数控加工手册

第5篇 数控加工工艺

第1章数控车削加工工艺

1.1数控车削加工的工艺特点

1.2数控车削加工工艺的制定

1.2.1零件加工工艺分析

1.2.2工艺路线设计

1.2.3数控车床选择

1.2.4工件装夹方式和夹具设计

1.2.5刀具选择

1.2.6进给路线规划

1.2.7切削用量选择

1.2.8数控车削编程

1.3典型零件加工工艺的制定

1.3.1轴类零件

1.3.2轴套类零件

1.3.3盘、环类零件

1.4超精密数控车削

1.4.1超精密加工技术概况

1.4.2超精密数控车削的工艺特点

1.4.3超精密数控车削工艺的制定

1.4.4典型零件的超精密数控车削工艺

第2章数控铣削加工工艺

2.1数控铣床概述

2.1.1数控铣床的工作原理、结构及组成

2.1.2数控铣床的分类

2.1.3数控铣床的主要功能

2.2数控铣削加工工艺特点及其加工对象

2.2.1数控铣削加工的工艺特点

2.2.2数控铣削的主要加工对象

2.3数控铣削加工工艺的制订

2.3.1零件数控铣削加工工艺分析

2.3.2数控铣床的选择

2.3.3加工方案的确定

2.3.4加工工序的划分

2.3.5装夹方案和夹具的选择

2.3.6数控铣刀的选择

2.3.7切削用量的确定

2.4典型零件的加工工艺分析

2.4.1平面类零件的加工工艺分析

2.4.2模具类零件的加工工艺分析

2.4.3叶片类零件的加工工艺分析

2.4.4叶盘类零件的加工工艺分析

2.4.5机匣类零件的加工工艺分析

第3章高速铣削加工工艺

3.1高速铣削概述

3.1.1高速切削技术的发展

3.1.2高速切削原理

3.1.3高速铣床的结构

3.1.4高速铣床的刀具单元

3.2高速铣削工艺设计

3.2.1高速铣削的工艺特点

3.2.2高速铣削的主要加工对象

3.2.3高速铣削工艺规划

3.3高速铣削典型工艺分析

3.3.1高硬度零件高速铣削工艺分析

3.3.2薄壁零件高速铣削工艺分析

3.3.3难加工材料零件高速铣削工艺分析

第4章加工中心加工工艺

4.1加工中心的工艺特点和加工对象

4.1.1加工中心的工艺特点

4.1.2加工中心的主要加工对象

4.2加工中心加工工艺方案制订

4.2.1零件工艺分析

4.2.2加工中心的选用

4.2.3零件工艺设计

4.3铣床变速箱体的加工中心加工工艺

第5章数控电火花线切割加工工艺

5.1电火花线切割加工过程

5.1.1图样分析

5.1.2编程

5.1.3加工

5.1.4检验

5.2穿丝孔、起切点及走丝路线确定

5.2.1穿丝孔的确定

5.2.2穿丝孔中心的确定

5.2.3起切点的确定

5.2.4走丝路线的确定

5.3线切割工艺参数的选择

5.3.1矩形波脉冲电源

5.3.2根据加工对象合理选择电参数

5.4常用夹具及工件装夹

5.4.1常用夹具

5.4.2工件装夹的一般要求

5.4.3工件的正确装夹方法

5.5线切割加工工艺的影响因素

5.5.1线切割工作液对工艺指标的影响

5.5.2电极丝对线切割工艺性能的影响

5.6穿丝孔的加工及其影响

5.6.1穿丝孔精度对定位误差的影响

5.6.2提高工艺孔定位精度的方法

5.6.3穿丝孔的加工方法

5.7典型工件的电火花线切割加工方法

5.7.1复杂工件的电火花线切割加工方法

5.7.2切割不易装夹工件的加工方法

5.7.3切割薄片工件

第6章交互式图像编程中的工艺处理

6.1交互式图像编程简介

6.2二坐标平面轮廓数控加工交互式图像编程

6.2.1二坐标数控加工对象分类

6.2.2二坐标数控加工刀具半径补偿

6.2.3数控加工编程参数

6.2.4二维图像NC编程中应特别注意的问题

6.3多坐标交互式图像编程

6.3.1概述

6.3.2参数线法加工

6.3.3截平面法加工

6.3.4投影法加工

6.3.5四坐标交互式图像编程

6.3.6五坐标交互式图像编程

6.4数控车削实例

6.5数控铣削实例

6.5.1平面类零件数控铣削

6.5.2壳体类零件数控铣削

6.5.3模具类零件数控铣削

6.5.4叶片类零件数控铣削

6.5.5叶轮类零件数控铣削

6.5.6螺旋类零件数控铣削

6.5.7机匣类零件数控铣削

6.5.8框肋类零件数控铣削

第7章机械加工工艺规程

7.1机械加工工艺规程的制定

7.1.1机械加工工艺规程的作用

7.1.2制定机械加工工艺规程的程序

7.1.3工艺过程设计

7.1.4工序设计

