數(shù)控編程與加工

第1章 概論/1

1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展過程/1

1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生/1

1.1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展/2

1.2 數(shù)控機(jī)床的工作原理與組成/5

1.2.1 數(shù)控機(jī)床的工作原理/5

1.2.2 數(shù)控機(jī)床的組成/5

1.3 數(shù)控機(jī)床的種類與特點(diǎn)/7

1.3.1 數(shù)控機(jī)床的種類/7

1.3.2 數(shù)控機(jī)床的工藝特點(diǎn)/12

1.3.3 數(shù)控機(jī)床的使用要求/13

1.4 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢/14

思考與練習(xí)/17

第2章 數(shù)控機(jī)床的操作/18

2.1 數(shù)控機(jī)床的操作常識(shí)/18

2.1.1 數(shù)控機(jī)床操作的一般常識(shí)/18

2.1.2 數(shù)控機(jī)床操作的安全常識(shí)/26

2.1.3 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)/27

2.2 數(shù)控車床的基本操作/29

2.2.1 概述/29

2.2.2 數(shù)控車床的操作界面/30

2.2.3 數(shù)控車床的基本操作/33

2.3 加工中心（數(shù)控銑）的基本操作/35

2.3.1 概述/35

2.3.2 加工中心（數(shù)控銑）的操作界面/35

2.3.3 加工中心（數(shù)控銑）的基本操作/41

思考與練習(xí)/45

第3章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)/46

3.1 概述/46

3.1.1 數(shù)控加工工藝過程/46

3.1.2 數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)/48

3.1.3 數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟/48

3.2 數(shù)控工藝分析/49

3.2.1 數(shù)控加工內(nèi)容選擇/49

3.2.2 數(shù)控加工工藝性分析/50

3.3 數(shù)控工藝方案考慮的主要問題/52

3.3.1 工件裝夾方案確定/52

3.3.2 數(shù)控加工工序與工步的劃分/52

3.3.3 數(shù)控加工走刀路線的確定/53

3.4 機(jī)床和工藝裝備選擇/56

3.4.1 機(jī)床選擇/56

3.4.2 刀具選擇/58

3.4.3 裝夾方式與夾具的選擇/71

3.5 工藝參數(shù)選擇/77

3.5.1 切削用量確定/77

3.5.2 對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)位置的確定/80

3.6 數(shù)學(xué)處理/80

3.6.1 編程軌跡與運(yùn)動(dòng)軌跡/81

3.6.2 數(shù)控處理的任務(wù)/81

3.6.3 數(shù)學(xué)處理的方法/82

3.6.4 數(shù)控加工誤差的構(gòu)成/84

3.7 數(shù)控工藝文件的填寫/84

3.7.1 數(shù)控編程任務(wù)書/85

3.7.2 工件裝夾與原點(diǎn)設(shè)定卡/85

3.7.3 數(shù)控加工工序卡/86

3.7.4 數(shù)控加工走刀路線圖/86

3.7.5 數(shù)控加工刀具選擇卡/86

思考與練習(xí)/88

第4章 數(shù)控編程與加工基礎(chǔ)/90

4.1 數(shù)控程序編制的概念/90

4.1.1 數(shù)控程序與編制/90

4.1.2 數(shù)控程序編制的內(nèi)容/90

4.1.3 數(shù)控程序的編制方法/92

4.2 數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)/93

4.2.1 主程序與子程序/93

4.2.2 數(shù)控程序段/96

4.2.3 字與字的功能/98

4.3 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系/107

4.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系/107

4.3.2 編程坐標(biāo)系/110

4.3.3 加工坐標(biāo)系/110

4.4 數(shù)控編程與加工中的各種點(diǎn)/111

4.4.1 坐標(biāo)系原點(diǎn)與參考點(diǎn)/111

4.4.2 刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)/112

4.4.3 起刀點(diǎn)、下刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)/113

4.4.4 基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)/114

4.5 基本編程指令/114

4.5.1 直線運(yùn)動(dòng)控制指令G00、G01/114

4.5.2 圓弧運(yùn)動(dòng)控制指令G02、G03/116

4.5.3 坐標(biāo)系建立指令G50（G92）/118

4.5.4 絕對(duì)/增量坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換指令G90/G91/120

