序编制 134
一、加工中心的编程要求 134
二、换刀程序的编制 134
三、固定循环指令的编程方法 135
第四节 加工中心加工实例 140
本章小结 143
习题五 143
第六章 数控特种加工技术 144
第一节 数控电火花成形加工技术 144
一、数控电火花成形加工简介 144
（一）数控电火花成形机床的主要 组成 144
（二）数控电火花成形加工原理 147
（三）数控电火花成形加工的特点及 应用 148
二、数控电火花成形加工的一般工艺 规律 149
（一）影响材料放电腐蚀的主要 因素 149
（二）影响加工精度的主要因素 150
（三）影响电火花加工表面质量的工艺 因素 151
（四）电极 152
三、数控电火花成形加工工艺过程及 实例 155
（一）电加工工艺参数的选定 155
（二）提高加工效率的方法 155
（三）加工方式选定 155
（四）加工实例 156
第二节 数控电火花线切割加工技术 157
一、数控电火花线切割加工简介 157
（一）数控电火花线切割加工原理 157
（二）数控电火花线切割加工机床分类 与基本组成 157
（三）数控电火花线切割加工的特点和 应用范围 159
二、数控电火花线切割的工艺与工装 159
三、数控电火花线切割机床编程 163
（一）3B格式程序编制 163
（二）4B格式程序编制 165
（三）ISO代码数控程序编制 165
（四）程序编制步骤 168
四、数控电火花线切割加工实例 168
本章小结 171
习题六 172
第七章 数控自动编程技术 173
第一节 数控自动编程概述 173
一、自动编程的基本知识 173
（一）实现自动编程的环境要求 173
（二）自动编程的分类 174
（三）自动编程的发展 175
二、图形交互式自动编程系统 176
第二节MasterCAM的工作环境 176
一、MasterCAM的主要特点与功能 176
二、MasterCAM产生NC的工作程序 177
三、MasterCAM工作环境 177
第三节2D构图及刀具路径的生成 180
一、2D基本几何绘图 180
二、几何图形的编辑 181
三、2D刀具路径的生成 181
（一）2D刀具路径模组及其共同 参数 181
（二）外形定义 185
（三）外形铣削模组 186
（四）挖槽模组 187
（五）钻孔模组 191
（六）刻文字模组 192
第四节 相关性应用与后置处理 194
一、操作管理 194
二、路径转换 198
三、刀具路径合并 199
四、后置处理 200
五、2D自动编程实例 200
第五节3D构图及刀具路径的生成 203
一、3D构图基础 203
（一）3D几何造型的基本概念 203
（二）曲面类型和特征 205
二、3D曲面构造与编辑 208
三、3D刀具路径的产生及编辑 213
第六节 利用自动编程加工零件综合 实例 217
本章小结 219
习题七 220
第八章 数控加工应用技术 222
第一节 数控机床的选用 222
一、选用依据 222
二、选用内容 223
三、购置订货时应注意的问题 225
第二节 数控机床的安装与调试 225
一、安装调试的准备工作 225
二、安装调试的配合工作 226
三、安装调试的组织工作 226
第三节 数控机床的检测、验收与设备 管理 227
一、数控机床的检测与验收 227
二、数控机床的设备管理 229
第四节 数控机床的维修 230
一、数控机床维修概述 230
二、数控机床的故障诊断 232
（一）故障诊断的一般步骤 232
（二）故障诊断的一般方法 232
三、数控机床的故障维修 235
（一）数控系统的故障维修 235
（二）伺服驱动系统的故障维修 236
（三）机械系统故障维修 237
（四）液压系统故障维修 238
（五）压缩空气系统故障处理 238
（六）其它系统故障处理 238
四、数控机床故障诊断与维修综合 实例 239
本章小结 240
习题八 241
参考文献 243