7.1.5时间定额的组成及缩减单件时间的措施

7.1.6工艺工作程序及工艺文件

7.2工艺尺寸链的特点

7.3工艺装备设计任务书填写示例

7.4工艺装备编号方法

7.5工艺装备设计管理导则、工艺装备设计选择规则

7.5.1工装设计选择的规则

7.5.2工装设计的选择程序

7.5.3工装设计选择需用的技术文件与经济指标

7.5.4工装设计经济效果的评价

7.6工艺装备设计任务书的编制规则

7.7专用工艺装备设计图样及设计文件格式

7.7.1专用工艺装备设计文件格式

7.7.2专用工艺装备设计文件填写规则

7.8制造工艺的描述与表达

7.9通用制造工艺编码方案

第8章数控机床通用技术条件

8.1数控机床系统的通用技术条件

8.2数控机床交流伺服电动机的通用技术条件

8.2.1型号命名

8.2.2环境适应性

8.2.3外观及装配质量

8.2.4电气性能要求

8.2.5电动机的安装

8.2.6可靠性试验

8.2.7振动试验

8.2.8冲击试验

8.2.9出厂检验项目及规则

8.3数控机床交流伺服驱动单元的通用技术条件

8.4数控机床交流主轴电动机通用技术条件

8.5数控机床直流伺服电动机通用技术条件

8.6数控机床直流主轴驱动单元通用技术条件

8.7数控机床直流主轴电动机通用技术条件

8.8数控机床直流伺服驱动单元通用技术条件

第9章数控系统的插补原理

9.1逐点比较

9.1.1逐点比较法直线插补

9.1.2逐点比较法圆弧插补

9.1.3逐点比较法插补软件

9.1.4逐点比较法算法的改进

9.2数字积分插补法

9.2.1数字积分法直线插补

9.2.2数字积分法圆弧插补

9.2.3空间直线插补

9.2.4改进DDA插补质量的措施

9.3数据采样插补法

9.3.1数据采样插补法原理

9.3.2时间分割法插补原理

9.4数字脉冲乘法器

9.4.1数字脉冲相乘法插补的基本原理

9.4.2数字脉冲相乘法直线插补

9.5比较积分法

9.5.1比较积分法的原理

9.5.2圆弧插补运算

9.5.3直线及一般二次曲线的插补算法

9.6椭圆插补方法

9.6.1椭圆插补基本原理

9.6.2椭圆插补终点判别处理

9.6.3椭圆插补精度分析

9.7高次曲线样条插补方法

9.7.1参数三次样条插补原理

9.7.2参数三次样条插补基本算法

9.7.3参数三次样条插补轮廓误差分析

9.8螺纹加工算法

9.8.1固定螺距的螺纹加工算法

9.8.2变动螺距的螺纹加工算法

第10章数控加工中的刀具补偿

10.1数控系统的刀具补偿原理

10.2刀具长度补偿

10.2.1刀具长度补偿的原理

10.2.2刀具长度补偿的指令格式及方法

10.3刀具半径补偿

10.3.1刀具半径补偿的原理

10.3.2刀具半径补偿指令

10.4刀具补偿类型及判别方法

10.5刀具补偿算法

10.5.1刀具长度的补偿算法

10.5.2刀具半径的补偿算法

10.6刀具补偿在机床中的运用

10.6.1刀具补偿在FANUC中的运用

10.6.2刀具补偿在SINUMERIK

五轴联动机床中的应用

第11章数控加工程序的输入

11.1纸带阅读机输入方式

11.2键盘输入方式

11.3存储器输入方式

11.4通信方式输入

11.4.1RS.232C接口

11.4.2以太网接口

11.4.3Profibus总线接口

11.5新型数控系统的无线输入方式

参考文献

第6篇 数控编程技术

第1章数控编程基础

1.1数控编程的内容和方法

1.1.1数控编程的内容

1.1.2数控编程的方法

1.1.3数控编程的步骤

1.2程序段格式和程序结构

1.2.1程序段格式

1.2.2程序结构

1.3数控编程常用功能指令

1.3.1准备功能G指令

1.3.2辅助功能M指令

1.3.3进给速度F指令、主轴转速S指令及刀具功能T指令

1.3.4固定循环指令

1.3.5子程序（宏指令）及其调用指令

1.4数控镗铣程序编制

1.4.1数控程序编制的预处理

1.4.2二维轮廓数控加工程序编制

1.4.3孔数控加工程序编制

1.5数控车床的程序编制

1.5.1编程坐标系

1.5.2数控车床的重要功能

第2章数控编程中的工艺分析

2.1数控加工工艺的基本特点及基本内容

2.1.1数控加工工艺的基本特点

2.1.2数控加工工艺的基本内容

2.2数控加工工艺分析与工艺设计

2.2.1数控机床的合理选择

2.2.2确定典型加工工件“族”