4.5.5 坐標(biāo)平面選擇指令G17/G18/G19/121

4.5.6 坐標(biāo)尺寸公/英制選擇指令G20/G21/121

4.5.7 坐標(biāo)系選擇指令G54～G59/121

4.5.8 刀具半徑補(bǔ)償指令G41、G42、G40/123

思考與練習(xí)/127

第5章 數(shù)控車床編程與加工/128

5.1 概述/128

5.1.1 數(shù)控車床的加工特點(diǎn)/128

5.1.2 數(shù)控車床的工藝范圍/129

5.2 數(shù)控車床的常用編程指令/130

5.2.1 數(shù)控車削加工的F、S、T功能/130

5.2.2 切削速度控制指令/131

5.2.3 直徑/半徑編程指令/133

5.2.4 單一固定循環(huán)指令/136

5.2.5 復(fù)合固定循環(huán)指令/140

5.2.6 螺紋切削指令/144

5.3 數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償/150

5.3.1 數(shù)控車床的刀尖半徑補(bǔ)償/150

5.3.2 數(shù)控車床的刀具位置補(bǔ)償/153

5.3.3 數(shù)控車床的編程要點(diǎn)/154

5.4 數(shù)控車床加工編程綜合舉例/154

思考與練習(xí)/156

第6章 加工中心（數(shù)控銑床）編程與加工/158

6.1 加工中心概述/158

6.1.1 數(shù)控加工中心的組成/158

6.1.2 數(shù)控加工中心的分類/158

6.1.3 加工中心（數(shù)控銑床）的加工特點(diǎn)/161

6.1.4 加工中心（數(shù)控銑床）的工藝范圍/162

6.2 加工中心常用編程指令/163

6.2.1 加工中心的程序代碼/163

6.2.2 加工中心（數(shù)控銑床）加工的F、S、T功能/167

6.2.3 孔加工循環(huán)指令/167

6.2.4 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)（G68，G69）編程指令/178

6.2.5 極坐標(biāo)編程指令G15、G16/180

6.2.6 比例縮放G50/G51/181

6.2.7 鏡像編程指令G50.1/G51.1/183

6.3 加工中心刀具補(bǔ)償與編程要點(diǎn)/185

6.3.1 加工中心的刀具半徑補(bǔ)償/185

6.3.2 加工中心（數(shù)控銑床）的刀具長度補(bǔ)償/190

6.3.3 數(shù)控銑床的特點(diǎn)及編程要點(diǎn)/191

6.4 數(shù)控加工編程綜合舉例/193

6.4.1 外形銑削（凸輪加工）/193

6.4.2 挖槽加工/195

6.4.3 孔系加工/200

6.4.4 簡單曲面加工/204

思考與練習(xí)/206

第7章 數(shù)控加工宏編程/207

7.1 概述/207

7.1.1 概念/207

7.1.2 宏編程的技術(shù)特點(diǎn)/209

7.1.3 變量及其應(yīng)用/210

7.2 FANUC系統(tǒng)的A類宏程序及其應(yīng)用/212

7.2.1 宏調(diào)用指令/213

7.2.2 宏功能指令/219

7.2.3 編程實(shí)例/224

7.3 FANUC系統(tǒng)的B類宏程序及其應(yīng)用/228

7.3.1 宏功能基本指令/228

7.3.2 宏功能控制指令/230

7.3.3 編程實(shí)例/234

第8章 數(shù)控電火花線切割機(jī)床編程與加工/249

8.1 概述/249

8.1.1 數(shù)控電火花線切割加工原理/249

8.1.2 數(shù)控電火花線切割機(jī)床及特點(diǎn)/250

8.1.3 坐標(biāo)系/252

8.2 數(shù)控電火花線切割加工工藝/252

8.2.1 工件的裝夾與調(diào)整/252

8.2.2 電極絲的選擇與調(diào)整/255

8.2.3 加工參數(shù)選擇/257

8.3 數(shù)控電火花線切割加工的編程方法/258

8.3.1 分隔符格式程序編制/258

8.3.2 地址符格式程序編制/264

8.4 綜合加工應(yīng)用編程舉例/267

第9章 數(shù)控加工自動(dòng)編程技術(shù)/271

9.1 概述/271

9.1.1 自動(dòng)編程技術(shù)的產(chǎn)生/271

9.1.2 自動(dòng)編程技術(shù)的特點(diǎn)/271

9.1.3 自動(dòng)編程技術(shù)的發(fā)展趨勢/272

9.2 CAD/CAM技術(shù)介紹/272

