数控加工工艺及实例详解

第1章数控技术及数控加工

1.1计算机数控技术1

1.2数控加工技术2

1.2.1数控加工2

1.2.2数控编程技术2

1.3数控机床的组成与工作原理2

1.3.1数控机床的组成2

1.3.2数控机床的工作原理4

1.3.3数控机床的分类4

1.４数控机床的主要性能指标6

1.4.1精度性能指标6

1.4.2运动性能指标7

1.4.3功能指标7

1.4.4其他性能指标7

1.5数控机床坐标系8

1.5.1数控机床坐标系的规定8

1.5.2机床原点与参考点9

1.5.3工件坐标系10

1.6加工中心10

1.6.1加工中心的分类10

1.6.2车削加工中心12

1.6.3复合加工中心13

1.6.4五轴联动加工中心13

1.6.5加工中心特点13

1.7数控加工编程17

1.7.1程序的构成17

1.7.2刀具补偿20

第2章数控加工切削基础

2.1切削运动和切削用量22

2.1.1主运动和进给运动22

2.1.2加工表面22

2.1.3切削用量22

2.1.4切削层参数23

2.2刀具的几何角度24

2.2.1车刀的组成24

2.2.2刀具静止参考系及其坐标平面24

2.2.3刀具静止角度的标注24

2.2.4刀具的工作角度27

2.3金属切削过程的基本规律28

2.3.1切削过程的金属变形28

2.3.2切屑的类型29

2.3.3切屑控制31

2.4切削力与切削功率33

2.4.1切削力的来源33

2.4.2切削合力及其分解33

2.4.3切削功率34

2.5切削热与切削温度34

2.5.1切削热34

2.5.2切削温度35

2.6切削过程中的刀具磨损和破损35

2.6.1刀具磨损35

2.6.2刀具的破损39

2.6.3刀具耐用度和刀具寿命39

2.7数控刀具材料和标准40

2.7.1数控刀具材料40

2.7.2涂层刀具材料43

2.7.3硬切削材料分类代号45

2.7.4主要制造商硬切削材料对照46

2.8机夹可转位刀具49

2.8.1可转位刀片的代码及其标记方法49

2.8.2可转位刀片的夹紧方式49

2.9数控刀具系统53

2.9.1数控刀具系统分类53

2.9.2刀柄系统组成54

2.9.3Coromant Capto模块化快速换刀系统57

2.10常用工件材料加工性能60

2.10.1可加工性的衡量指标60

2.10.2影响材料的切削加工性的主要因素60

2.10.3常用工件材料61

2.11切削液64

2.11.1切削液的作用64

2.11.2切削液的种类64

2.11.3切削液的选择64

2.11.4切削液的加注方法65

2.12切削振动66

2.12.1切削振动分类66

2.12.2切削振动的原因和条件66

2.12.3消除刀具振动的途径和方法67

第3章工件的装夹

3.1机床夹具的组成、功能和分类73

3.1.1机床夹具的组成73

3.1.2机床夹具的主要功能73

3.1.3机床夹具的分类74

3.1.4数控加工夹具特点76

3.2组合夹具76

3.2.1组合夹具的分类76

3.2.2槽系组合夹具77

3.2.3孔系组合夹具80

3.2.4光面夹具80

3.2.5组合夹具元件的技术要求81

3.2.6组合夹具的组装81

3.2.7组合夹具特点81

3.3现代机床夹具的发展方向82

3.4工件定位的基本原理82

3.4.1六点定位原理82

3.4.2完全定位与不完全定位83

3.4.3欠定位、过定位83

3.4.4常见定位元件与定位方法86

3.4.5定位误差的分析计算87

3.5工件的夹紧92

3.5.1夹紧装置的组成及其基本要求92

3.5.2夹紧装置的设计原则93

3.5.3确定夹紧力的基本原则93

3.5.4夹紧机构的设计要求95

3.5.5常用的夹紧机构97

3.5.6夹紧动力源装置103

3.6铣床、车床夹具105

3.7数控机床夹具设计106

3.7.1数控机床夹具设计的原则106

3.7.2常用数控铣床夹具种类106

3.7.3机床夹具的基本要求107

3.7.4专用夹具的设计步骤107

3.8定位符号和夹紧符号的标注113

第4章数控加工工艺设计

4.1数控加工工艺概念124

4.1.1数控加工工艺特点124

4.1.2适合数控机床加工的零件125

4.1.3数控加工工艺过程的组成125

4.2数控加工工艺设计的主要内容126

4.2.1零件的分析126

4.2.2数控加工的工艺路线设计127

4.2.3数控加工工序设计127

4.2.4数控加工工作流程图138

4.3数控加工工艺路线的设计139

4.3.1定位基准的选择139

4.3.2精基准的选择原则139

4.3.3粗基准的选择原则140

4.3.4加工方法的选择142

4.3.5加工工序划分的原则144

4.3.6工序集中与工序分散原则145

4.3.7数控加工工序划分的特点145

4.4加工余量150

4.4.1加工余量的概念150

4.4.2影响最小加工余量的因素150

4.4.3误差复映151

