数控加工与编程（第三版）（高职 詹华西）

本书是根据中国高等职业技术教育研究会与西安电子科技大学出版社合作成立的“高职高专机电类专业教材编审委员会”审定的教材编写大纲组织编写的。

本书于2004年1月推出第一版，2007年7月推出修订后的第二版。该书出版以来一直深受广大读者的欢迎，对于读者的支持，编者在此深表感谢。

由于数控加工技术的发展，需要不断地对知识和技能进行更新，编者在第二版的基础上进行了本次修订。本书面向机电类相关专业，以了解和掌握数控加工综合技术为宗旨，修订后的第三版保持了已有版本对知识内容编排的特色，在章节结构上并未做较大调整，主要从以下几方面进行了修改和补充：

(1) 就每章中相关知识内容进行了适当的更新，对已有编程指令功能的用法进行了完善，并介绍了相关数控系统的部分新增功能。

(2) 在手工及自动编程方面对多轴加工技术进行了拓展，增加了部分五轴加工的编程应用知识。

(3) 对自动编程章节进行了较大的更新，将Master CAM V9版相关知识更新到了X3版。

希望修订后的第三版会更加符合读者的需要。

参加本书编写的有：黄堂芳(第1章)、江洁(第2章)、王军(第3章)、詹华西(第4、5章及附录)、李艳华(第6章)。全书由詹华西任主编并负责统稿，李艳华、黄堂芳任副主编。

