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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）数控机床的坐标轴和运动方向6

（二）绝对坐标系统与相对坐标系统6

第二节 数控加工基础7

一、数控加工的定义及特点7

（一）数控加工的定义7

（二）数控加工的特点8

二、数控加工中常用术语8

（一）两坐标和多坐标加工8

（二）插补9

（三）刀具补偿10

三、数控加工的工艺设计10

（一）数控加工工艺设计的主要内容10

（二）选择并确定零件的数控加工内容10

（三）对零件图纸进行数控加工工艺性分析11

（四）数控加工1艺路线设计11

（五）数控加工工序设计12

（六）数控加工专用技术文件的编写13

第三节 数控程序编制基础14

一、程序编制的内容与步骤14

二、程序编制的代码标准15

三、NC程序的结构17

（一）程序的组成17

（二）程序段格式17

四、NC程序的常用功能字18

（一）准备功能18

（二）坐标功能字19

（三）进给功能字19

（四）主轴功能字19

（五）刀具功能字19

（六）辅助功能字19

第四节 数控加工技术的发展趋势20

本章小结22

习题一22

第二章 数控机床各组成部分的结构及其控制原理24

第一节 计算机数控系统24

一、CNC系统的组成与特点24

二、CNC系统的硬件结构24

（一）大板结构和功能模板结构25

（二）单微处理器结构和多微处理器结构25

三、CNC系统的软件结构26

（一）CNC系统软件的组成26

（二）CNC系统软件的结构27

四、CNC系统的控制原理28

（一）零件程序的输入28

（二）译码28

（三）刀具补偿28

（四）速度控制29

（五）插补计算30

五、典型数控系统33

第二节 数控机床的进给伺服系统36

一、概述36

二、开环和闭环进给伺服系统36

三、CNC进给伺服系统38

四、进给系统的机械传动结构38

（一）滚珠丝杠螺母副39

（二）导轨副40

五、数控机床的位置检测装置42

（一）对位置检测装置的要求42

（二）常用的位置检测装置42

第三节 数控机床的主轴驱动及其机械结构47

一、主轴驱动及其控制47

（一）对主轴驱动的要求47

（二）主轴驱动方式48

（三）主轴调速方法49

二、主传动的机械结构51

第四节 可编程序控制器（PLC）53

一、可编程序控制器工作原理54

二、可编程序控制器的应用56

（一）数控机床使用PLC的类型56

（二）PLC与CNC及机床之间的信息交换56

本章小结57

习题二57

第三章 数控车削加工技术59

第一节 数控车床简介59

一、概述59

（一）数控车床的用途59

（二）数控车床的组成及布局59

（三）数控车床的分类60

二、数控车床的典型结构61

第二节 数控车削的加工工艺与工装64

一、数控车削加工的工艺分析64

（一）加工工序划分64

（二）加工路线的确定64

二、数控车削加工及工装66

（一）夹具的选择、工件装夹方法的确定66

（二）切削用量的确定67

（三）刀具的选择及对刀点、换刀点的确定68

第三节 数控车削的程序编制69

一、数控车床的编程特点69

二、车削数控系统功能70

三、数控车削编程基础72

（一）坐标系统72

（二）对刀问题72

（三）数控车削常用的各种指令73

（四）刀具半径补偿76

（五）固定循环功能77

第四节 数控车削加工实例80

一、数控车床的操作80

二、数控车削实例82

本章小结85

习题三85

第四章 数控铣削加工技术87

第一节 数控铣床简介87

一、分类与结构特点87

（一）按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类87

（二）按数控系统的功能分类88

二、数控铣床的主要功能88

三、主要加工对象90

第二节 数控铣削的加工工艺与工装91

一、选择并确定数控铣削的加工部位及内容91

二、加工信息的读取及工艺性分析91

三、毛坯的选择92

四、加工表面的加工方案93

五、制订工艺路线93

六、数控铣削工序设计94

七、对刀点和换刀点的选择95

八、数控刀具系统96

九、夹具99

十、回转工作台和数控分度头100

十一、量具100

第三节 数控铣削的程序编制101

一、数控铣削编程的基本原理101

二、加工程序代码标准102

三、编程坐标系的选择102

四、刀具补偿的建立、执行与撤消102

（一）刀具半径补偿的建立、执行与撤消102

（二）刀具长度补偿的建立、执行与撤消103