9.2.1 CAD/CAM與數(shù)控加工的關(guān)系/273

9.2.2 CAD/CAM軟件的技術(shù)特點(diǎn)/273

9.2.3 國內(nèi)外流行的CAD/CAM軟件/274

9.2.4 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢/275

9.3 Pro/NC應(yīng)用介紹/275

9.3.1 Pro/NC概述/275

9.3.2 Pro/NC數(shù)控加工編程實(shí)例/285

參考文獻(xiàn)/300

數(shù)控化制造技術(shù)的發(fā)展正在引領(lǐng)著傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的又一次變革，數(shù)控加工、CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造）和PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）已經(jīng)成為一個(gè)現(xiàn)代化制造企業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的主干，它們代表著一個(gè)企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造水平，并與產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期息息相關(guān)。

數(shù)控加工技術(shù)是企業(yè)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的主干技術(shù)。隨著數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的普及與發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)對(duì)掌握數(shù)控加工、編程和操作技術(shù)的人才需求量將會(huì)越來越大，了解和掌握數(shù)控技術(shù)相關(guān)應(yīng)用知識(shí)與技能，是企業(yè)對(duì)工程技術(shù)人員的基本要求，工科機(jī)械類院校學(xué)生理應(yīng)未雨綢繆掌握數(shù)控應(yīng)用技術(shù)。為適應(yīng)這種發(fā)展的需要，根據(jù)高等院校應(yīng)用型本科培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)和要求，我們編寫了這本教材。

本教材立足于數(shù)控加工實(shí)用技術(shù)，以理論知識(shí)做引導(dǎo)，以實(shí)際應(yīng)用為目的，融基礎(chǔ)知識(shí)、工藝技術(shù)、編程原理與方法、操作技能于一體，緊扣當(dāng)前企業(yè)對(duì)數(shù)控人才的實(shí)際需求，強(qiáng)調(diào)數(shù)控應(yīng)用能力的培養(yǎng)，并使教材內(nèi)容在系統(tǒng)性、先進(jìn)性、實(shí)用性和完整性上達(dá)到統(tǒng)一，更好地反映企業(yè)發(fā)展的需要。

全書共9章。第1章主要介紹數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生、發(fā)展、組成、原理、分類、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢；第2章主要介紹數(shù)控機(jī)床的操作知識(shí)；第3章主要介紹加工的工藝基礎(chǔ)知識(shí)；第4章主要介紹有關(guān)數(shù)控程序的基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)控坐標(biāo)系及常用基本編程指令；第5章主要介紹數(shù)控車床的常用編程指令、刀具補(bǔ)償及實(shí)際加工編程舉例；第6章主要介紹加工中心（數(shù)控銑床）的常用編程指令、刀具補(bǔ)償及實(shí)際加工編程舉例；第7章主要介紹FANUC系統(tǒng)的宏編程基礎(chǔ)知識(shí)及A、B類宏的編程應(yīng)用；第8章主要介紹了線切割編程加工的基礎(chǔ)知識(shí)、工藝知識(shí)、編程方法及實(shí)際應(yīng)用編程舉例；第9章綜述了CAD/CAM基礎(chǔ)概念與應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了Pro/E的基礎(chǔ)知識(shí)，并以實(shí)例介紹了Pro/E的自動(dòng)編程過程。

