本書根據(jù)職業(yè)院校五軸數(shù)控技術人才培養(yǎng)課程體系編寫，全書共分六章。內容包括五軸加工技術基礎、五軸聯(lián)動加工中心操作基礎、五軸加工中心的操作基礎編程、VERICUT五軸加工仿真與檢查、箱體零件五軸加工工作案例、含葉輪特征零件的五軸加工工作案例。本書在介紹五軸加工相關技術的基礎上，主要針對JT-GL8-V雙擺臺五軸聯(lián)動加工中心，結合HNC-848多軸數(shù)控系統(tǒng)的編程規(guī)則、五軸CAMCAM編程的技術應用而編寫。
數(shù)控機床是制造業(yè)的“工作母機”，而以五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)為代表的高性能數(shù)控系統(tǒng)則是機床裝備的“大腦”，是我國發(fā)展高端制造裝備的基礎，代表了國家制造業(yè)的核心競爭力。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床是整體葉輪、葉片、螺旋槳、環(huán)面凸輪、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等零件的唯一加工手段。五軸聯(lián)動數(shù)控機床對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等行業(yè)，有著舉足輕重的影響。目前，我國使用的五軸聯(lián)動機床絕大部分從國外進口，并且受到國外廠家的監(jiān)控。
隨著我國裝備制造業(yè)向數(shù)控化、智能化方向發(fā)展，高端的五軸數(shù)控機床將越來越“平民化”，其應用領域不再主要是航空、航天等國防軍工領域，而在新能源汽車、模具、醫(yī)療等領域的使用也越來越多。例如，僅新能源汽車渦輪增壓器葉輪銑削加工方面，2015年全球市場就達60億元人民幣。
近幾年來，我國制造業(yè)面臨產業(yè)升級及產業(yè)結構調整的壓力，高端數(shù)控加工技術，特別是四軸、五軸聯(lián)動數(shù)控加工技術迅猛發(fā)展，相應的技術人才日趨緊張。據(jù)上海人才中心統(tǒng)計，高端數(shù)控加工技術人員的收入超過普通數(shù)控操作工收入的2倍，部分企業(yè)五軸數(shù)控銑工的平均月工資達6000元，供需比達到1∶20，許多企業(yè)甚至開出30萬元的年薪招聘五軸數(shù)控技術人才。教育部、人力資源和社會保障部、工業(yè)和信息化部于2016年12月聯(lián)合發(fā)布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預測，在高檔數(shù)控機床和機器人領域，2020年人才缺口300萬，2025年人才缺口450萬。這進一步說明，我國五軸數(shù)控技術人才的缺口很大。國以才立，業(yè)以才興，縱觀世界工業(yè)發(fā)展史，但凡工業(yè)強國，都擁有大量技能人才。實現(xiàn)從“中國制造”到“中國智造”的跨越，高級技能人才不可或缺。
目前，普通高校及職業(yè)院校有關數(shù)控技術及數(shù)控加工的教學及實訓課程中較少涉及五軸聯(lián)動的內容，缺乏相應的教材，這已嚴重影響了我國對國產五軸數(shù)控設備的研制和應用。在此背景下，武漢華中數(shù)控股份有限公司（簡稱“華中數(shù)控”）與專業(yè)出版社合作，組織五軸數(shù)控加工領域的數(shù)十位企業(yè)專家和教學專家，進行了多次調研和研討，探討研發(fā)五軸數(shù)控高職人才培養(yǎng)方案和高職五軸數(shù)控專業(yè)建設標準、課程建設標準，完成了五軸應用編程等方面的實際加工測試，并在此基礎上完成了本套教材的開發(fā)與編寫。
本套教材具有以下鮮明的特點。
原創(chuàng)性強。目前，我國中、高職院校缺少五軸數(shù)控技術相關專業(yè)的整套教學用書。本套教材覆蓋面廣，首創(chuàng)性強，可以有效支持職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)的轉型升級。
配套齊全。本套教材有較強的教學實踐基礎，華中數(shù)控成立以來就把教育教學當作重要的業(yè)務板塊和社會責任，先后舉辦了數(shù)十場師資培訓和骨干師資培訓班，以及教育部、行業(yè)和省等各種級別的五軸數(shù)控大賽，并為五軸數(shù)控加工技術相關課程開發(fā)了在線平臺和教學資源庫，以提供五軸數(shù)控教學的重難點講解微課和PPT、動畫、案例等素材。