4.4.4粗、精加工时选用切削用量的原则和方法154

第5章数控车削加工工艺

5.1概述156

5.2数控车床156

5.2.1数控车床的种类156

5.2.2数控车床的参数157

5.3数控车削加工工件的装夹159

5.3.1通用夹具159

5.3.2心轴类车床夹具162

5.3.3中心孔定位夹具165

5.3.4其他车削夹具167

5.4车削刀具169

5.4.1车削刀具的发展169

5.4.2车削刀具基本概念170

5.4.3车削基本刀具172

5.5数控车床加工工艺178

5.5.1数控车床加工工艺的主要内容178

5.5.2外圆车削182

5.5.3车内孔183

5.5.4切断和切槽184

5.5.5螺纹加工188

5.6轴类零件加工工艺193

5.6.1轴的技术要求193

5.6.2轴加工的工艺过程193

5.6.3轴类零件中心孔加工的方法193

5.6.4一夹一顶车削196

5.7套类零件加工工艺198

5.7.1套类零件的技术要求198

5.7.2套类零件的主要工艺方法198

第6章数控铣削加工工艺

6.1数控铣削的基本概念201

6.1.1数控铣削特点201

6.1.2数控铣削机床201

6.1.3数控铣削刀具202

6.2平面铣削207

6.2.1面铣刀的分类207

6.2.2面铣刀的几何角度和功能207

6.2.3常用面铣刀209

6.2.4薄径向切屑厚度铣削210

6.2.5薄切屑高进给铣削技术211

6.2.6顺铣、逆铣的特点212

6.2.7铣刀的位置213

6.2.8切削中应注意的几个问题215

6.2.9平面的铣削走刀路线216

6.2.10综合实例218

6.3几种常用刀具221

6.3.1立铣刀221

6.3.2波形立铣刀225

6.3.3键槽铣刀226

6.3.4球头刀226

6.3.5圆鼻刀227

6.3.6玉米铣刀228

6.4常用铣削方法228

6.4.1开槽228

6.4.2开孔或铣型腔230

6.4.3扩孔232

6.4.4方肩铣削233

6.4.5扩型腔234

6.4.6内圆角铣削235

6.5平面轮廓铣削238

6.5.1轮廓顺、逆铣238

6.5.2切向切入和切出238

6.6型腔铣削239

6.6.1型腔粗加工239

6.6.2型腔的半精、精铣加工239

6.6.3实例241

6.7孔加工241

6.7.1钻孔241

6.7.2镗削加工245

6.7.3铰削加工248

6.7.4铣削加工249

6.7.5螺纹铣削249

6.7.6倒角252

6.7.7内孔表面加工方法的选择253

6.8孔系零件加工254

6.8.1孔系零件的主要技术要求、材料和毛坯255

6.8.2孔系零件的工艺过程原则256

6.8.3孔系加工的尺寸计算257

6.8.4实例259

6.9综合实例260

6.9.1槽类变形件加工260

6.9.2薄板加工264

第7章高速切削工艺

7.1高速切削原理270

7.1.1萨洛蒙曲线270

7.1.2高速切削的概念270

7.1.3高速切削的特点271

7.1.4高速切削的应用273

7.2高速切削冷却方式275

7.3高速加工的相关技术介绍277

7.4高性能刀具材料及刀具技术277

7.4.1高速切削刀具的材料277

7.4.2高速铣削刀具的几何结构278

7.4.3高速铣削刀具的选择279

7.4.4高速铣削刀具的刀柄结构281

7.4.5刀杆夹紧刀具的方式281

7.4.6刀具的动平衡281

7.5高速切削机床282

7.5.1基本结构282

7.5.2电主轴283

7.5.3混合陶瓷轴承284

7.5.4高速伺服系统285

7.5.5高速CNC系统286

7.5.6高速切削机床安全防护与实时监控系统286

7.6高速切削机理286

7.7高速铣削加工工艺286

7.7.1CAD/CAM编程策略286

7.7.2高速切削的路径规划287

7.7.3高速铣削的工艺要求291

7.8高速加工方式293

7.8.1插铣293

7.8.2切片铣296

7.8.3摆线铣削297

本书围绕数控加工所涉及的机床、刀具、夹具、量具、工艺设计、工艺文件、数控车削、铣削、加工中心，高速切削工艺以及典型零件的数控加工工艺等内容，由浅入深，通过实例分析详细讲解，实用性强。书中融入了德国数控职业教育的经验和典型实例分析，有较强的先进性和实用性。本书收集、制作了国内外知名刀具、机床制造厂家的典型加工视频，方便读者学习。
本书可供数控加工技术人员学习和参考，也可作为机械设计制造及自动化专业本科生的教材，以及机械设计制造及自动化专业高职、电大、自考、网教学生的教材和其他机械类专业的教材。

作者权威：具有多年的企业数控加工实践经验，多次在德国进修，并作为访问学者在德国的西门子公司、双元制学校学习、交流；
内容先进、实用：书中融入了德国数控职业教育的优点和实例，对实例的工艺分析进行详尽的介绍，突出先进性、实用性；
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