本書主要介紹數控車床、數控銑床及加工中心的使用、零件加工工藝制訂、數控編程及機床操作相關知識。采用理實一體化教學思路設計教學模式。圍繞典型零件，按照完成工作任務所需要的知識組織教學內容。本書共三個項目，包括十六個學習任務，其中數控車削安排五個任務，數控銑削安排六個任務、加工中心安排五個任務。每項目的內容由淺入深、循序漸進。
本書第1 版是為配合建設省級精品課程“ 數控加工編程與操作” 而編寫的, 于2011 年8 月出版。2012 年, 本書在江西省教育廳組織的第五屆普通高等學校優秀教材評選中榮獲二等獎, 2017 年, 又被評為首屆全國機械行業職業教育優秀教材。承蒙全國同行專家的支持與關愛, 第1 版教材已多次印刷。為滿足廣大師生需要, 本著精益求精的原則, 我們決定修訂, 并更新部分教學內容。
本次修訂保留了第1 版教材的風格和特點, 實施理實一體化教學, 先學后練, 通過項目任務訓練鞏固所學知識。全書文字簡潔, 多用圖表表達。對第1 版教材中自動編程部分使用的軟件進行了更新, 由原來的2004 版升級到了2016 版。對第1 版教材中每個項目的技能訓練部分中重復的表格進行調整, 放在附錄之中�？紤]到每個學校使用的數控系統不一樣, 附錄中增加了SINUMERIK 808D 數控車、數控銑系統指令集, FANUC 0i 數控銑系統指令集,HNC-21T 華中數控車系統指令集。因北京凱恩帝數控系統、廣州數控系統的編程指令與FANUC 系統基本相同, 實際使用時可參考FANUC 系統來編程, 故不一一列入。
另外, 為方便老師授課和學生學習, 我們還提供本課程的教程、授課課件、教學視頻和習題集答案以供參考。歡迎使用本書的同行專家和朋友向出版社或作者索取。
教學建議: 本書一定要以任務驅動、項目引導方式實施教學, 學、練、做三位一體。教學時建議使用仿真軟件與真實設備相結合進行教學, 先在仿真軟件上熟悉控制系統界面及操作, 完成程序輸入與仿真加工, 然后在校內外實訓設備上完成真實零件加工�？紤]到理實一體化教學實施中項目任務完成的連續性, 建議本課程按每周6 學時或每周8 學時安排, 每周學時集中一次授課。
本書由江西現代職業技術學院李河水、梁斯仁擔任主編, 李河水負責全書的案例精選、教學內容組織與安排、課程教學方法與手段設計, 以及其他老師編寫內容的修改與統稿。本書編寫分工如下: 李河水編寫項目一中的任務一、任務二, 項目二中的任務二、任務五, 項目三中的任務四; 吳在丞編寫項目一中的任務三、任務四、任務五; 江西制造職業技術學院范洪斌編寫項目三中的任務一、任務二、任務三; 梁斯仁編寫項目二中的任務四、任務六,項目三中的任務五; 彭實名編寫項目二中的任務一和任務三。本書由龔建國教授擔任主審。
本次修訂得到企業技術人員、數控專業老師及江西制造職業技術學院老師的大力支持, 在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限, 時間倉促, 書中難免存在疏漏之處, 希望讀者給予指正。
編 者
前言
項目一 數控車削編程與加工 1
任務一 數控車床認識與操作 1
一、任務導入 1
(一) 任務描述 1
(二) 知識目標 1
(三) 能力目標 2
二、知識準備 2
(一) 數控車床概述 2
(二) FANUC 0i-T 數控車床操作面板
簡介 5
三、方案設計 9
四、任務實施 9
(一) 開機操作 9
(二) 手動回參考點 9
(三) 輸入程序 10
(四) 裝夾工件 10
(五) 刀具的選擇與安裝 11
(六) 一把刀的對刀 11
(七) 程序校驗 12
(八) 自動加工 13
(九) 關機 13
五、檢查評估 13
六、技能訓練 13
任務二 使用簡單指令的編程與加工 16
一、任務導入 16
(一) 任務描述 16
(二) 知識目標 16
(三) 能力目標 16