實踐性強。本套教材實踐性強、涵蓋面廣，囊括五軸加工過程中的基礎操作與編程、加工工藝與實訓等。本套教材深刻落實理實一體化教學理念，把導、學、教、做、評等環(huán)節(jié)有機地結合在一起，以“弱化理論、強化實操”和“實用、夠用”為目的，強化對學生實操能力的培養(yǎng)，讓學生在“做中學、學中做”，符合當前職業(yè)教育改革與發(fā)展的精神和要求。
最后，參與本套教材開發(fā)的有院校教師、行業(yè)與企業(yè)專家、企業(yè)第一線應用技術人員，他們有著豐富的五軸數(shù)控技術實踐經驗和教學培訓經驗。我堅信，在眾多有識之士的努力下，本套教材的功效一定會得以彰顯，為我國五軸數(shù)控機床的人才培養(yǎng)貢獻力量。
“長江學者獎勵計劃”特聘教授華中科技大學常務副校長華中科技大學教授、博導近年來，隨著五軸數(shù)控機床的應用越來越廣泛，對五軸數(shù)控人才的需求也越來越大。為了滿足五軸數(shù)控人才培養(yǎng)的需要，武漢華中數(shù)控股份有限公司組織五軸數(shù)控加工領域的企業(yè)和教學專家編寫了本書。
本書針對已具備數(shù)控車銑加工專業(yè)知識和技能的學習者，從五軸加工基礎編程規(guī)則著手，通過介紹使用CAM軟件實施五軸加工的刀路設計、NC程序輸出及其仿真驗證、五軸聯(lián)動加工中心的操作等知識，以及零件多軸綜合加工工作案例，指導學習者學習五軸加工相關應用技術。
全書共分六章：第一章為五軸加工技術基礎，主要介紹各類五軸機床及其加工工藝基礎；第二章為五軸聯(lián)動加工中心操作基礎，主要介紹JTGL8V五軸聯(lián)動加工中心的軟硬件結構及基本操作方法；第三章為五軸加工基礎編程，主要介紹五軸手工編程及CAM編程技術；第四章為VERICUT五軸加工仿真與檢查，主要介紹VERICUT多軸加工仿真軟件的功能及基本用法；第五、六章為零件五軸加工的工作案例，通過涵蓋五軸定向、線廓及曲面等多種五軸加工方法的綜合加工實例，介紹從CAM編程及NC輸出、仿真檢查到機床操作加工實踐的具體工作過程。
本書由詹華西、江潔、劉懷蘭任主編并負責統(tǒng)稿。江潔編寫了第一章第一、二節(jié)和第三章第一、二節(jié)，劉懷蘭、金磊編寫了第一章第三、四節(jié)，孫海亮、肖明編寫了第二章第一至第三節(jié)，楊進、楊冰峰編寫了第三章第三、四節(jié)和第六章第一、二節(jié)，劉尊紅編寫了第五章第一、二節(jié)和第六節(jié)，詹華西編寫了第二章第四、五節(jié)、第四章、第五章第三至第五節(jié)、第六章第三、四節(jié)。
限于作者的水平和經驗，書中難免存在一些錯誤，懇請讀者批評指正。
編者序
前言
第一章五軸加工技術基礎1
第一節(jié)五軸機床及五軸聯(lián)動加工1
一、五軸機床的結構模式與類別1
二、五軸聯(lián)動加工的特點2
三、五軸機床對零件加工的適應性3
第二節(jié)五軸加工的工藝基礎4
一、五軸加工的夾具及裝夾方法4
二、五軸高速加工的刀具系統(tǒng)6
三、五軸加工的工藝特點8
第三節(jié)五軸加工的技術支持11
一、五軸加工的技術流程11
二、五軸加工編程的CAM軟件及基本要求12
三、五軸CAM的后置處理13
四、基于NC的仿真檢查14
第四節(jié)五軸加工的應用領域及其發(fā)展趨勢18
一、五軸加工的應用領域18
二、五軸加工技術的發(fā)展趨勢19
思考與練習題20
第二章五軸聯(lián)動加工中心操作基礎22
第一節(jié)JTGL8V五軸聯(lián)動加工中心的基本構成22
一、機床五軸聯(lián)動模式及運動的實現(xiàn)22
二、主軸系統(tǒng)及ATC系統(tǒng)的構成特點24
三、進給驅動系統(tǒng)的構成特點25
第二節(jié)HNC848數(shù)控系統(tǒng)及其控制功能25
一、 HNC848數(shù)控系統(tǒng)的組成與控制原理25
二、軟件系統(tǒng)結構及其基本控制功能27
三、五軸控制功能特點及編程支持29
第三節(jié)JTGL8V五軸聯(lián)動加工中心的面板及基本操作34
一、數(shù)控系統(tǒng)軟件界面與菜單項功能34
二、操作面板及其基本操控功能36
三、基本操作方法39