限于编者的水平和经验，书中难免存在一些不足或错误，恳请读者批评指正。

编 者

2013年8月

第1章 数控加工实用基础 1

　1.1 数控加工概述 1

　　1.1.1 数控加工原理和特点 1

　　1.1.2 数控加工常用术语 2

　　1.1.3 数控加工技术的发展 4

　1.2 数控系统控制原理 6

　　1.2.1 CNC硬件组成与控制原理 6

　　1.2.2 CNC系统的软件结构 8

　　1.2.3 插补原理 9

　　1.2.4 典型数控系统 11

　1.3 数控机床及其坐标系统 13

　　1.3.1 数控机床及其分类 13

　　1.3.2 数控机床的进给伺服系统 15

　　1.3.3 数控机床的主轴驱动 16

　　1.3.4 数控机床的坐标轴与运动方向 18

　　1.3.5 机床原点、参考点和工件原点 20

　　1.3.6 绝对坐标编程和相对坐标编程 21

　1.4 数控编程基础 22

　　1.4.1 数控加工程序的格式 22

　　1.4.2 程序编制的过程及方法 24

　　1.4.3 程序传送的载体 24

　1.5 数控加工的工艺处理 26

　　1.5.1 数控加工零件及加工方法的选定 26

　　1.5.2 加工工序的划分 27

　　1.5.3 工件的安装与夹具的选择 28

　　1.5.4 对刀点与换刀点的确定 29

　　1.5.5 加工路线的确定 30

　　1.5.6 刀具与切削用量的选择 33

　1.6 数控加工的工艺指令和工艺文件 37

　　1.6.1 程序中常用的工艺指令 37

　　1.6.2 数控加工的工艺文件 38

　思考与练习题 41

第2章 数控车床的操作与编程 43

　2.1 数控车床及其组成 43

　　2.1.1 数控车床的类型及基本组成 43

　　2.1.2 数控车床的传动及速度控制 44

　　2.1.3 数控车床的控制面板及其功能 46

　　2.1.4 控制软件界面和菜单结构 46

　2.2 数控车床的位置调整与坐标系的设定 47

　　2.2.1 手动位置调整及MDI操作 47

　　2.2.2 数控车床坐标系统的设定 50

　　2.2.3 刀具装夹与对刀调整 54

　2.3 基本编程指令与程序调试 56

　　2.3.1 程序中用到的各功能字 56

　　2.3.2 车床的编程方式 57

　　2.3.3 基本编程指令 58

　　2.3.4 编程实例 60

　　2.3.5 程序输入及上机调试 61

　2.4 车削循环程序编写与调试 62

　　2.4.1 简单车削循环 63

　　2.4.2 粗车复合循环程序 65

　　2.4.3 上机编程实例 67

　2.5 螺纹车削程序的编写与调试 69

　　2.5.1 基本螺纹车削指令G32 69

　　2.5.2 螺纹车削的简单固定循环G82 73

　　2.5.3 车螺纹复合循环 G76 74

　　2.5.4 标准管螺纹及其加工编程 75

　　2.5.5 程序调试说明 76

　2.6 刀具补偿与换刀程序的处理 77

　　2.6.1 刀具的几何补偿和磨损补偿 77

　　2.6.2 刀尖半径补偿 78

　　2.6.3 多把刀具的对刀 82

　　2.6.4 换刀程序的编写与上机调试 83

　2.7 综合车削技术 86

　　2.7.1 子程序调用 86

　　2.7.2 程序的单段、跳段和空运行 87

　　2.7.3 切槽和钻孔的处理 87

　　2.7.4 综合加工应用实例 89

思考与练习题 94

第3章 数控铣床的操作与编程 97

　3.1 数控铣床及其组成 97

　　3.1.1 数控铣床的类型及基本组成 97

　　3.1.2 数控铣床的传动及速度控制 98

　　3.1.3 操作面板及其基本控制功能 100

　　3.1.4 控制软件界面与菜单结构 102

　3.2 对刀调整及坐标系设定 102

　　3.2.1 数控铣床的位置调整 103

　　3.2.2 机床坐标系统的设定 104

　　3.2.3 钻铣用刀具及对刀 106

　3.3 基本功能指令与程序调试 111

　　3.3.1 程序中用到的各功能字 111

　　3.3.2 直线和圆弧插补指令 112

　　3.3.3 其他常用指令 114

　　3.3.4 编程实例与上机调试 116

　3.4 刀具补偿及程序调试 121

　　3.4.1 刀具半径补偿 121

　　3.4.2 刀具长度补偿 125

　　3.4.3 刀具数据库的设置 127

　　3.4.4 刀补程序的编写与上机调试 128

　3.5 综合铣削加工技术 130

　　3.5.1 子程序及其调用 130

　　3.5.2 缩放、镜像和旋转程序指令 132

　　3.5.3 综合加工应用实例 134

　　3.5.4 加工进程控制 137

　思考与练习题 138

第4章 加工中心的操作与编程 142

　4.1 数控加工中心及其组成 142

　　4.1.1 加工中心的类型及其组成 142

　　4.1.2 加工中心的自动换刀装置 144

　　4.1.3 机床技术规格及其功能 148

　4.2 机床控制面板及其操作 149

　　4.2.1 数控操作面板 149

　　4.2.2 手动操作面板 150

　　4.2.3 基本操作方法 152

　4.3 加工中心的工艺准备 154

　　4.3.1 加工中心的工艺特点 154

　　4.3.2 刀具及刀库数据设置 155

　　4.3.3 机床及工件的坐标系统 157

　4.4 加工中心编程与上机调试 158

　　4.4.1 基本程序指令 158

　　4.4.2 自动换刀程序的编写 163

　　4.4.3 程序输入与上机调试 166

　　4.4.4 加工中心的编程与调试要点 168

　4.5 钻、镗固定循环及程序调试 169

　　4.5.1 钻、镗固定循环的实现 169

　　4.5.2 点位加工编程实例与调试 173

　4.6 多轴数控加工技术 174

　　4.6.1 多轴加工机床及其特点 174

　　4.6.2 四轴数控加工的编程 177

　　4.6.3 五轴加工的编程 180

　　4.6.4 四轴加工中心的操作 183

　思考与练习题 185

第5章 宏编程技术及其应用 188

　5.1 宏编程技术规则 188

　　5.1.1 宏编程的概念 188

　　5.1.2 宏编程的技术规则 188

　　5.1.3 宏编程的数学基础 190

　5.2 车削宏编程技术及其应用 193

　　5.2.1 车削加工的宏编程技术 193

　　5.2.2 车削宏编程的基本示例 193

　　5.2.3 宏编程的子程序调用及传值 196

　　5.2.4 弧面螺旋线加工的宏编程应用 198

　5.3 铣削宏编程技术及其应用 200

　　5.3.1 铣削加工的宏编程技术 200

　　5.3.2 铣削加工动态刀补的实现 200

　　5.3.3 均布孔加工的宏编程实例 203

　　5.3.4 空间轨迹的宏编程加工 206

　5.4 系统编程指令功能扩展的宏实现 208

　　5.4.1 编程指令功能扩展的对象 208

　　5.4.2 扩展编程的技术基础 210

　　5.4.3 编程指令功能扩展示例 212

　　5.4.4 刀具寿命管理的宏应用 221

　思考与练习题 223

第6章 微机自动编程与应用 225

　6.1 自动编程概述 225

　　6.1.1 自动编程原理及类型 225

　　6.1.2 Master CAM软件系统概述 226

　6.2 零件基本几何图形的绘制 229

　　6.2.1 基本线圆定义 229

　　6.2.2 图形修整与变换 233

　6.3 空间立体图形的绘制 236

　　6.3.1 构图平面与工作深度 236

　　6.3.2 3D线架结构和曲面模型 237

　　6.3.3 实体模型 241

　6.4 CAM基础 241

　　6.4.1 刀具平面及工作坐标系的设定 241

　　6.4.2 共同的刀具参数设置 242

　6.5 2D刀?路?定?义 244

　　6.5.1 外形铣削 244

　　6.5.2 挖槽加工 246

　　6.5.3 钻孔加工 248

　　6.5.4 铣平面 249

　　6.5.5 2D加工实例 249

　6.6 3D曲面加工刀路 252

　　6.6.1 基本概念 252

　　6.6.2 曲面粗加工 253

　　6.6.3 曲面精加工 255

　　6.6.4 线框模型和实体模型刀路 257

　6.7 多轴加工刀路 257

　　6.7.1 四轴加工刀路 257

　　6.7.2 五轴加工刀路 259

　6.8 后置处理 260

　　6.8.1 刀路加工的仿真检查 260

　　6.8.2 刀具路径的编辑(Edit NCI) 263

　　6.8.3 工件材质设定(Material) 264

　　6.8.4 后置处理(Post Proc) 265

　　6.8.5 数据传送与DNC加工 266

　6.9 车削自动编程系统简介 268

　　6.9.1 车削零件图形的生成 268

　　6.9.2 车削刀路的定义 269

　　6.9.3 车削程序的生成 273

　思考与练习题 273

附录A 数控操作工职业资格鉴定要求 277

附录B HNC-22T/M控制软件菜单 290

附录C TSG工具系统 291

参考文献 292