2.2.3典型零件族的工艺规程设计

2.2.4数控机床主要特征规格的选择

2.2.5机床精度的选择

2.2.6数控系统的选择

2.2.7自动换刀装备（ATC）、刀柄的选择配置和自动交换工作台（APC）

2.2.8机床选择功能及附件的选择

2.3零件的加工工艺性分析

2.3.1零件图样上给出的尺寸数据应便于编程

2.3.2零件的结构工艺性应符合数控加工的要求

2.3.3保证获得设计要求的加工精度

2.3.4分析零件的变形情况

2.3.5充分考虑到毛坯的结构工艺性

2.4加工方法的选择与加工方案的设计原则

2.4.1加工方法的选择

2.4.2加工方案的设计原则

2.5工艺路线的设计

2.5.1数控加工工序设计的主要任务

2.5.2工序的划分

2.5.3确定走刀路线和工步顺序

2.6零件的装夹方法与夹具的选择

2.6.1零件的装夹

2.6.2夹具的选择

2.7加工路线的确定

2.7.1加工路线的确定原则

2.7.2辅助程序段的设计

2.8刀具的选择

2.9切削用量的确定

2.9.1切削用量的选择原则

2.9.2切削用量的选择方法

2.10对刀点与换刀点以及走刀路线的确定

2.10.1对刀点的确定

2.10.2换刀点的确定

2.10.3刀具走刀路线的确定

2.11数控加工工艺文件

2.11.1数控加工工序卡

2.11.2数控加工刀具卡

2.11.3数控加工程序单

第3章数控编程中的数学处理

3.1数值计算

3.1.1基点和节点的坐标计算

3.1.2刀位点轨迹的计算

3.1.3辅助计算

3.2直线圆弧系统零件轮廓的基点坐标计算

3.2.1联立方程组法求解基点坐标

3.2.2三角函数法求解基点坐标

3.2.3三角函数法求解刀位点轨迹的基点坐标

3.3非圆曲线节点坐标的计算

3.3.1非圆曲线节点坐标的计算步骤

3.3.2非圆曲线节点坐标的计算方法

3.4列表曲线型值点坐标的计算

3.4.1牛顿插值法

3.4.2双圆弧法

3.4.3样条函数法

3.5简单立体型面零件的数值计算

第4章APT语言编程

4.1概述

4.1.1数控语言辅助编程的基本概念

4.1.2数控语言的编程系统

4.2APT数控语言自动编程

4.2.1刀具轨迹的相关概念

4.2.2零件源程序的组成

4.2.3APT语言的基本要素

4.2.4APT语言的语句

4.3APT语言编写数控加工源程序实例

4.3.1APT语言编写零件源程序的方法及步骤

4.3.2APT语言编写数控加工源程序实例

4.4ISO

4.4.1语句成分

4.4.2语句的结构形式

4.4.3语句的类型

4.5APT加工程序编制的形式

4.5.1APT程序

4.5.2程序说明

第5章基于CAD/CAM交互式图像编程

5.1CAD/CAM技术介绍

5.1.1CAD/CAM技术的定义

5.1.2CAD/CAM的基本内容

5.1.3CAD/CAM系统总体结构

5.1.4CAD/CAM系统应具备的功能

5.1.5目前国内外的CAD/CAM软件

5.1.6CAD/CAM技术应用的重要性及应用领域

5.1.7CAD/CAM应用层次

5.2常用CAD/CAM系统基本造型方法

5.2.1CAD/CAM建模技术

5.2.2CAD/CAM曲线造型方法

5.2.3CAD/CAM曲面造型方法

5.2.4CAD/CAM实体造型方法

5.3刀具轨迹生成

5.3.1数控自动编程过程

5.3.2二坐标刀位轨迹规划

5.3.3三坐标刀位轨迹生成方法

5.3.4多坐标端铣刀位轨迹生成方法