二、知識準備 17
(一) 數控編程基礎知識 17
(二) 粗加工進給路線設計方法 20
(三) 數控車削編程特點 22
(四) 數控車削編程時的注意事項 22
(五) 數控車削簡單G 指令 22
(六) M 指令 24
(七) 數控車床刀具補償功能 24
(八) 多把刀的對刀 24
三、方案設計 25
(一) 分析零件圖 25
(二) 選擇機床與夾具 25
(三) 制訂加工方案 25
(四) 選擇刀具及切削用量 25
(五) 確定編程原點 25
(六) 設計毛坯粗加工的進給路線 25
(七) 坐標點的計算 25
四、任務實施 27
(一) 編寫零件的加工程序 27
(二) 零件的加工 29
五、檢查評估 32
六、技能訓練 33
任務三 使用單一固定循環指令的編程與
加工 36
一、任務導入 36
(一) 任務描述 36
(二) 知識目標 36
(三) 能力目標 36
二、知識準備 36
(一) 套類零件結構特點與技術要求 36
(二) 套類零件的加工方案 37
(三) 數控車削孔類刀具介紹 37
(四) 單一固定循環指令 38
(五) 螺紋切削參數的確定 40
三、方案設計 41
(一) 分析零件圖 41
(二) 制訂加工方案 41
(三) 選擇刀具與切削用量 41
(四) 確定編程原點 41
Ⅴ
(五) 確定毛坯粗加工的方法 41
(六) 數學處理 42
四、任務實施 42
(一) 編寫零件加工程序 42
(二) 零件的加工 44
五、檢查評估 44
六、技能訓練 44
任務四 使用復合固定循環指令的編程與
加工 47
一、任務導入 47
(一) 任務描述 47
(二) 知識目標 47
(三) 能力目標 47
二、知識準備 47
(一) 數控車削工藝知識 47
(二) 復合固定循環指令 48
三、方案設計 51
(一) 分析零件圖 51
(二) 制訂加工方案 51
(三) 選擇刀具與切削用量 51
(四) 確定編程原點 51
(五) 確定毛坯粗加工的方法 51
(六) 數學處理 51
四、任務實施 51
(一) 編寫零件加工程序 51
(二) 零件的加工 53
五、檢查評估 53
六、技能訓練 54
任務五 使用宏程序的編程與加工 57
一、任務導入 57
(一) 任務描述 57
(二) 知識目標 58
(三) 能力目標 58
二、知識準備 58
(一) 刀尖圓弧半徑補償 58
(二) 宏程序編程 60
三、方案設計 63
(一) 分析零件圖 63
(二) 制訂加工方案 63
(三) 選擇刀具及切削用量 63
(四) 確定編程原點 64
四、任務實施 64
(一) 編寫零件加工程序 64
(二) 零件的加工 68
五、檢查評估 68
六、技能訓練 68
項目二 數控銑削編程與加工 75
任務一 數控銑床認識與操作 75
一、任務導入 75
(一) 任務描述 75
(二) 知識目標 76
(三) 能力目標 76
二、知識準備 76
(一) 數控銑床的結構 76
(二) 數控銑床的維護和保養 77
(三) 數控銑床的分類 78
(四) 數控銑床的加工對象 78
(五) 華中系統數控銑床的控制面板 78
三、方案設計 82
四、任務實施 82
(一) 開機 82
(二) 回參考點 82
(三) 設定主軸轉速 83
(四) 編輯程序 83
(五) 工件的裝夾 84
(六) 刀具的安裝 84
(七) 對刀 84
(八) 程序校驗與首件試切 85
(九) 零件的加工 85
(十) 關機 86
五、檢查評估 86
六、技能訓練 86
任務二 以平面和外輪廓為主的板類零件的
編程與加工 89
一、任務導入 89
(一) 任務描述 89
(二) 知識目標 89
(三) 能力目標 90
二、知識準備 90
(一) 數控銑床的坐標系 91
(二) 平面與外輪廓銑削加工方案的
設計 91
(三) 華中數控銑系統基本編程指令 92
