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第1篇 数控加工技术基础与数控机床编程、操作及维护第1章 数控加工技术与数控编程基础2

1.1 数控加工技术简介2

1.1.1 数控技术的基本概念2

1.1.2 数控加工技术3

1.1.3 数控加工技术在机械制造业中的地位及应用4

1.2 数控机床的组成和加工特点4

1.2.1 数控机床的组成4

1.2.2 数控机床的加工特点5

1.3 数控机床的工作原理7

1.3.1 数控机床加工零件的基本工作过程7

1.3.2 数控机床的工作原理8

1.4 数控机床分类及应用范围9

1.4.1 按运动轨迹控制方式分类9

1.4.2 按伺服系统类型分类11

1.4.3 按加工工艺方法分类12

1.4.4 按功能水平分类12

1.4.5 数控机床应用范围13

1.5 数控机床的坐标系与常见数控机床及数控系统简介13

1.5.1 数控机床的坐标系及坐标轴方向的确定13

1.5.2 常见数控机床简介19

1.5.3 常见数控系统简介25

1.5.4 数控机床的主要性能指标27

1.6 数控加工编程概述29

1.6.1 数控编程的概念29

1.6.2 数控编程的内容和步骤29

1.6.3 数控编程的方法31

1.7 数控加工程序的组成与数控系统指令代码简介32

1.7.1 数控加工程序的组成与程序段格式32

1.7.2 准备功能指令与辅助功能指令简介34

1.8 数控技术与数控机床的发展趋势39

思考题与习题41

第2章 数控机床典型机械结构简介43

2.1 数控机床典型机械结构概述43

2.1.1 数控机床机械结构组成43

2.1.2 数控机床机械结构特点44

2.2 数控机床的总体布局45

2.2.1 数控车床的布局形式45

2.2.2 数控铣床和加工中心的布局形式47

2.3 数控机床的主传动系统50

2.3.1 数控机床主传动系统的特点50

2.3.2 数控机床的主传动系统50

2.3.3 数控机床的主轴部件52

2.4 数控机床的进给传动系统55

2.4.1 数控机床进给传动的特点55

2.4.2 滚珠丝杠螺母副55

2.4.3 进给系统传动间隙的消除60

2.5 数控机床的导轨63

2.5.1 滚动导轨63

2.5.2 静压导轨65

2.5.3 塑料滑动导轨65

2.6 数控机床的自动换刀装置67

2.6.1 回转刀架换刀装置67

2.6.2 多主轴转塔头换刀装置67

2.6.3 刀库-机械手自动换刀系统68

2.7 数控机床的回转工作台70

2.7.1 数控回转工作台70

2.7.2 分度工作台73

2.8 数控机床的主要辅助装置74

思考题与习题75

第3章 数控加工工艺设计76

3.1 数控加工工艺概述76

3.1.1 数控加工工艺概述76

3.1.2 数控加工工艺的特点76

3.1.3 数控加工工艺方案设计的主要内容77

3.2 数控加工工艺设计80

3.2.1 零件数控加工工艺性分析80

3.2.2 数控加工工艺路线设计83

3.3 数控加工工艺文件的编制92

3.4 数控加工工艺设计实例93

3.4.1 数控车削加工工艺分析实例93

3.4.2 数控铣削加工工艺分析实例96

3.5 数控加工编程中的数值计算98

3.6 数控加工刀具的选择100

3.6.1 数控机床刀具概述100

3.6.2 数控车削刀具的选择101

3.6.3 数控铣削与加工中心刀具的选择104

3.6.4 对刀装备的选择113

3.7 数控加工切削用量的选择116

3.7.1 数控加工切削用量选择原则116

3.7.2 数控车削切削用量选择116

3.7.3 数控铣削切削用量选择118

3.8 数控机床上工件的装夹方式121

3.8.1 工件装夹方式与夹具的选择121

3.8.2 数控车床夹具和数控车削工件的装夹方式122

3.8.3 数控铣床与加工中心常用夹具126

3.9 数控电火花线切割机床加工的工艺过程129

3.9.1 线切割加工工艺分析130

3.9.2 工件的装夹与找正138

思考题与习题139

第4章 数控车床编程与操作141

4.1 数控车床编程特点141

4.2 数控车床基本指令编程方法142

4.2.1 M、F、S、T功能142

4.2.2 工件坐标系选择与设定指令144

4.2.3 尺寸系统145

4.2.4 快速定位与插补功能指令147

4.2.5 刀具补偿功能152

4.2.6 固定循环功能155

4.2.7 螺纹加工167

4.2.8 子程序174

4.3 数控车床编程实例176

4.4 数控车床操作181

4.4.1 FANUC Oi系统数控车床面板介绍182

4.4.2 FANUC Oi系统数控车床基本操作188

4.4.3 FANUC Oi系统数控车床对刀操作方法和步骤195

4.4.4 数控车床安全操作规程199

思考题与习题200

第5章 数控铣床编程与操作202

5.1 数控铣床编程特点202

5.2 数控铣床基本指令编程方法202

5.2.1 M、F、S、T、D、H功能203

5.2.2 工件坐标系选择与设定指令204

5.2.3 尺寸系统206

5.2.4 平面选择指令（G17、G18、G19）207

5.2.5 快速定位与插补功能指令208