5.3.5多坐标侧铣刀位轨迹生成方法

5.3.6刀位轨迹编辑

5.3.7刀位轨迹验证

5.4后置处理

5.4.1后置处理基本概念

5.4.2后置处理算法

5.4.3通用后置处理系统原理及实现途径

5.5数控加工过程仿真

5.5.1数控加工过程仿真目的

5.5.2数控加工过程仿真软件

5.5.3数控加工过程仿真过程

第6章数控铣削加工编程

6.1数控铣削加工概述

6.1.1数控铣床的概述

6.1.2数控铣削的加工对象

6.1.3数控铣削加工的特点

6.2数控铣削加工工艺处理

6.2.1零件的工艺分析

6.2.2装夹方案的确定

6.2.3刀具的选择

6.2.4切削参数的选择

6.2.5进给线路的确定

6.3数控铣削编程概述

6.3.1数控铣床的编程特点

6.3.2数控铣削编程时应注意的问题

6.3.3数控铣削编程中的坐标系

6.3.4数控系统的指令代码

6.4常用指令的编程方法

6.4.1坐标系统与尺寸的编程

6.4.2刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F

6.4.3常用的辅助功能

6.5运动路径控制指令的编程

6.5.1快速线性移动指令G00

6.5.2带进给率的线性插补指令G01

6.5.3圆弧插补指令G02/G03

6.5.4暂停指令G04

6.6刀具补偿指令及其编程

6.6.1铣削加工时的刀具路径

6.6.2刀具半径补偿

6.6.3刀具长度补偿

6.7FANUC固定循环

6.7.1固定循环的动作

6.7.2常用的固定循环

6.8子程序及其调用

6.9铣削编程综合实例

第7章数控车削加工的编程

7.1数控车削加工概述

7.1.1数控车床的概述

7.1.2数控车削的加工特点

7.1.3数控车削加工工艺

7.2数控车削编程概述

7.2.1数控车削的编程特点

7.2.2车床数控系统的功能与指令代码

7.2.3数控车削编程中的有关问题

7.3基本功能及其指令的编程

7.3.1尺寸系统

7.3.2刀具功能T、主轴转速功能S和进给功能F

7.3.3常用的辅助功能

7.4插补指令的编程

7.4.1快速线性移动指令G00

7.4.2带进给率的线性插补指令G01

7.4.3圆弧插补指令G02/G03

7.4.4螺纹车削加工指令

7.4.5暂停指令G04

7.5刀具补偿指令及其编程

7.5.1不具备刀具半径补偿功能时的编程

7.5.2具备刀具半径补偿功能时的编程

7.6固定循环

7.6.1简单固定循环

7.6.2复合固定循环

7.7数控车削加工实例

第8章电火花线切割数控编程技术

8.1数控电火花线切割加工概述

8.1.1电火花线切割的基本原理

8.1.2电火花线切割加工走丝原理

8.1.3X、Y坐标台运动原理

8.1.4电火花线切割的加工特点

8.1.5电火花线切割的工艺范围

8.1.6电火花线切割机床的基本结构

8.2电火花线切割的工艺与工装

8.2.1工艺分析

8.2.2切割路线的确定

8.2.3电极丝初始位置的确定

8.2.4加工条件的选择

8.3电火花线切割编程方法

8.3.13B代码编程

8.3.2ISO代码及其编程

8.4计算机自动编制程序

第9章加工中心工艺与编程技术

9.1加工中心概述

9.1.1加工中心的组成、分类、结构特点

9.1.2加工中心的主要功能

9.1.3加工中心的主要加工对象

9.1.4加工中心的发展

9.2加工中心编程基础

9.2.1加工中心程序编制的目的

