绪论 1
第1章 数控加工装备基础 4
1.1 数控机床的特点与应用范围 4
1.1.1 数控机床的优点 4
1.1.2 数控机床的不足 5
1.1.3 数控机床的应用范围 5
1.2 数控机床的组成与工作原理 6
1.2.1 数控机床的组成 6
1.2.2 数控机床的工作原理 8
1.3 数控机床分类 8
1.3.1 按工艺类型分类 8
1.3.2 按控制运动方式分类 8
1.3.3 按驱动伺服系统类型分类 9
1.3.4 按功能水平分类 11
1.4 数控机床插补原理 11
1.4.1 插补的概念 11
1.4.2 插补方法 12
1.4.3 逐点比较法插补 12
1.4.4 逐点比较法直线插补 13
1.4.5 逐点比较法圆弧插补 16
1.5 数控加工刀辅具 20
1.5.1 数控加工刀具类型与使用 20
1.5.2 数控车削工具系统 22
1.5.3 数控镗铣工具系统 25
1.5.4 数控加工对刀测量装备 28
思考与练习 32
第2章 数控加工工艺基础 34
2.1 数控加工工艺概述 34
2.1.1 数控加工工艺基本特点 34
2.1.2 数控加工工艺主要内容 35
2.2 数控加工工艺分析 36
2.3 数控加工工艺设计 38
2.3.1 加工顺序的安排 39
2.3.2 零件加工方案与机床类型选择 40
2.3.3 定位夹紧方案的确定与夹具选择 41
2.3.4 刀具系统选择 42
2.3.5 对刀点与换刀点的确定 44
2.3.6 走刀路线的确定 45
2.3.7 切削用量的确定 48
2.4 数控加工中的数值计算与处理 49
2.4.1 基点坐标的计算 49
2.4.2 节点坐标的计算 51
2.4.3 辅助计算 53
2.4.4 列表曲线的数学处理 54
2.5 数控加工专用技术文件的编制 55
2.5.1 数控加工工序卡 55
2.5.2 数控加工程序说明卡 56
2.5.3 数控加工走刀路线图 56
2.5.4 数控加工程序单 57
2.5.5 数控加工刀具调整卡 57
思考与练习 59
第3章 数控编程基础 60
3.1 坐标系及运动方向的规定 60
3.1.1 标准坐标系的规定 60
3.1.2 工件坐标系及其设定 63
3.1.3 局部坐标系 64
3.1.4 坐标轴与联动轴 64
3.2 程序结构与程序段格式 64
3.2.1 程序段格式 64
3.2.2 程序段组成 65
3.2.3 程序结构 66
3.2.4 主程序与子程序 67
3.3 数控程序指令代码 67
3.3.1 准备功能 67
3.3.2 辅助功能 69
3.3.3 进给功能 70
3.3.4 主轴功能 70
3.3.5 刀具功能 70
3.4 数控编程方法 70
3.4.1 手工编程 71
3.4.2 自动编程 71
3.4.3 CAD/CAM系统自动编程基本过程 72
思考与练习 74
第4章 数控车床编程加工（西门子802S/C系统） 75
4.1 概述 75
4.2 编程基本原理 75
4.2.1 坐标系 75
4.2.2 程序结构 77
4.2.3 编程指令集 79
4.3 尺寸系统指令 85
4.3.1 平面选择G17～G19 85
4.3.2 绝对／增量位置数据（尺寸）输入制式G90/G91 85
4.3.3 公制／英制数据（尺寸）输入制式G71/G70 86
4.3.4 直径／半径数据（尺寸）输入制式G23/G22 87
4.3.5 工件装夹——可设定零点偏置G54～G57、G500、G53 87
4.3.6 可编程零点偏置G158 88
4.4 坐标运动指令 89
4.4.1 快速移动G0 89
4.4.2 直线插补运动G1 90
4.4.3 圆弧插补G2/G3、G5 90
4.4.4 恒螺距螺纹切削G33 94
4.4.5 返回固定点G75 96
4.4.6 返回参考点G74 97
4.4.7 进给率F及其单位设定G94/G95 97
4.4.8 准确定位／连续路径G9、G60/G64 98
4.4.9 暂停G4 100
4.4.10 倒角CHF、倒圆RND 100
4.5 主轴运动指令 102
4.5.1 主轴转速S及旋转方向 102
4.5.2 主轴转速极限G25、G26 102
4.5.3 主轴定位SPOS 103
4.6 恒线速度切削G96/G97 103
4.7 刀具与刀具补偿 105
4.7.1 概述 105
4.7.2 刀具T 108
4.7.3 刀具补偿号D 108
4.7.4 刀尖半径补偿的建立与取消G41/G42、G40 112
4.7.5 拐角过渡G450/G451 113
4.7.6 刀尖半径补偿中的几个特殊情况 115
4.7.7 刀尖半径补偿实例 115
4.8 辅助功能指令 116
4.9 参数及函数指令 117
4.10 程序跳转 118
4.10.1 程序跳转目标——标记符 118
4.10.2 绝对跳转 118
4.10.3 条件跳转 119
4.10.4 程序跳转举例 120
4.11 子程序 121
4.12 固定循环 122
4.12.1 循环概况 122
4.12.2 钻镗类循环 123
4.12.3 车削类循环 130
4.13 轮廓编程 138
4.14 综合编程例 140
4.14.1 例1 140
4.14.2 例2 143
4.14.3 例3 145
4.14.4 例4 147
4.14.5 例5 149
4.14.6 例6 152
4.15 系统扩展（西门子802D系统） 155
4.15.1 西门子802D指令系统概况 155
4.15.2 西门子802D与802S/C指令系统对比分析 162
