數控加工中心操作入門內容提要

改革開放以來，我國機床消費額大致和國民經濟GDP增長值同步。20世紀80年代初，我國機床年消費額為10億美元，90年代初達20億美元；2000年為37.88億美元，而當時世界機床最大消費國美國的消費額為68億美元。原來預計到2010年中國將成為世界最大機床消費市場，令人意想不到的是，2003年美國發(fā)表的一項調查統(tǒng)計報告稱：全世界機床產值2002年約310億美元，比2001年減少14.2%，但中國卻比2001年增加了20%，達56.96億美元。這些數據表明我國已首次成為世界第一機床消費和進口大國。

目前，我國的制造企業(yè)已開始廣泛使用先進的數控技術，而掌握數控技術的機電復合人才卻奇缺。2003年，國家數控系統(tǒng)工程技術研究中心的一項調研結果顯示，僅數控機床的操作工就短缺60多萬人。調研結果同時顯示，我國目前的數控人才不僅在數量上短缺，而且在質量、知識結構上也不能完全滿足企業(yè)需求。根據2004年2月國家勞動和社會保障部、教育部等六部門調查研究結果分析預測，數控技術應用人才居我國勞動力市場技能型人才最為短缺的4類人才之首。

為了適應我國高等職業(yè)技術教育發(fā)展及應用型技術人才培養(yǎng)的需要，作者經過反復的實踐與總結，編寫了這本入門教材。本書在內容上突出實用性和針對性，便于閱讀，盡可能使讀者通過閱讀此書來獨立解決工作中所遇到的各種問題。本書為“一招鮮就業(yè)技術速成叢書”之一。內容包括：數控機床概述，數控編程的基礎知識，數控加工工藝，數控加工中心編程，數控加工中心的操作等。

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第一章數控機床概述

第一節(jié)數控機床的基本原理

一、數控機床的組成

二、數控機床加工的基本工作原理

第二節(jié)數控機床的應用范圍

一、數控機床的技術參數及功能和特點

二、數控機床的應用

第三節(jié)數控機床的分類

一、按控制刀具與工件相對運動軌跡分類

二、按加工方式分類

三、按控制坐標軸數分類

四、按驅動系統(tǒng)的控制方式分類

第四節(jié)數控機床的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

一、數控技術的發(fā)展現(xiàn)狀

二、我國數控技術的現(xiàn)狀

三、數控技術的發(fā)展趨勢

第二章數控編程的基礎知識

第一節(jié)數控編程的幾何基礎

一、機床坐標系及運動方向

二、絕對坐標與增量坐標

三、機床原點、機床參考點

四、工件坐標系和工件原點

第二節(jié)程序編制中的數值計算

一、數值計算的主要內容

二、非圓曲線輪廓工件的數值計算

三、尖角過渡處的計算

第三節(jié)程序編制的步驟

一、分析零件圖樣，確定加工工藝

二、刀具運動軌跡的計算

三、編寫加工程序單

四、程序輸入

五、程序校驗和首件試切

第四節(jié)程序的結構及格式

一、程序的結構

二、程序段的格式

第五節(jié)數控編程的主要功能指令

一、準備功能字G

二、輔助功能字M

第六節(jié)刀具補償的基礎知識

一、刀具位置補償

二、刀具半徑補償

第七節(jié)插補的基本知識

一、插補的基本概念

二、常用的插補方法

第三章數控加工工藝

第一節(jié)數控加工工藝及其特點

一、數控加工工藝的主要內容

二、數控加工工藝的特點

第二節(jié)工藝方案的確定

一、工序的劃分

二、工步的劃分

三、加工順序的安排

四、數控加工工序與普通工序的銜接

第三節(jié)加工路線的確定

一、選擇加工方法

二、劃分加工階段

三、劃分工序

四、安排加工順序

第四節(jié)刀具與切削用量的選擇

一、刀具的選擇

二、刀具的配備

三、切削用量的確定

第五節(jié)零件的安裝與夾緊

第六節(jié)對刀點與換刀點的確定

第七節(jié)零件數控加工工藝設計實例

一、零件結構及工藝性分析

二、采用加工中心加工的工藝方案

三、支架零件工步設計

第四章數控加工中心編程

第一節(jié)數控加工中心簡介

一、什么是加工中心

二、加工中心工藝特點

三、自動換刀

第二節(jié)加工中心編程的工藝分析

一、加工零件的選擇

二、加工工藝方案選擇

三、切削用量選擇

四、刀具的選擇

五、夾具的選擇

第三節(jié)加工中心的編程基礎

一、準備功能概述

二、基本準備功能的編程方法

二、輔助功能代碼

四、其他功能及常用符號

第四節(jié)數控加工中心編程方法

一、直線進給編程

二、圓弧進給編程

三、刀具補償與偏置

四、固定循環(huán)功能

五、子程序

六、宏程序編制

第五章數控加工中心的操作

第一節(jié)典型加工中心簡介

第二節(jié)加工中心操作要點

第三節(jié)加工中心的操作及日常維護

一、加工中心的操作

二、日常維護保養(yǎng)