9.2.2加工中心程序编制的特点

9.2.3加工中心程序编制的方法

9.2.4加工中心的坐标系统

9.2.5准备功能

9.2.6主轴、刀具和辅助功能

9.3加工中心基本指令的编程

9.3.1换刀指令

9.3.2参考点操作指令的编程

9.3.3常用指令的编程

9.4圆弧程序的编制

9.4.1圆心法圆弧加工程序的编制

9.4.2半径法圆弧加工程序的编制

9.5固定循环功能

9.5.1固定循环功能

9.5.2固定循环指令

9.5.3固定循环中重复次数的使用方法

9.6加工中心典型零件编程举例

第10章典型数控加工编程系统Mastercam

10.1Mastercam X6系统功能与环境

10.1.1系统模块功能

10.1.2系统安装与启动

10.1.3安装Mastercam X6

10.1.4启动Mastercam X6

10.1.5工作界面

10.1.6系统菜单与工具

10.1.7系统设置

10.1.8设定坐标系

10.1.9视图操作

10.1.10图层管理

10.1.11文件管理

10.1.12数控编程的基本流程

10.2加工造型

10.2.1概述

10.2.2曲线造型

10.2.3编辑曲线

10.2.4曲面造型

10.2.5编辑曲面

10.2.6实体造型

10.2.7编辑实体

10.2.8操作管理器

10.2.9输入其他格式图形

10.3刀具设置和工件设置

10.3.1刀具设置

10.3.2工件设置

10.4孔位加工

10.4.1孔位加工概述

10.4.2设定孔位加工参数

10.4.3创建孔位加工的刀具轨迹

10.5平面铣削加工

10.5.1平面铣削加工概述

10.5.2设置平面铣削参数

10.5.3创建平面铣削加工的刀具轨迹

10.6轮廓铣削加工

10.6.1轮廓铣削加工概述

10.6.2轮廓铣削常用参数设置

10.6.3创建轮廓铣削加工的刀具轨迹

10.7挖槽铣削加工

10.7.1挖槽铣削加工概述

10.7.2挖槽铣削加工参数设置

10.7.3创建挖槽铣削加工的刀具轨迹

10.8曲面铣削加工

10.8.1曲面铣削加工概述

10.8.2曲面加工的公共参数设置

10.8.3曲面粗加工

10.8.4曲面精加工

10.9车削加工

10.9.1车削加工概述

10.9.2粗车、精车加工

10.9.3端面车削加工

10.9.4切槽加工

10.9.5螺纹加工

10.9.6钻孔加工

10.9.7切断加工

10.9.8创建车削加工的刀具轨迹

10.10刀具路径的管理、校验与后置处理

10.10.1NC操作管理器

10.10.2刀具路径模拟、切削仿真

10.10.3NC后置处理

10.10.4NC程序的传输

第11章典型零件数控加工编程实例

11.1板类零件的2D加工

11.1.1导引板的加工与编程

11.1.2电子盒的加工与编程

11.2箱体类零件的加工

11.2.1连接套的加工与编程

11.2.2基座的加工与编程

11.3旋转体类零件的车铣复合加工

11.3.1车铣复合加工概述

11.3.2花键轴的加工与编程

11.3.3分度盘的加工与编程

11.4空间凸轮类零件的铣削加工

11.4.1概论

11.4.2圆柱凸轮的加工与编程

11.4.3滚压刀模的加工与编程

第12章典型模具数控加工编程实例

12.1摩托车零件成型凹模加工与编程

12.1.1加工任务概述

12.1.2加工模型的准备

12.1.3创建粗加工刀具轨迹

12.1.4创建清角加工刀具轨迹

12.1.5创建精加工刀具轨迹

