数控操作工全技能速成

第一篇数控机床结构与性能

第一章数控系统及组成1

第一节数控系统概述1

一、数控发展的简史1

二、数控市场的现状1

三、典型数控系统简介3

四、数控系统的发展6

第二节数控机床的几大系统组成8

一、数控机床的组成8

二、数控系统及其控制方式9

三、伺服系统及其工作原理9

四、伺服控制元件11

五、传动系统14

第二章落地镗床基本机械结构19

第一节机床与底座的连接19

一、基坑的布设19

二、安装前的准备20

三、防水防振处理20

第二节X轴大导轨结构与工作原理21

一、大导轨的拼接及与底盘的静压接触21

二、立柱的锁紧与运行导向22

三、铣面接刀与立柱爬行的原因分析23

四、硬限位、全系统介绍25

第三节立柱的悬挂平衡25

一、立柱的粗略调整25

二、几种立柱的平衡模式26

三、镗床主轴箱的重力平衡26

第四节主轴箱结构及各部分工作分析27

一、主轴箱与立柱的连接与Y轴抖动的原因27

二、主轴前端下沉问题29

三、主轴箱结构与主轴电动机控制30

四、主轴力矩传递系统及主轴刹车31

五、主轴和方枕的精度与定位33

第五节旋转工作台结构与操作要点34

第六节机床辅助系统与设备36

一、静压系统——机床运动部件之间的接触形式36

二、液压泵站——切削液和液压油的回流与压力输出37

三、排屑器的几种基本结构38

四、机床附件头的使用39

第二篇数控镗铣床面板操作

第三章操作面板的使用与机床操作43

第一节数控操作工作的职责43

一、手工操作的必要性43

二、手工操作的职责43

三、大型机床操作的特点44

第二节开关机的操作方法44

第三节数控系统面板的组成与操作47

一、面板的组成47

二、系统软键控制区48

三、CRT显示屏区50

四、字母键盘区51

第四节机床控制面板的组成与操作54

第四章数控系统操作62

第一节参数模式62

一、刀具补偿62

二、R参数65

三、设定数据65

四、零点偏置67

五、用户数据69

六、有效零偏+补偿69

第二节程序模式70

一、程序的存储位置和选择70

二、程序的管理72

三、程序的编辑72

四、程序的模拟73

五、AUTO方式下的面板主界面操作74

六、程序执行时的机床操作77

第三节服务模式78

第四节诊断模式79

第五节启动模式81

一、机床数据81

二、次要功能82

三、目录树隐藏83

第六节CYCLE800平面坐标转换83

一、基本格式83

二、重编译操作83

三、注意事项85

四、参数86

五、实例分析87

第三篇加工工艺与图样的识读

第五章数控镗铣类加工工艺90

第一节机床轴与机床坐标90

一、机床轴的命名与分类90

二、机床坐标系91

第二节几何图形与计算94

一、坐标方向的确定94

二、平面94

三、点位表示方法——直角坐标与极坐标94

四、绝对坐标和相对坐标95

五、三角函数的计算与应用95

第三节刀具切削参数98

一、线速度Vc98

二、进给量f99

三、进给速度Vf99

四、吃刀量99

五、切屑参数的选择顺序100

六、刀具的选用与调整100

第四节铣削方式的选择101

一、顺铣与逆铣的概念101

二、顺铣和逆铣的特点101

三、顺铣和逆铣的工艺性论证102

第五节刀具补偿的使用102

第六节装夹、定位、分坐标104

一、工件空间自由度的限制104

二、工件摆放104

三、工件调整105

四、压紧106

五、定位基准107

六、坐标划分108

第七节金属材料与热处理109

第八节机加工工艺工艺方法分析111

一、工艺111

二、工步112

三、工艺方法分析112

四、工艺实例113

第六章机械图样116

第一节认识图样的基本知识116

一、图纸结构116

二、认识尺寸标注116

三、构图的投影方法117

第二节三视图118

第三节基本形体视图119

一、棱柱120

二、棱锥120

三、圆柱121

四、圆锥与圆台121

五、球体121

第四节组合体视图122

一、截交线122

二、相贯线123

第五节基本读图方法123

第六节剖视图与局部、旋转等视图125

一、剖视图125

二、局部、旋转等视图128

三、剖面128

四、简略画法129

第七节标准件的简略画法130

一、孔130

二、螺纹孔131