5.2.6 刀具补偿功能213

5.2.7 坐标系转换指令218

5.2.8 子程序226

5.2.9 固定循环指令228

5.3 数控铣床编程实例236

5.4 数控铣床操作244

5.4.1 FANUC Oi系统数控铣床面板介绍244

5.4.2 FANUC Oi系统数控铣床的基本操作248

5.4.3 FANUC Oi系统数控铣床对刀操作方法和步骤251

5.4.4 数控铣床安全操作规程252

思考题与习题254

第6章 加工中心编程与操作256

6.1 加工中心编程特点256

6.2 加工中心基本指令编程方法257

6.2.1 系统功能介绍257

6.2.2 工件坐标系设定262

6.2.3 尺寸系统264

6.2.4 平面选择指令（G17、G18、G19）266

6.2.5 坐标轴运动指令268

6.2.6 刀具补偿功能272

6.2.7 坐标系转换指令276

6.2.8 子程序282

6.2.9 固定循环指令284

6.3 加工中心编程实例290

6.4 加工中心操作292

6.4.1 SINUMERIK 802D系统加工中心的面板介绍292

6.4.2 SINUMERIK 802D系统加工中心的基本操作295

6.4.3 加工中心安全操作规程309

思考题与习题311

第7章 数控电火花线切割机床加工编程与操作314

7.1 数控电火花线切割机床加工的特点与工作原理314

7.1.1 数控电火花线切割机床的工作原理314

7.1.2 数控电火花线切割机床的类型315

7.1.3 数控电火花线切割机床的基本组成317

7.1.4 数控电火花线切割机床加工的特点与应用324

7.2 数控电火花线切割机床程序编制的基本方法326

7.2.1 3B格式（无间隙补偿）编程方法326

7.2.2 4B格式（间隙补偿）编程方法332

7.2.3 国际标准格式（ISO格式）编程方法335

7.3 数控电火花线切割机床编程实例344

7.3.1 数控电火花线切割机床手工编程步骤344

7.3.2 数控电火花线切割加工ISO指令编程典型实例345

7.3.3 数控电火花线切割机床编程综合实例347

7.4 数控电火花线切割机床的基本操作350

7.4.1 数控电火花线切割机床的基本操作350

7.4.2 数控电火花线切割机床的安全操作规程353

思考题与习题355

第8章 数控机床的选型、维护与维修358

8.1 数控机床的选型358

8.1.1 典型零件的确定358

8.1.2 数控机床规格的选择359

8.1.3 数控机床精度的选择359

8.1.4 数控系统的选择360

8.1.5 自动换刀装置与刀库容量的选择360

8.2 数控机床的安装、调试与验收361

8.2.1 数控机床的安装与调试361

8.2.2 数控机床的验收363

8.3 数控机床的使用管理与保养366

8.3.1 数控机床的使用管理366

8.3.2 数控机床的保养366

8.4 数控机床常见故障诊断及维修370

8.4.1 数控机床常用故障检测仪器370

8.4.2 数控机床的故障检查方法372

8.4.3 故障自诊断技术373

8.4.4 主要机械部件的故障诊断与排除375

8.4.5 数控装置的故障诊断与排除380

8.4.6 伺服系统故障诊断与排除383

8.5 数控系统故障诊断与排除实例389

思考题与习题392

第2篇 数控加工自动编程394

第1章 数控加工自动编程概述394

1.1 数控加工自动编程过程394

1.2 常见数控加工自动编程软件简介396

思考题与习题399

第2章 MasterCAM基础知识400

2.1 MasterCAM工作界面400

2.2 MasterCAM系统运行环境基本设置403

2.3 利用MasterCAM进行自动编程引例406

思考题与习题413

第3章 MasterCAM二维图形构建与二维零件加工414

3.1 二维几何图形的绘制功能414

3.2 二维几何图形的编辑功能414

3.3 二维几何图形构建实例415

3.4 二维零件数控加工程序的生成方法及实例418

思考题与习题427

第4章 MasterCAM构建三维曲面零件430

4.1 图形视角与构图平面430

4.2 构图平面与构图深度（Z）431

4.3 线框模型构建三维曲面432

4.4 三维曲面的编辑443

4.5 综合应用举例448

思考题与习题452

第5章 MasterCAM实体造型456

5.1 挤出实体456

5.2 旋转实体458

5.3 扫描实体459

5.4 举升实体460

5.5 实体编辑461

5.6 布尔运算465

5.7 实体管理466

5.8 综合应用举例467

思考题与习题470

第6章 MasterCAM三维曲面／实体零件加工472

6.1 三维曲面／实体零件加工类型及方式472

6.2 三维曲面／实体零件加工参数的选择477

6.3 三维曲面／实体零件加工实例478

思考题与习题493

第7章 其他CAD/CAM软件二维与三维零件加工495

7.1 Unigraphics(UG)NX软件二维与三维零件加工495

7.2 Pro/Engineer（Pro/E）软件二维与三维零件加工508

7.3 CAXA软件二维与三维零件加工524

思考题与习题536

参考文献539