第六章數控加工中心編程實例

實例一板材類零件加工

實例二孔類零件加工

實例三端蓋加工

實例四固定循環(huán)編程實例

實例五子程序加工程序

實例六宏程序的編制

第七章自動編程技術簡介

第一節(jié)自動編程的模式

一、自動編程方法的模式

二、圖形交互式自動編程

第二節(jié)CAD/CAM技術簡介

一、CAD/CAM的基本概念

二、圖形交互式自動編程的特點和基本步驟

二、典型CAD/CAM軟件介紹

第三節(jié)MasterCAM9.0軟件簡介

一、MasterCAM9.0的工作環(huán)境

二、MasterCAM生成NC加工程序的一般過程

第八章數控加工中心的維修和保養(yǎng)

第一節(jié)加工中心的日常維護與保養(yǎng)

第二節(jié)加工中心的故障診斷及維修

一、機械故障的排除

二、數控系統(tǒng)故障排除的方法

三、伺服系統(tǒng)常見故障的處理

第三節(jié)加工中心的安裝與調整

一、加工中心的安裝與調試

二、加工中心的調整及檢驗2100433B

《數控加工中心操作工（中、高級）》根據《國家職業(yè)標準》緊緊圍繞職業(yè)技能鑒定，以數控加工中心操作工的編程和操作技能的考點為主線，在技能操作中講解相關的理論知識，而在講解某個理論知識點時，書中還收錄了充足的試題供讀者備考演練。

《數控加工中心操作工(中、高級)》可以作為數控加工中心操作工職業(yè)技能培訓與鑒定考核用書，也可作為中職中專、高職高專相關課程的教材，還是從事數控加工中心操作與編程的工程技術人員的實用參考書。

本書《數控加工中心操作工基本技能》主要介紹了一些有關數控加工中心操作的基本知識與技能。數控加工中心是在數控銑床基礎上發(fā)展起來的一種帶有自備刀庫和自動換刀裝置的數控機床，其操作與編程與數控銑床有很多相似之處，但是也有其獨有特點。本書在理論知識的選擇上，以識圖為基礎，輔以公差配合及機加基本知識；在數控加工中心加工工藝方面，側重制定工藝的原則與方法；在數控編程方面，首先說明程序編制的一般方法和過程，然后，詳細講解了常用指令的使用方法，并結合實例，力求做到淺顯易懂；在數控機床的基本操作方面，詳細介紹了機床的對刀等基本操作方法；針對典型的數控加工中心加工零件，結合實例，制定具體加工工藝和操作規(guī)程，并給出參考程序，使讀者不僅能夠學習到足夠的理論知識，并能結合實際，掌握一些實踐技巧。