本書主要作為應(yīng)用型本科院校的機(jī)械工程及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程等機(jī)械類專業(yè)的教材，或作為廣大自學(xué)者及工程技術(shù)人員的自學(xué)和培訓(xùn)用書，對(duì)從事數(shù)控技術(shù)應(yīng)用加工和研究的科技人員也有一定的參考價(jià)值。

本教材參考學(xué)時(shí)60課時(shí)，有關(guān)章節(jié)內(nèi)容可根據(jù)專業(yè)要求及學(xué)時(shí)情況酌情調(diào)整。

參加本書編寫的院校和教師有：第1章、第2章、第9章由河南科技大學(xué)楊丙乾老師編寫；第3章由新鄉(xiāng)學(xué)院姬清華老師編寫；第4章由河南理工大學(xué)童景琳老師編寫；第5章由河南科技學(xué)院王占奎老師編寫；第6章由河南科技學(xué)院王振寧老師編寫；第7章由南陽理工學(xué)院孫新國老師編寫；第8章由南陽理工學(xué)院趙玉軍老師編寫。全書由楊丙乾老師擔(dān)任主編并完成全書的統(tǒng)稿工作。

本書在編寫過程中參閱了同行專家學(xué)者和一些院校的教材、資料和文獻(xiàn)，在此謹(jǐn)致謝意。由于編者水平有限，書中難免存在不足之處和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正， 以便進(jìn)一步修改。

編 者

楊丙乾主編的這本《數(shù)控編程與加工》立足于數(shù)控加工實(shí)用技術(shù)，以理論知識(shí)做引導(dǎo)，以實(shí)際應(yīng)用為目的，融基礎(chǔ)知識(shí)、工藝技術(shù)、編程原理與方法、操作技能于一體。主要內(nèi)容包括數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)，數(shù)控機(jī)床的操作，加工的工藝基礎(chǔ)，數(shù)控程序，數(shù)控坐標(biāo)系及常用編程指令，數(shù)控車床的常用編程指令、刀具補(bǔ)償及實(shí)際加工編程舉例，加工中心的常用編程指令、刀具補(bǔ)償及實(shí)際加工編程舉例，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)的宏編程基礎(chǔ)知識(shí)及A、B類宏的編程應(yīng)用，線切割編程加工的基礎(chǔ)知識(shí)、工藝知識(shí)、編程方法及實(shí)際應(yīng)用編程舉例，最后綜述了CAD/CAM基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用。

本書詳細(xì)闡述和分析了數(shù)控加工的最新技術(shù)應(yīng)用成果，精心挑選了當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)作為典型實(shí)例。本書內(nèi)容重點(diǎn)突出，取材新穎、圖文結(jié)合、實(shí)例豐富，匯集了許多編程技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，并強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合應(yīng)用，拓寬知識(shí)面。書中所選實(shí)例具有較強(qiáng)的實(shí)用性和代表情，讀者可舉一反三，是一本針對(duì)性和實(shí)用性較強(qiáng)的教材。

本書共分7章，第1章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)，第2章數(shù)控編程基礎(chǔ)，第3章數(shù)控車削工藝與編程，第4章數(shù)控銑床和加工中叫工藝與編程，第5章數(shù)控電火花線切割加工，第6章宏程序設(shè)計(jì)，第7章計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)編程技術(shù)。

讀者對(duì)象：本書可作為數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)、模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的教學(xué)用書、專業(yè)教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員和數(shù)控機(jī)床操作人員學(xué)習(xí)、參考和培訓(xùn)之用。