(四) 子程序 95
三、方案設計 96
(一) 分析零件圖 96
Ⅵ
(二) 選擇機床與夾具 96
(三) 制訂加工方案 96
(四) 設計進給路線 96
(五) 選擇刀具與切削用量 97
(六) 確定編程原點 97
四、任務實施 97
(一) 編寫零件加工程序 97
(二) 零件的加工 99
(三) 設備維護與保養 99
五、檢查評估 99
六、技能訓練 100
任務三 以孔為主的蓋板類零件的編程與
加工 103
一、任務導入 103
(一) 任務描述 103
(二) 知識目標 103
(三) 能力目標 103
二、知識準備 103
(一) 孔的加工方法 103
(二) 孔加工進給路線的確定 105
(三) 孔加工用刀具及切削用量的
選擇 105
(四) 孔加工固定循環指令 108
三、方案設計 114
(一) 分析零件圖 114
(二) 選擇機床及夾具 114
(三) 確定工件坐標系 114
(四) 制訂加工方案 114
(五) 選擇刀具與切削用量 115
四、任務實施 115
(一) 編寫零件加工程序 115
(二) 零件的加工 117
五、檢查評估 117
六、技能訓練 118
任務四 槽類零件的編程與加工 121
一、任務導入 121
(一) 任務描述 121
(二) 知識目標 121
(三) 能力目標 121
二、知識準備 121
(一) 型腔槽類零件的加工方法 121
(二) 型腔槽類零件加工刀具的
選擇 124
(三) SINUMERIK 802S 系統基本指令
與挖槽循環指令 124
三、方案設計 127
(一) 分析零件圖 127
(二) 選擇機床 127
(三) 選擇夾具 127
(四) 制訂加工方案 128
(五) 選擇刀具與切削用量 128
(六) 確定編程原點 128
四、任務實施 128
(一) 編寫零件加工程序 128
(二) 零件的加工 129
五、檢查評估 129
六、技能訓練 130
任務五 具有對稱輪廓的零件的編程與
加工 133
一、任務導入 133
(一) 任務描述 133
(二) 知識目標 133
(三) 能力目標 133
二、知識準備 133
(一) 鏡像功能指令G24、G25 133
(二) 圖形旋轉指令G68、G69 135
三、方案設計 135
(一) 分析零件圖 135
(二) 選擇機床和夾具 135
(三) 確定工步 135
(四) 選擇刀具與切削用量 135
(五) 設計刀具進給路線 136
(六) 確定編程原點及編程思路 136
四、任務實施 136
(一) 編寫零件加工程序 136
(二) 零件的加工 139
五、檢查評估 139
六、技能訓練 140
任務六 具有非圓曲線輪廓的零件的編程與
加工 143
一、任務導入 143
(一) 任務描述 143
(二) 知識目標 143
(三) 能力目標 143
二、知識準備 143
(一) 計算參數R 143
Ⅶ
(二) 標記符 145
(三) 絕對跳轉 145
(四) 有條件跳轉 145
三、方案設計 146
(一) 分析零件圖 146
(二) 選擇機床 146
(三) 選擇夾具 146
(四) 制訂加工方案 146
(五) 選擇刀具及切削用量 146
(六) 確定編程原點與編程思路 147
四、任務實施 147
(一) 編寫零件加工程序 147
(二) 零件的加工 148
五、檢查評估 148
六、技能訓練 149
項目三 加工中心的編程與加工 155
任務一 加工中心認識與操作 155
一、任務導入 155
(一) 任務描述 155
(二) 知識目標 157
(三) 能力目標 157
二、知識準備 157
(一) 加工中心的分類 157
(二) 加工中心的組成 158
(三) 加工中心的結構特點 159
(四) 數控系統操作面板和機床操作
面板 159
三、方案設計 164