第1篇 數控加工中心編程與操作1

考點一 數控加工中心編程1

1．1 加工中心坐標系2

1．1．1 機床坐標系2

1．1．2 機床坐標系的原點3

1．1．3 工件坐標系和程序原點4

1．2 常用的準備功能和輔助功能10

1．2．1 程序段格式10

1．2．2 程序段內各字的說明10

1．2．3 常用的準備功能12

1．2．4 常用輔助功能15

1．3 刀具補償18

1．3．1 刀具半徑補償18

1．3．2 刀具長度補償22

1．4 加工中心固定循環(huán)的編程方法23

1．4．1 固定循環(huán)指令23

1．4．2 FANUC系統(tǒng)中的常用固定循環(huán)24

1．4．3 G98/G99固定循環(huán)指令26

1．4．4 固定循環(huán)加工實例27

1．5 子程序編程方法28

1．5．1 子程序的編程格式28

1．5．2 子程序的調用格式29

1．5．3 子程序的嵌套29

1．5．4 子程序應用舉例29

1．6 用戶宏程序30

1．6．1 變量30

1．6．2 控制指令31

1．6．3 用戶宏程序命令32

1．7 數控加工中心編程實例34

單元測試題一36

單元測試題一參考答案40

考點二 數控加工中心的操作43

2．1 加工中心的主要技術參數43

2．2 加工中心的操作面板43

2．2．1 FANUC系統(tǒng)操作面板及其功能44

2．2．2 SIEMENS系統(tǒng)操作面板及其功能48

2．2．3 華中數控系統(tǒng)操作面板及其功能52

2．3 機床開機、回參考點和關機操作55

2．3．1 開機55

2．3．2 機床回參考點55

2．3．3 關機55

2．4 加工中心的對刀56

2．4．1 對刀點與換刀點的確定56

2．4．2 工件坐標系設定56

2．4．3 X、Y軸對刀原點的選擇57

2．4．4 X、Y軸的對刀方法60

2．4．5 Z軸對刀形式66

2．4．6 Z軸對刀方法67

2．5 程序的編輯71

2．5．1 由鍵盤輸入程序71

2．5．2 程序號檢索72

2．5．3 刪除程序72

2．5．4 字的插入、變更、刪除73

2．5．5 程序調試73

2．6 單程序段和首件試切削73

2．6．1 單步運行73

2．6．2 試運行程序73

2．6．3 啟動程序加工零件74

2．7 程序運轉74

2．7．1 自動運行74

2．7．2 試運轉76

2．8 零件尺寸精度補正控制76

2．8．1 補正值的輸入76

2．8．2 外形尺寸精度的控制77

2．8．3 應用實例79

2．8．4 深度尺寸精度的控制83

2．9 加工中斷控制及恢復（中斷后程序的重新啟動）83

2．10 DNC運行85

2．11 數控加工中心安全操作規(guī)程及機床維護86

2．11．1 數控安全操作規(guī)程86

2．11．2 數控加工中心日常維護及保養(yǎng)89

2．11．3 常見故障排除90

單元測試題二94

考點三考工實例分析95

31中級工考證實例分析（一）95

32中級工考證實例分析（二）99

321工藝分析99

322工件的裝夾100

323確定編程原點、編程坐標系、對刀位置及對刀方法104

324確定加工工序和選擇刀具105

325確定加工所用的各種工藝參數105

326數值計算107

327編寫程序108

33高級工考證實例分析（一）111

331圖樣分析和決定安裝基準111

332加工方法和加工路線的確定112

333刀輔具的選擇112

334切削用量的選擇（可參考前面的例題）112

335確定工件坐標系112

336計算刀具軌跡的坐標113

337根據工藝和坐標尺寸編制加工程序113

338工件的加工程序（FANUC0i系統(tǒng)）114

339檢驗程序121

34高級工考證實例分析（二）121

35高級工考證實例分析（三）127

考點四計算機輔助編程133

41創(chuàng)建刀具路徑的基本步驟133

42繪制加工零件圖134

43工藝分析134

44編程零點的確定136

45工作設定137

46面銑削加工137

47外形粗加工140

48外形精加工146

49鍵槽、環(huán)形槽挖槽加工151

410開放式挖槽加工156

411腰形槽加工159

412鉆中心孔164

413鉆孔165

414操作管理員165

415路徑模擬166

416實體驗證167

417后處理167

418機床加工172

419全圓銑削172

420螺旋銑削172

421中、高級數控考工自動編程注意事項174

單元測試題四175

考點五數控加工仿真系統(tǒng)176

51數控仿真軟件簡介176

52仿真軟件的基本操作176

53機床準備178

531機床選擇178

532激活機床179

533機床回參考點179

534工件的使用180

535選擇刀具183

54手動操作184

541手動/連續(xù)方式184

542手動脈沖方式184

55對刀185

551X、Y軸對刀185

552Z軸對刀187

56數控程序處理189

561導入數控程序189

562數控程序管理190

563編輯程序191

564保存程序192

57程序的運行193

58零件檢測195

581坐標點測量195

582剖面圖測量196

第2篇模擬試題198

數控加工中心（中級）理論模擬試題（一）198

數控加工中心（中級）理論模擬試題（一）參考答案202

數控加工中心（中級）理論模擬試題（二）204

數控加工中心（中級）理論模擬試題（二）參考答案208

數控加工中心（中級）理論模擬試題（三）211

數控加工中心（中級）理論模擬試題（三）參考答案215

數控加工中心（中級）理論模擬試題（四）216

數控加工中心（中級）理論模擬試題（四）參考答案221

數控加工中心（高級）理論模擬試題（一）225

數控加工中心（高級）理論模擬試題（一）參考答案231

數控加工中心（高級）理論模擬試題（二）233

數控加工中心（高級）理論模擬試題（二）參考答案238

數控加工中心（高級）理論模擬試題（三）240

數控加工中心（高級）理論模擬試題（三）參考答案245

數控加工中心（高級）理論模擬試題（四）247

數控加工中心（高級）理論模擬試題（四）參考答案252

數控加工中心(中級)實操模擬試題（一）255

數控加工中心(中級)實操模擬試題（二）256

數控加工中心(中級)實操模擬試題（三）257

數控加工中心(中級)實操模擬試題（四）258

數控加工中心(中級)實操模擬試題（五）259

數控加工中心(中級)實操模擬試題（六）260

數控加工中心(高級)實操模擬試題（一）261

數控加工中心(高級)實操模擬試題（二）262

數控加工中心(高級)實操模擬試題（三）263

數控加工中心(高級)實操模擬試題（四）264

數控加工中心(高級)實操模擬試題（五）265

數控加工中心(高級)實操模擬試題（六）266

數控加工中心(高級)實操模擬試題（七）267

數控加工中心(高級)實操模擬試題（八）268

數控加工中心(高級)實操模擬試題（九）269

數控加工中心(高級)實操模擬試題（十）270

參考文獻271 2100433B