（三）刀具补偿的运用103

五、编程实例104

第四节 数控铣削加工实例105

本章小结107

习题四107

第五章 加工中心加工技术109

第一节 加工中心简介109

一、加工中心的分类与结构特点109

二、加工中心的主要功能111

三、加工中心的主要加工对象112

第二节 加工中心的加工工艺与工装113

一、加工中心的工艺特点113

二、加工中心的工艺路线设计114

三、加工中心的工步设计115

四、工件的定位与装夹115

（一）加工中心定位基准的选择115

（二）加工中心夹具的选择和使用116

（三）确定零件在机床工作台上的最佳位置116

五、加工中心刀具的选用116

六、换刀点120

第三节 加工中心的程序编制120

一、加工中心的编程要求120

二、换刀程序的编制121

三、固定循环指令的编程方法121

第四节 加工中心加工实例125

本章小结127

习题五127

第六章 数控特种加工技术129

第一节 数控电火花成形加工技术129

一、数控电火花成形加工简介129

（一）数控电火花成形加工原理129

（二）数控电火花成形机床的主要组成130

（三）数控电火花成形加工的特点及应用133

二、数控电火花成形加工的一般工艺规律134

（一）影响材料放电腐蚀的主要因素134

（二）影响加工精度的主要因素136

（三）影响电火花加工表面质量的工艺因素136

（四）电极137

三、数控电火花成形加工工艺过程及实例139

（一）电加工工艺参数的选定139

（二）提高加工效率的方法140

（三）加工方式选定140

（四）加工实例140

第二节 数控电火花线切割加工技术141

一、数控电火花线切割加工简介142

（一）数控电火花线切割加工原理142

（二）数控电火花线切割加工机床分类与基本组成142

（三）数控电火花线切割加工的特点和应用范围143

二、数控电火花线切割的工艺与工装144

三、数控电火花线切割机床编程147

（一）3B格式程序编制148

（二）4B格式程序编制149

（三）ISO代码数控程序编制150

（四）程序编制步骤152

四、数控电火花线切割加工实例152

本章小结156

习题六156

第七章 数控自动编程技术158

第一节 数控自动编程概述158

一、自动编程的基本知识158

（一）实现自动编程的环境要求158

（二）自动编程的分类159

（三）自动编程的发展160

二、图形交互式自动编程系统161

第二节 MasterCAM的工作环境161

一、MasterCAM的主要特点与功能161

二、MasterCAM产生NC的工作程序162

三、MasterCAM工作环境162

第三节 2D构图及刀具路径的生成165

一、2D基本几何绘图165

二、几何图形的编辑167

三、2D刀具路径的生成167

（一）2D刀具路径模组及其共同参数167

（二）外形定义171

（三）外形铣削模组171

（四）挖槽模组173

（五）钻孔模组176

（六）刻文字模组178

第四节 相关性应用与后置处理179

一、操作管理179

二、路径转换183

三、刀具路径合并185

四、后置处理185

五、2D自动编程实例186

第五节 3D构图及刀具路径的生成188

一、3D构图基础189

（一）3D几何造型的基本概念189

（二）曲面类型和特征190

二、3D曲面构造与编辑193

（一）利用线框架模型产生昆式曲面模型193

（二）实体构造198

三、3D刀具路径的产生及编辑203

第六节 利用自动编程加工零件综合207

实例207

本章小结209

习题七209

第八章 数控加工应用技术211

第一节 数控机床的维修211

一、数控机床维修概述211

二、数控机床的故障诊断213

（一）故障诊断的一般步骤213

（二）故障诊断的一般方法213

三、数控机床的故障维修217

（一）数控系统的故障维修217

（二）伺服驱动系统的故障维修217

（三）机械系统故障维修218

（四）液压系统故障维修219

（五）压缩空气系统故障处理219

（六）其他系统故障处理220

四、数控机床故障诊断与维修综合实例220

第二节 数控机床的选用222

一、选用依据222

二、选用内容223

三、购置订货时应注意的问题225

第三节 数控机床的安装与调试225

一、安装调试的准备工作226

二、安装调试的配合工作226

三、安装调试的组织工作227

第四节 数控机床的检测、验收与设备管理227

一、数控机床的检测与验收227

二、数控机床的设备管理229

本章小结230

习题八231

参考书目232