四、任務實施 164
(一) 開機 164
(二) 返回參考點 164
(三) 首次轉動主軸 164
(四) 程序的輸入與編輯 164
(五) 工件的裝夾 165
(六) 刀具的安裝 165
(七) 刀庫操作 166
(八) 對刀 166
(九) 刀具半徑補償的輸入與修改 167
(十) 自動加工 167
(十一) 零件的檢測 167
(十二) 關機 167
(十三) 去毛刺 168
五、檢查評估 168
六、技能訓練 168
任務二 配合件的編程與加工 170
一、任務導入 170
(一) 任務描述 170
(二) 知識目標 173
(三) 能力目標 173
二、知識準備 173
(一) 工藝基礎部分 173
(二) 編程基礎部分 174
三、方案設計 176
(一) 機床及夾具的選擇 176
(二) 毛坯尺寸及精度 176
(三) 確定工件坐標系 176
(四) 設計加工方案 176
四、任務實施 177
(一) 編寫零件加工程序 177
(二) 零件的加工 184
五、檢查評估 185
六、技能訓練 186
任務三 薄壁件的編程與加工 190
一、任務導入 190
(一) 任務描述 190
(二) 知識目標 191
(三) 能力目標 191
二、知識準備 191
(一) 鏡像功能指令(G51. 1、
G50. 1) 191
(二) 坐標系旋轉指令(G68 、
G69) 192
(三) 極坐標指令(G16、G15) 192
三、方案設計 193
(一) 選擇機床及夾具 193
(二) 毛坯尺寸及精度 193
(三) 確定工件坐標系 193
(四) 設計加工方案 193
四、任務實施 194
(一) 編寫零件加工程序 194
(二) 零件的加工 201
五、檢查評估 202
六、技能訓練 202
任務四 箱體類零件的編程與加工 205
一、任務導入 205
(一) 任務描述 205
Ⅷ
(二) 知識目標 206
(三) 能力目標 206
二、知識準備 206
(一) 箱體類零件加工中定位基準的
選擇 206
(二) 箱體類零件加工順序的安排 206
(三) 箱體類零件的編程 207
(四) 箱體類零件的定位與調整 208
三、方案設計 209
(一) 分析零件圖, 了解生產綱領 209
(二) 制訂零件加工工藝方案 209
(三) 安排加工中心工序 210
(四) 選擇刀具及切削用量 210
(五) 確定編程原點 211
四、任務實施 211
(一) 編寫零件加工程序 211
(二) 零件的加工 215
五、檢查評估 216
六、課后思考 217
任務五 零件的自動編程與加工 217
一、任務導入 217
(一) 任務描述 217
(二) 知識目標 217
(三) 能力目標 218
二、知識準備 218
(一) CAXA 制造工程師2016 軟件
界面簡介 218
(二) 等高線粗加工 219
(三) 掃描線精加工 228
三、方案設計 231
(一) 分析零件圖 231
(二) 選擇機床類型 231
(三) 選擇夾具 231
(四) 制訂加工方案 231
(五) 確定刀具及切削用量 231
(六) 確定編程原點 232
四、任務實施 232
(一) 生成軌跡 232
(二) 傳輸程序 236
(三) 加工中心操作及加工 237
五、檢查評估 237
六、技能訓練 238
附錄 242
附錄A 任務完成檢查考核表 242
附錄B 任務完成綜合評價表 242
附錄C SINUMERIK 808D 數控車系統
指令集 243
附錄D HNC-21T 華中數控車系統
指令集 247
附錄E SINUMERIK 808D 數控銑系統
指令集 249
附錄F FANUC 0i 數控系統指令集 255
參考文獻 258
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