12.1.6对所有加工刀具轨迹进行仿真

12.1.7生成NC程序

12.2烟灰缸模具数控加工及仿真

12.2.1烟灰缸加工任务概述

12.2.2烟灰缸凹模的数控加工及仿真

12.2.3烟灰缸凸模的数控加工及仿真

12.3连杆锻模下模加工与编程

12.3.1加工任务概述

12.3.2下模的加工工艺方案

12.3.3加工模型的准备

12.3.4工件、材料、刀具等的设定

12.3.5模具上平面的加工

12.3.6滚压模膛的加工

12.3.7拔长模膛的加工

12.3.8钳口粗加工

12.3.9钳口精加工

12.3.10滚压模膛和拔长模膛的倒圆角加工

12.3.11预锻模膛曲面挖槽粗加工

12.3.12预锻模膛曲面等高轮廓粗加工

12.3.13预锻模膛曲面平行铣削半精加工

12.3.14预锻模膛曲面平行铣削精加工

12.3.15预锻模膛曲面平行陡坡精加工

12.3.16终锻模膛飞边槽挖槽加工

12.3.17终锻模膛曲面挖槽粗加工

12.3.18终锻模膛曲面等高轮廓粗加工

12.3.19终锻模膛曲面平行铣削半精加工

12.3.20终锻模膛曲面平行铣削精加工

12.3.21终锻模膛曲面平行陡坡精加工

12.3.22钳口颈轮廓加工

12.3.23加工过程仿真

12.3.24后置处理生成NC程序

12.4曲杆泵定子橡胶芯模加工与编程

12.4.1概述

12.4.2加工任务概述

12.4.3工艺方案

12.4.4CAD造型

12.4.5刀具、材料的设定

12.4.6创建粗加工刀具轨迹

12.4.7创建半精加工刀具轨迹

12.4.8创建精加工刀具轨迹

12.4.9NC后置处理

12.5玻璃门体塑料件型腔模的加工与编程

12.5.1加工任务概述

12.5.2加工模型的准备

12.5.3创建粗加工刀具轨迹

12.5.4创建精加工刀具轨迹

12.5.5对所有加工刀具轨迹进行仿真

12.5.6生成NC程序

12.6汽车左前轮罩下支板模具加工与编程

12.6.1加工任务概述

12.6.2加工模型的准备

12.6.3创建粗加工刀具轨迹

12.6.4创建清角加工刀具轨迹

12.6.5创建精加工刀具轨迹

12.6.6对所有加工刀具轨迹进行仿真

12.6.7生成NC程序

参考文献

索引

《数控加工手册(第3卷)》结合航空航天、汽车工业等高端制造行业的应用需求，以数控机床和数控加工工艺为主线，系统整理和总结了数控加工相关的关键技术和方法、标准数据资料、典型工艺编程实例等内容，并将逐步采用多种数字媒体形式出版。本手册结合航空航天、汽车工业等高端制造行业的应用需求，以数控机床和数控加工工艺为主线，系统整理和总结了数控加工相关的关键技术和方法、标准数据资料、典型工艺编程实例等内容，并将逐步采用多种数字媒体形式出版。本手册分为4卷，共8篇。第1卷包括第1篇数控加工常用资料（共3章）和第2篇数控机床（共20章）；第2卷包括第3篇数控刀具（共16章）和第4篇机床夹具、组合夹具与机床辅具（共20章）；第3卷包括第5篇数控加工工艺（共11章）和第6篇数控编程技术（共12章）；第4卷包括第7篇数控测量技术（共8章）和第8篇常用数控系统（共7章）。本手册汇集了国内数控行业与制造行业生产、科研、教学一线的几十位资深专家与学者的智慧，紧跟数控技术发展前沿，以先进翔实的技术内容结构、充实的经验图表实例和最新的国家、行业标准，体现了国内外数控技术发展的最新水平，具有较高的技术水平与实际应用价值，能够满足生产、教学、科研的广泛需求，可作为从事数控方面工作的广大技术人员、科研人员以及大中专院校师生的工具书。