4.15.3 西门子802D部分指令功能介绍 164
思考与练习 169
第5章 数控铣床与加工中心编程加工（西门子802S/C系统） 174
5.1 概述 174
5.2 编程基本原理 174
5.2.1 坐标系 174
5.2.2 程序结构 175
5.2.3 编程指令集 178
5.3 尺寸系统指令 184
5.3.1 平面选择G17～G19 184
5.3.2 绝对／增量位置数据（尺寸）输入制式G90/G91 185
5.3.3 公制／英制数据（尺寸）输入制式G71/G70 186
5.3.4 工件装夹——可设定零点偏置G54～G57、G500、G53 186
5.3.5 可编程零点偏置和坐标系旋转G158、G258、G259 188
5.4 坐标运动指令 189
5.4.1 快速线性移动G0 189
5.4.2 直线插补运动G1 190
5.4.3 圆弧插补G2/G3、G5 191
5.4.4 恒螺距螺纹切削G33、G63、G331/G332 193
5.4.5 返回固定点G75 195
5.4.6 返回参考点G74 196
5.4.7 进给率F及其单位设定G94/G95 196
5.4.8 准确定位／连续路径G9、G60/G164 196
5.4.9 暂停G4 198
5.4.10 倒角CHF，倒圆RND 199
5.5 主轴运动指令 200
5.5.1 主轴转速S及旋转方向 200
5.5.2 主轴转速极限G25、G26 201
5.5.3 主轴定位SPOS 201
5.6 具与刀具补偿指令 202
5.6.1 概述 202
5.6.2 刀具T 204
5.6.3 刀具补偿号D 204
5.6.4 刀具半径补偿的建立与取消G41/G42,G40 207
5.6.5 拐角过渡G450/G451 209
5.6.6 刀具半径补偿中的几个特殊情况 210
5.6.7 圆弧进给补偿G900/G901 210
5.6.8 刀具半径补偿实例 211
5.7 辅助功能指令 212
5.8 参数及函数指令 213
5.9 程序跳转 215
5.9.1 程序跳转目标——标记符 215
5.9.2 绝对跳转 215
5.9.3 条件跳转 216
5.9.4 程序跳转举例 217
5.10 子程序 217
5.11 固定循环 219
5.11.1 循环概况 219
5.11.2 钻镗类循环 220
5.11.3 铣槽加工循环 234
5.12 轮廓编程 239
5.13 综合编程例 240
5.13.1 例1 240
5.13.2 例2 248
5.13.3 例3 249
5.13.4 例4 250
5.13.5 例5 251
5.13.6 例6 253
5.14 系统扩展（西门子802D系统） 255
5.14.1 西门子802D指令系统概况 255
5.14.2 西门子802D与802S/C指令系统对比分析 264
5.14.3 西门子802D部分指令功能介绍 267
思考与练习 275
第6章 高速切削加工技术 281
6.1 概述 281
6.1.1 高速切削加工历史回顾与现状 281
6.1.2 高速切削加工定义与优越性 283
6.1.3 高速切削加工关键技术 285
6.1.4 高速切削加工技术发展与展望 285
6.2 高速切削加工机床 287
6.2.1 高速切削加工机床的要求 287
6.2.2 高速切削加工机床的构造特征 288
6.2.3 高速切削加工机床夹具的要求 293
6.2.4 高速切削加工机床的合理选择 293
6.3 高速切削加工刀具系统 295
6.3.1 高速切削加工刀具系统的要求 295
6.3.2 高速切削加工刀具 296
6.3.3 高速切削加工刀具装夹技术 299
6.4 高速切削加工工艺与编程策略 301
6.4.1 各种材料的高速切削技术 301
6.4.2 高速硬切削技术 309
6.4.3 高速干切削技术 310
6.4.4 高速切削编程策略 313
6.5 高速切削加工安全与监测技术 317
思考与练习 319
第7章 数控技术发展及现代制造技术 320
7.1 数控技术发展 320
7.1.1 高速化与高精度化 320
7.1.2 复合化 321
7.1.3 智能化 321
7.1.4 高柔性化 322
7.1.5 小型化 322
7.1.6 开放式体系结构 322
7.2 成组技术（GT） 323
7.2.1 成组技术的概念 323
7.2.2 零件的分类编码 323
7.2.3 零件的分类组成 323
7.2.4 成组工艺 324
7.2.5 成组生产组织形式 325
7.2.6 推广应用成组技术的效果 325
7.3 CAD/CAPP/CAM 326
7.3.1 计算机辅助设计（CAD） 326
7.3.2 计算机辅助工艺规程设计（CAPP） 328
7.3.3 计算机辅助制造（CAM） 328
7.4 柔性制造系统（FMS） 329
7.4.1 柔性制造单元 329
7.4.2 柔性制造系统 330
7.4.3 柔性制造系统实例 332
7.5 计算机集成制造系统（CIMS） 333
7.5.1 CIM和CIMS的定义 334
7.5.2 CIMS的递阶控制模式 335
7.5.3 CIMS的构成 335
7.5.4 CIMS实例 337
7.5.5 CIMS在我国的发展及实施CIMS的效益 338
7.6 现代制造模式的新发展 339
7.6.1 敏捷制造（AM） 339
7.6.2 并行工程（CE） 341
7.6.3 精良生产（LP） 342
7.6.4 虚拟制造（VM） 344
7.6.5 绿色制造（GM） 346
思考与练习 348
参考文献 349