数控加工技术（第三版）

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）数控机床的坐标轴与运动方向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、数控加工的定义与特点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）两坐标加工与多坐标加工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）数控加工的工序设计14
（六）数控加工主要工艺文件的编写15
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18
三、NC程序的结构20
（一）程序的组成20
（二）程序段格式21
四、NC程序的常用功能字21
（一）准备功能21
（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)大板结构与功能模板结构29
(二)单微处理器结构与多微处理器结构29
三、CNC系统的软件的组成与结构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34
五、典型数控系统37
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40
(一)旋转变压器的结构与工作原理40
(二)旋转变压器的应用42
三、感应同步器42
(一)感应同步器的结构与工作原理42
(二)感应同步器的工作方式43
四、光栅44
五、脉冲编码器45
(一)绝对式编码器45
(二)增量式脉冲编码器46
第三节数控机床的进给伺服系统47
一、概述47
二、开环进给伺服系统与闭环进给伺服系统47
三、CNC进给伺服系统49
四、进给系统的机械传动结构50
(一)滚珠丝杠螺母副50
(二)导轨副52
第四节数控机床的主轴驱动及其机械结构53
一、主轴驱动及其控制53
(一)对主轴驱动的要求53
(二)主轴驱动方式54
(三)主轴调速方法54
二、主传动的机械结构57
第五节可编程控制器(PLC)59
一、PLC的组成、特点与工作原理59
二、PLC的应用61
(一)数控机床使用PLC的类型61
(二)PLC与CNC及机床之间的信息交换62
本章小结62
习题二63
第三章数控车削加工技术64
第一节数控车床简介64
一、概述64
(一)数控车床的用途64
(二)数控车床的组成、特点与布局64
(三)数控车床的分类66
二、数控车床的典型结构66
第二节数控车削的加工工艺与工装70
一、数控车削加工的工艺分析70
(一)加工工序划分70
(二)加工路线的确定70
二、数控车削加工与工装72
(一)夹具的选择、工件装夹方法的确定72
(二)切削用量的确定72
(三)刀具的选择与对刀点、换刀点的确定74
第三节数控车削的程序编制75
一、数控车床的编程特点75
二、车削数控系统功能76
三、数控车削编程基础78
(一)坐标系统78
(二)对刀问题78
(三)数控车削常用的各种指令79
(四)刀具半径补偿功能82
(五)车削加工循环功能83
(六)利用子程序编程86
(七)利用宏指令编程87
第四节数控车削加工实例88
一、数控车床的操作88
二、数控车削实例90
本章小结93
习题三93
第四章数控铣削加工技术95
第一节数控铣床简介95
一、数控铣床的分类与结构特点95
(一)按机床主轴的布置形式与机床的布局特点分类95
(二)按数控系统的功能分类96
二、数控铣床的主要功能96
三、数控铣床主要加工对象98
第二节数控铣削的加工工艺与工装99
一、选择并确定数控铣削的加工部位与内容99
二、加工信息的读取与工艺性分析99
三、毛坯的选择100
四、加工表面的加工方案101
五、制订工艺路线101
六、数控铣削工序设计102
七、对刀点与换刀点的选择103
八、数控刀具系统104
九、夹具107
十、数控回转工作台与数控分度头108
十一、量具109
第三节数控铣削的程序编制109
一、数控铣削编程的特点109
二、加工程序代码标准110
三、数控铣床坐标系与工件坐标系设定110
(一)数控铣床坐标系110
(二)工件坐标系设定110
四、刀具补偿111
(一)刀具半径补偿112
(二)刀具长度补偿112
(三)刀具补偿的运用113
五、编程实例113
第四节数控铣削加工实例116
本章小结119
习题四119
第五章加工中心加工技术121
第一节加工中心简介121
一、加工中心的分类与结构特点121
二、加工中心的主要功能123
三、加工中心的主要加工对象123
第二节加工中心的加工工艺与工装125
一、加工中心的工艺特点125
二、加工中心的工艺路线设计125
三、加工中心的工步设计126
四、工件的定位与装夹127
(一)加工中心定位基准的选择127
(二)加工中心夹具的选择与使用127
(三)确定零件在机床工作台上的最佳位置128
五、加工中心刀具的选用128
六、换刀点132
第三节加工中心的程序编制132
一、加工中心的编程要求132
二、换刀程序的编制132
三、固定循环功能133
第四节加工中心加工实例138
本章小结142
习题五142
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)数控电火花成形加工机床的主要组成144
(二)数控电火花成形加工的原理147
(三)数控电火花成形加工的特点与应用149
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151
(三)影响电火花成形加工表面质量的工艺因素152
(四)电极152
三、数控电火花成形加工工艺过程与实例155
(一)电火花成形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的原理157
(二)数控电火花线切割加工机床的分类与基本组成157
(三)数控电火花线切割加工的特点与应用范围159
二、数控电火花线切割加工的工艺与工装160
三、数控电火花线切割加工机床编程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166
(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172
习题六172
第七章数控自动编程技术174
第一节数控自动编程概述174
一、自动编程的基本知识174
(一)实现自动编程的环境要求174
(二)自动编程的分类175
(三)自动编程的发展176
二、图形交互式自动编程系统177
第二节MasterCAM的工作环境177
一、MasterCAM的主要特点与功能177
二、MasterCAM产生NC的工作程序178
三、MasterCAM工作环境178
第三节2D构图与刀具路径的生成181
一、2D基本几何绘图181
二、几何图形的编辑183
三、2D刀具路径的生成183
(一)2D刀具路径模组及其共同参数183
（二）外形定义187
（三）外形铣削模组187
（四）挖槽模组189
（五）钻孔模组192
（六）刻文字模组194
第四节相关性应用与后置处理195
一、操作管理195
二、路径转换199
三、刀具路径合并201
四、后置处理201
五、2D自动编程实例202
第五节3D构图与刀具路径的生成204
一、3D构图基础205
（一）3D几何造型的基本概念205
（二）曲面类型与特征207
二、3D曲面构造与编辑210
三、3D刀具路径的产生与编辑214
第六节利用自动编程加工零件综合实例218
本章小结221
习题七222
第八章数控加工应用技术224
第一节数控机床的选用224
一、选用依据224
二、选用内容225
三、购置订货时应注意的问题227
第二节数控机床的安装与调试227
一、安装调试的准备工作227
二、安装调试的配合工作228
三、安装调试的组织工作229
第三节数控机床的检测、验收与设备管理229
一、数控机床的检测与验收229
二、数控机床的设备管理231
第四节数控机床的维修232
一、数控机床维修概述232
二、数控机床的故障诊断234
(一)故障诊断的一般步骤234
(二)故障诊断的一般方法234
三、数控机床的故障维修238
(一)数控系统的故障维修238
(二)伺服驱动系统的故障维修238
(三)机械系统故障维修239
(四)液压系统故障维修240
(五)压缩空气系统故障维修240
(六)其他系统故障维修241
四、数控机床故障诊断与维修综合实例241
本章小结243
习题八244
参考文献245