第四節(jié)RTCP操作及功能測試41
一、RTCP功能的含義41
二、機床RTCP結構參數(shù)的標定42
三、 RTCP功能的手動測試44
第五節(jié)常見警示故障的處置及機床維護45
一、機床使用中的故障警示及其診斷45
二、常見警示故障及其處置49
三、數(shù)控機床的日常維護和保養(yǎng)51
思考與練習題52
第三章五軸加工基礎編程54
第一節(jié)HNC848M多軸數(shù)控系統(tǒng)的編程規(guī)則54
一、 HNC848M的基本編程指令功能54
二、多軸加工的指令編程規(guī)則55
第二節(jié)五軸點位加工的手工編程66
一、雙擺臺五軸加工模式的編程66
二、雙擺頭五軸加工模式的編程70
第三節(jié)五軸加工的CAM刀路設計75
一、五軸鉆孔點位加工的刀路設計75
二、五軸線廓加工的刀路設計76
三、五軸曲面加工的刀路設計77
第四節(jié)多軸加工的CAM后置設置79
一、Cimatron的后置處理器79
二、多軸機床特征參數(shù)的設置79
三、后置NC輸出結果的基本辨識81
思考與練習題85
第四章VERICUT五軸加工仿真與檢查87
第一節(jié)VERICUT數(shù)控仿真基本環(huán)境的構建87
一、選用加工機床模型及控制系統(tǒng)87
二、添加夾具和毛坯附屬組件89
三、調入加工刀路或加工程序90
四、配置加工用刀具庫90
第二節(jié)VERICUT數(shù)控仿真加工的過程控制91
一、對刀及坐標系偏置關系的設置91
二、 MDI運動測試92
三、仿真加工過程監(jiān)控92
四、多工位加工仿真的設置94
第三節(jié)加工仿真的碰撞檢查與切削優(yōu)化95
一、機床坐標軸行程范圍的設置95
二、碰撞過切的檢查96
三、加工結果的檢測與比對96
四、切削優(yōu)化的設置97
第四節(jié)VERICUT五軸加工仿真的應用案例99
一、 JTGL8V五軸機床模型的搭建99
二、HNC848M數(shù)控系統(tǒng)環(huán)境的設置100
三、五軸加工仿真的案例應用測試102
思考與練習題106
第五章箱體零件五軸加工工作案例108
第一節(jié)零件加工工藝分析與設計108
一、箱體零件的圖樣及工藝分析108
二、箱體零件的加工工藝方案109
第二節(jié)箱體零件五軸加工的手工編程109
一、面銑加工的傾斜面特性坐標系構建及編程109
二、三孔點鉆加工宏處理的非RTCP編程114
三、前側表面直壁矩形槽加工的固定銑削循環(huán)編程118
四、矩形槽錐壁加工的五軸聯(lián)動編程119
第三節(jié)箱體零件五軸加工的CAM刀路設計120
一、孔口表面銑削的五軸定向加工120
二、五軸鉆孔的刀路設計122
三、前側表面直壁矩形槽的定向銑削124
四、前側表面矩形槽錐壁面的五軸加工124
第四節(jié)五軸CAM程序輸出后置處理的定制127
一、五軸后置處理的基本設置127
二、其他五軸加工程序功能后置輸出的定制129
第五節(jié)箱體零件五軸加工的仿真及程序調試133
一、傾斜面加工的程序調試與仿真檢查134
二、三孔點鉆加工的程序調試與仿真檢查135
三、矩形槽銑削加工的程序調試與仿真檢查137
第六節(jié)箱體零件五軸機床加工的實踐140
一、箱體零件及刀具的裝夾與調整140
二、對刀找正與刀補設置141
三、程序載入、調整與試切加工143
思考與練習題145
第六章含葉輪特征零件的五軸加工工作案例148
第一節(jié)零件模型的分析與構建148
一、含葉輪特征零件的圖樣分析148
二、含葉輪特征零件的幾何建模149
第二節(jié)含葉輪特征零件的五軸加工刀路設計152
一、口部錐面五軸加工的刀路設計152
二、部件安裝槽孔定向加工的刀路設計154
三、弧面字槽五軸刻銑加工的刀路設計155
四、含葉輪特征零件五軸加工的刀路設計156
第三節(jié)含葉輪特征零件的五軸加工程序調試及仿真檢查160
一、基于JTGL8V五軸機床的后置設置160
二、VERICUT下含葉輪特征零件的加工程序調試及仿真161
三、干涉碰撞檢查及其調整策略165
第四節(jié)含葉輪特征零件的五軸綜合加工實踐166
一、工件及刀具的裝夾與調整166
二、對刀找正與刀補設置167
三、程序載入、校驗與試切加工170
思考與練習題173
參考文獻175
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