三、螺纹技术参数与表示方法131

四、齿轮134

第八节公差与配合135

一、尺寸公差与配合135

二、形位公差135

三、表面粗糙度139

第九节复杂图样的读法140

一、全局140

二、孔140

三、面140

四、合箱孔141

五、其他142

第四篇数控加工刀具与量具

第七章刀具材质与分类143

第一节刀具的材质143

一、高速钢143

二、碳素工具钢、合金工具钢143

三、硬质合金144

四、涂层144

五、陶瓷144

六、金刚石刀具145

七、刀具材料的发展方向145

第二节有代表性的刀具厂商简介145

一、瑞典山特维克集团146

二、德国瓦尔特股份有限公司146

三、德国钴领集团146

四、德国高迈特集团146

五、德国蓝帜集团147

六、瑞典山高刀具有限公司147

七、以色列伊斯卡公司148

八、韩国特固克刀具公司148

九、美国肯纳金属有限公司148

十、日本三菱综合材料株式会社149

十一、美国斯特拉姆公司149

十二、株洲钻石切削刀具股份有限公司149

第三节数控镗铣类刀具的结构与分类149

一、BT或HSK刀柄与主轴的连接149

二、刀柄与刀具的连接151

三、镗铣刀具的分类152

第八章镗铣类加工刀具154

第一节钻削刀具154

一、钻头——孔的粗加工刀具154

二、丝锥——内螺纹加工刀具159

三、铰刀——销孔加工刀具161

第二节镗削刀具162

一、粗镗刀162

二、精镗刀162

三、反刮刀（可拆刀片式）163

四、整体反刮刀163

五、扩孔刀164

第三节铣削刀具164

一、粗铣刀164

二、精铣刀165

三、棍铣刀166

四、三面刃（切槽）168

五、螺纹铣刀169

六、铣削刀具的技术参数170

第四节刀具应用实例171

一、挖实体槽、斜插加工171

二、大镗刀、有限空间加工172

三、精镗刀、台阶孔加工172

四、钻孔、薄板振动加工、CYCLE83解决173

五、普通钻头、深孔加工、前尖和背角问题174

六、浅孔钻（可有钻芯）、钻速175

七、深孔加工的导向问题175

八、浅孔钻头的刀片导向问题176

九、铣刀——精铣时逆铣，防止打滑176

十、铣刀吃量的最佳位置177

十一、面铣刀178

十二、铣刀加工的切入方案分析178

十三、粗铣（切）深直槽或圆槽时的排屑问题179

十四、铣圆时的入刀位置和操作者观察位置的调整179

十五、铣削刀具的长径比问题179

十六、侧精铣刀的磨损问题180

第九章量具182

第一节直线游标类量具182

一、游标卡尺——直线游标类的代表182

二、游标深度尺184

三、带表卡尺185

四、数显卡尺186

第二节螺旋测微类186

一、内径千分尺（千分棍）186

二、三爪内径规188

三、螺纹中径尺188

四、外径千分尺189

第三节标准块与片类190

一、标准量块190

二、塞尺191

第四节百分表、杠杆表与内径表的使用192

一、百分表的使用192

二、杠杆表的使用194

三、内径表的使用195

第五篇编程基础

第十章基本G代码197

第一节手工编程的特点和本章学习要点197

一、手工编程的特点197

二、本章的学习要点197

第二节G代码指令与功能对照198

第三节程序编写的规则199

一、程序的基本构成199

二、程序段中的代码指令先后顺序200

三、字符及特殊字符的含义与使用201

四、程序功能指令的组成——地址+数字201

第四节位置控制数据指令203

一、G90/G91指令203

二、DC/ACP/CAN指令——用于旋转轴的绝对尺寸204

三、G70/G71指令——公制／英制尺寸测量204

四、可设定零偏的指令204

五、G17/G18/G19指令——工作平面选择205

六、G25/G26指令——工作区域限制205

七、G74指令——基准点运行（即回参考点）205

第五节轴位移（机床运动）指令205

一、极坐标指令G110/G111/G112/AP/RP205

二、快速移动指令G0206

三、直线插补指令G1207

四、圆弧插补指令G2/G3、I、J、K207

五、3D圆弧加工指令CIP、CT212

第六节倒角与倒圆指令214

第七节螺旋线插补指令215

第八节攻丝指令216

一、刚性攻丝指令G331/G332216

二、柔性攻丝指令G63216

