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第一章 数控机床概述1

1.1 认识数控机床2

1.1.1 数控机床概念2

1.1.2 数控概念2

1.1.3 数控机床基本组成4

1.1.4 数控加工一般过程6

1.1.5 数控加工特点7

1.2 认识各种类别的数控机床9

1.2.1 普通数控机床9

1.2.2 加工中心机床（MC）11

1.2.3 柔性制造13

1.2.4 计算机集成制造系统（CIMS）13

1.3 数控机床的坐标系规定14

1.3.1 进给运动与坐标系14

1.3.2 数控机床标准坐标系规定14

1.3.3 典型的数控机床坐标系规定16

1.3.4 参考点及回参考点操作18

1.3.5 设定工件坐标系19

1.4 认识机床数控系统19

1.4.1 数控系统概述19

1.4.2 数控系统硬件体系结构19

1.4.3 数控系统软件的功能结构22

1.4.4 计算机数控系统的控制功能22

第二章 数控机床运动控制26

2.1 进给插补26

2.1.1 插补的概述26

2.1.2 插补方法举例——逐点比较法28

2.2 进给伺服系统30

2.2.1 进给伺服系统的概念30

2.2.2 开环进给伺服系统31

2.2.3 闭环进给伺服系统33

2.3 进给系统机械37

2.3.1 进给机械简介37

2.3.2 典型的进给机械部分38

2.4 数控机床主轴驱动41

2.4.1 数控机床主轴驱动要求41

2.4.2 主轴驱动装置及驱动特性41

2.4.3 主轴传动44

2.4.4 主轴自动控制功能45

2.5 数控机床主轴支承48

2.5.1 主轴的回转精度48

2.5.2 数控机床上常用主轴轴承48

2.5.3 主轴的轴承配置形式50

第三章 数控加工程序54

3.1 加工程序基本规定55

3.1.1 加工程序概述55

3.1.2 加工程序指令字格式55

3.1.3 加工程序指令字的种类57

3.1.4 FANUC系统常用G指令格式及应用60

3.1.5 FANUC铣削系统常用M指令66

3.1.6 其他指令应用说明67

3.1.7 加工程序格式68

3.1.8 编制数控加工程序举例69

3.2 刀具补偿指令及其应用70

3.2.1 刀具半径补偿70

3.2.2 刀具长度补偿76

第四章 数控加工工艺设计知识82

4.1 数控加工工艺设计过程83

4.1.1 零件机械加工工艺总规划83

4.1.2 数控加工工序设计86

4.2 数控加工装夹设计90

4.2.1 工件的定位90

4.2.2 工件夹紧96

42.3 数控车削装夹97

4.2.4 数控铣、加工中心常用夹具100

4.2.5 夹具选用101

4.3 熟悉数控刀具及选用103

4.3.1 数控刀具要求103

4.3.2 了解刀具类型及选用104

4.3.3 刀具基本几何参数及选用105

4.3.4 刀具材料选择107

4.3.5 可转位刀具110

4.3.6 数控工具系统113

4.4 数控加工刀具路径拟定115

4.4.1 规划安全的刀具路径116

4.4.2 规划保证加工质量的刀具路径118

4.4.3 规划高效率的刀具路径121

4.5 切削用量选用一般方法122

4.5.1 刀具切削用量的概念122

4.5.2 切削用量选择原则124

4.5.2 切削用量选用方法126

4.6 先导案例的解决127

4.6.1 壳体零件加工工艺规程127

4.6.2 壳体加工中心工序工艺设计128

第五章 数控车床应用133

5.1 数控车床概述134

5.1.1 数控车床类型134

5.1.2 典型的数控车床组成134

5.1.3 数控车削的主要加工对象137

5.2 数控车床对刀与偏置、补偿应用137

5.2.1 数控车床坐标系及机床各点137

5.2.2 数控车床的零点偏置与长度补偿140

5.2.3 刀具磨损偏置及应用142

5.2.4 FANUC车削系统刀具T指令144

5.3 FANUC系统数控车床编程简介144

5.3.1 FANUC数控车床指令144

5.3.2 部分FANUC数控车削指令应用说明146

5.4 外圆车削工艺及编程149

5.4.1 车削外圆表面工艺149

5.4.2 G01车削外圆150

5.4.3 G90单一循环车削圆柱面151

5.4.4 G90单一循环车削圆锥面152

5.4.5 G71多重复合循环粗车外径154

5.4.6 精车固定循环G70156

5.4.7 G73成型加工复合循环粗车外径157

5.5 端面车削工艺及编程159

5.5.1 车削端面159

5.5.2 G01单次车削端面160

5.5.3 G94单一循环切削端面160

5.5.4 G94单一循环切削端锥面162

5.5.5 G72复合循环切削端锥面163

5.6 可转位车刀片的刀尖圆弧及半径补偿应用165