第九节进给控制指令217

一、G93/G94/G95、F/FGROUP/FGRE指令的定义217

二、进给率模式指令G93/G94/G95217

三、进给率指令F/FB/OVR219

四、停留时间指令G4221

五、进给率优化指令——轨迹速度在圆弧铣削中的特殊控制222

第十节主轴控制223

一、机床定位轴指令POS/POSA/POSP223

二、主轴运动指令S/SPCON/SPCOF224

三、主轴定位指令SPOS/SPOSA/M19225

第十一章运动路径特性226

第一节定位、连续及倒角指令226

一、G60、G9、G601、G602、G603指令226

二、G64、G641、G642、G643、G644、ADIS、ADISPOS指令226

三、加工实例227

第二节辅助控制指令228

一、机床轴的加速特性控制指令228

二、带预控制的运行指令228

三、可编程的轮廓精度指令229

第三节绕行特性指令229

一、NORM指令229

二、KONT指令230

三、KONTC/KONTT指令230

四、编程实例1231

五、编程实例2232

第四节拐角特性指令232

一、交点过渡指令G451233

二、圆弧过渡指令G450233

三、过渡轨迹控制指令DISC234

四、加工实例234

第五节柔性逼近235

一、参数释义235

二、逼近功能详解237

三、退出功能详解238

四、逼近和退出的方向238

五、应用举例239

六、加工实例240

*七、交点轮廓保护指令G460/G461/G462241

*八、轮廓冲突监控（CDON启动，CDOF关闭）242

第十二章框架——可编程的工件坐标操作243

第一节工件坐标在程序中的偏置旋转等控制243

第二节可编程的零点偏移244

一、指令释义244

二、功能使用246

三、功能示例247

四、应用实例248

第三节可编程的旋转249

一、指令释义249

二、功能使用249

三、旋转方向和角度的确定250

四、加工实例1——平面旋转252

五、加工实例2——空间旋转253

六、加工实例3——框架旋转254

七、编程的框架旋转（带立体角）255

第四节可编程的比例缩放256

一、指令释义256

二、功能使用257

三、功能示例257

四、加工实例258

第五节可编程的镜像260

一、指令释义260

二、功能使用261

三、系统控制：机床数据262

四、加工实例262

第六节对刀后产生框架263

一、TOFROME264

二、TOROT264

三、PAROT265

第七节取消框架265

第十三章程序运算与子程序调用266

第一节程序运算参数R266

一、实例1266

二、实例2267

三、计算方式268

四、固定循环中的赋值与计算268

第二节程序段跳跃269

一、绝对跳转指令GOTO269

二、程序段的重复指令REPEAT271

三、条件跳跃指令IF273

第三节子程序的调用274

第六篇固定循环——孔及轮廓的特定加工

第十四章孔加工循环277

第一节CYCLE81——点孔或一钻到底277

一、基本格式与功能277

二、参数277

三、循环共性278

四、钻削动作278

五、加工实例279

第二节CYCLE82——刮平面循环280

一、基本格式与功能280

二、加工实例280

第三节CYCLE83——高速深孔钻循环282

一、基本格式282

二、参数282

三、暂停时间的规定283

四、排屑时的钻削动作284

五、断屑时的钻削动作285

六、第一钻深和递减量的计算285

七、加工实例287

第四节CYCLE85——铰销子循环288

一、基本格式与功能288

二、参数288

三、钻削动作288

四、加工实例289

第五节CYCLE89——镗孔，G1退刀290

一、基本格式与功能290

二、加工实例290

第六节CYCLE88——镗孔291

一、基本格式与功能291

二、参数292

三、注意事项293

四、加工实例293

第七节CYCLE87——镗孔，孔底主轴停止294

第八节CYCLE86——精镗孔，孔底SPOS，反向让刀294

一、基本格式与功能294

二、参数295

三、钻削动作295

四、注意事项296

五、加工实例296

第十五章螺纹加工299

第一节CYCLE90——螺纹铣削299

一、基本格式与功能299

二、参数299

三、注意事项301

四、刀具的检测302

五、钻削动作302

六、加工实例304

第二节CYCLE84——刚性攻丝305

一、基本格式与功能305

二、参数305

三、攻丝动作308

四、加工实例308

第三节CYCLE840——柔性攻丝310

一、基本格式与功能310

二、参数310

三、攻丝动作311

四、ENC计算模式311

第十六章孔位及长槽加工315

第一节HOLES1——成排孔点位控制315

一、基本格式与功能315

二、参数315

三、循环315

四、加工实例316

第二节HOLES2——圆弧排列的孔点位317

一、基本格式与功能317

二、参数318

三、循环318

四、加工实例318

第三节CYCLE801——网格孔点位319

一、基本格式与功能319

二、参数320

三、循环320

四、加工实例320

第四节LONGHOLE——按圆弧排列的长槽铣削，槽宽不可控322

一、基本格式与功能322

二、参数323

三、循环323

四、进给深度的计算方法324

五、铣削动作324

六、加工实例325

第五节SLOT1——按圆弧排列的长槽铣削，槽宽可控325

一、基本格式与功能325

二、参数326

三、循环327

四、粗精铣全套加工动作328

五、加工实例329

第六节SLOT2——按圆弧排列的环形槽铣削，槽宽可控330

一、基本格式与功能330

二、参数331

三、注意事项331

四、粗精铣全套加工动作332

五、加工实例332

第十七章挖槽加工334

第一节POCKET1——挖矩形实体槽334

一、基本格式与功能334

二、参数334

三、铣削动作336

四、加工实例337

第二节POCKET2——挖圆形实体槽338

一、基本格式与功能338

二、参数338

三、循环339

四、铣削动作340

五、加工实例340

第三节POCKET3——挖矩形空心槽342

一、基本格式与功能342

二、参数342

三、循环344

四、加工动作346

五、加工实例347

第四节POCKET4——挖圆形空心槽349

一、基本格式与功能349

二、参数350

三、循环351

四、加工动作351

五、加工实例352

第十八章轮廓加工355

第一节CYCLE71——平面余量铣削355

一、基本格式与功能355

二、参数355

三、循环356

四、铣削动作356

五、加工实例358

第二节CYCLE72——轮廓切入方式359

一、基本格式与功能359

二、参数359

三、循环360

四、粗加工铣削动作361

五、加工实例362

第三节CYCLE76——方形块加工364

一、基本格式与功能364

二、参数365

三、循环365

四、铣削动作366

五、加工实例367

第四节CYCLE77——圆柱体加工369

一、基本格式与功能369

二、参数369

三、铣削动作369

四、加工实例370

第五节CYCLE60——刻字程序372

一、基本格式与功能372

二、参数372

三、循环372

四、铣削动作375

五、加工实例375

即学即用，轻松搞定，从入门到成才。本书是编者从业数控操作13年的工作经验总结及资料积累，其中，关于数控编程方面的内容以西门子840D这个系统为主。全书内容分为6篇共18章，包含了机械结构与原理、手工操作、加工工艺、识图方法、刀具量具的使用、编程基本G代码和循环指令的使用。 本书以数控落地镗床为工作背景，全面介绍数控机床操作相关的各方面技能要领，例如数控机床的操控，数控镗铣类程序的手工编制（以SIEMENS840D内容为主），数控镗铣类加工循环的控制（以SIEMENS840D内容为主），数控镗床的基本结构与工作原理，数控镗削与铣削刀具的分类与应用，机械图纸的快速识图，机械加工工艺的工艺方法分析。本书摒弃了一些繁杂的理论引导，每个知识点都是操作要领，并配备相应的详尽的实物图和加工实例，让读者能够快速识图、快速掌握刀具量具的使用要领。【作者简介】魏云海，机械制造专业毕业，1999年毕业即进入机械加工行业，足迹遍布东北、广东、江苏和北京等制造业发达地区。至今已从业13年，一直在做卧式镗铣床的编程操作，在数控操作和手工编程方面积累了较多的经验。从带徒弟开始就着手记录工作资料，现在编撰成书，把自己的真实本领传授给更多的“徒弟”。