5.6.1 可转位车刀片的刀尖圆弧及选用165

5.6.2 带刀尖圆弧可转位刀片的应用166

5.7 内孔加工工艺及编程170

5.7.1 数控车床上孔加工工艺概述170

5.7.2 数控车床上孔加工编程172

5.7.3 数控车床上孔加工工艺及编程实例174

5.8 切槽、切断工艺及编程176

5.8.1 凹槽加工工艺要点176

5.8.2 简单凹槽切削工艺编程178

5.8.3 精确凹槽加工技术179

5.8.4 G75沟槽复合循环181

5.8.5 子程序在多槽加工中的应用实例184

5.8.6 切断185

5.9 螺纹车削加工工艺及编程187

5.9.1 螺纹加工概念及加工工艺187

5.9.2 G32螺纹切削指令应用190

5.9.3 螺纹切削单一固定循环G92192

5.9.4 螺纹切削复合循环G76193

5.9.5 内螺纹切削编程示例195

5.10 先导案例解决196

5.10.1 加工工艺分析196

5.10.2 加工程序198

第六章 数控铣削加工205

6.1 数控铣床及选用206

6.1.1 认识数控铣床206

6.1.2 数控铣床或加工中心选用207

6.1.3 数控铣削加工对象208

6.2 CNC铣床零点偏置和长度补偿209

6.2.1 数控铣床零点偏置209

6.2.2 基于零点偏置的X、Y向对刀方法211

6.2.3 数控铣床Z向对刀213

6.3 平面铣削工艺编程215

6.3.1 平面铣削加工的内容、要求215

6.3.2 平面铣削方法215

6.3.3 面铣刀及选用216

6.3.4 平面铣削的路线设计217

6.3.5 平面铣削用量218

6.3.6 单次面铣的加工实例219

6.3.7 大平面铣削时的刀具路线221

6.4 立铣刀及铣削工艺选择221

6.4.1 立铣刀及选用222

6.4.2 立铣刀切削用量选用225

6.4.3 顺铣与逆铣方式选用226

6.5 轮廓铣削工艺及编程227

6.5.1 轮廓铣削实例227

6.5.2 子程序在分层铣削中的应用229

6.5.3 正六边形轮廓铣削实例231

6.6 槽铣削工艺及编程233

6.6.1 铣槽加工工艺简介233

6.6.2 半开放窄槽加工实例236

6.6.3 封闭窄槽加工工艺实例237

6.7 型腔铣削工艺及编程238

6.7.1 型腔铣削加工的内容、要求238

6.7.2 型腔铣削方法239

6.7.3 型腔铣削加工实例240

6.8 简化的编程方法244

6.8.1 极坐标编程244

6.8.2 比例缩放指令及应用246

6.8.3 坐标系旋转指令应用247

6.9 先导案例解决249

6.9.1 工件工艺设计先导案例249

6.9.2 编写加工程序252

第七章 加工中心应用257

7.1 加工中心自动换刀257

7.1.1 刀库形式258

7.1.2 刀具选择方式及ATC换刀的特点259

7.1.3 刀具换刀装置和交换方式261

7.1.4 换刀程序的编制263

7.1.5 加工中心自动换刀程序265

7.2 孔加工要求及孔加工固定循环267

7.2.1 孔加工概述267

7.2.2 孔加工固定循环格式267

7.2.3 钻孔加工循环及应用270

7.3 钻孔、扩孔、锪孔加工工艺及编程274

7.3.1 实体上钻孔加工274

7.3.2 扩孔加工278

7.3.3 锪孔加工279

7.3.4 孔加工工艺编程实例280

7.4 攻丝工艺及编程283

7.4.1 攻丝加工的内容、要求283

7.4.2 丝锥及选用284

7.4.3 CNC机床攻丝工艺与编程286

7.4.4 攻内螺纹工艺编程实例289

7.5 铰孔工艺及编程291

7.5.1 铰孔加工工艺291

7.5.2 铰孔工艺编程实例294

7.6 镗孔工艺及编程296

7.6.1 镗孔加工概述296

7.6.2 镗刀及选用297

7.6.3 镗孔循环298

7.6.4 镗孔工艺和编程实例300

7.7 加工中心Z向对刀方案设计304

7.7.1 机床、刀具、工件的位置点及Z向对刀问题304

7.7.2 机床、刀具、工件在Z方向相对位置值及寄存305

7.7.3 典型Z向对刀方案设计306

7.8 先导案例解决309

7.8.1 刀具编号及程序结构设计309

7.8.2 自动换刀多刀加工程序309

附表315

附表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考值315

附表2 硬质合金车刀粗车外圆、端面的进给量316

附表3 按工件表面粗糙度选择车削进给量的参考值316

附表4 成量集团公司数控刀具硬质合金铣刀切削用量选用参考317

附表5 硬质合金内孔钻削、扩削切削用量选用参考318

附表6 高速钢铰刀切削用量选用参考318

附表7 镗削用量选用参考319

附表8 内螺纹攻丝切削速度选用参考319

参考文献321