章數控加工技術基礎1

節數控設備簡介1

一、數控設備的產生與發展1

二、數控設備的工作原理、組成與特點3

三、數控設備的分類4

四、數控機床的坐標繫統6

第二節數控加工基礎8

一、數控加工的定義與特點8

二、數控加工中常用術語9

三、數控加工的工藝設計11

第三節數控程序編制基礎18

一、程序編制的內容與步驟18

二、程序編制的代碼標準19

三、NC程序的結構19

四、NC程序的常用功能字20

第四節數控加工技術的發展趨勢23

本章小結25

習題一26



第二章數控機床結構及其控制原理27

節計算機數控繫統27

一、CNC繫統的組成與特點27

二、CNC繫統的硬件結構27

三、CNC繫統軟件的組成與結構29

四、CNC繫統的控制原理31

第二節數控機床的位置檢測裝置49

一、概述49

二、旋轉變壓器50

三、感應同步器51

四、光柵53

五、脈衝編碼器54

第三節數控機床的進給伺服繫統56

一、概述56

二、開環進給伺服繫統與閉環進給伺服繫統57

三、CNC進給伺服繫統58

四、進給繫統的機械傳動結構59

第四節數控機床的主軸驅動及其機械結構62

一、主軸驅動及其控制62

二、主傳動的機械結構66

第五節可編程控制器(PLC)68

一、PLC的組成、特點與工作原理68

二、 PLC的應用70

本章小結72

習題二72



第三章數控車削加工技術74

節數控車床簡介74

一、概述74

二、數控車床的典型結構77

第二節數控車削的加工工藝與工裝80

一、數控車削加工的工藝分析80

二、數控車削加工與工裝82

第三節數控車削的程序編制86

一、數控車床的編程特點86

二、車削數控繫統功能86

三、數控車削編程基礎87

第四節數控車削加工實例98

一、數控車床的操作98

二、數控車削實例100

本章小結103

習題三103



第四章數控銑削加工技術105

節數控銑床簡介105

一、數控銑床的分類與結構特點105

二、數控銑床的主要功能106

三、數控銑床主要加工對像108

第二節數控銑削的加工工藝與工裝109

一、選擇並確定數控銑削的加工部位與內容109

二、加工信息的讀取與工藝性分析110

三、毛坯的選擇111

四、加工表面的加工方案111

五、制訂工藝路線111

六、數控銑削工序設計112

七、對刀點與換刀點的選擇113

八、數控刀具繫統114

九、夾具117

十、數控回轉工作臺與數控分度頭119

十一、量具119

第三節數控銑削的程序編制119

一、數控銑削編程的特點119

二、加工程序代碼標準120

三、數控銑床坐標繫與工件坐標繫設定120

四、刀具補償121

五、編程實例123

第四節數控銑削加工實例127

本章小結130

習題四131



第五章加工中心加工技術133

節加工中心簡介133

一、加工中心的分類與結構特點133

二、加工中心的主要功能135

三、加工中心的主要加工對像135

第二節加工中心的加工工藝與工裝137

一、加工中心的工藝特點137

二、加工中心的工藝路線設計137

三、加工中心的工步設計138

四、工件的定位與裝夾139

五、加工中心刀具的選用140

六、換刀點144

第三節加工中心的程序編制144

一、加工中心的編程要求144

二、換刀程序的編制144

三、固定循環功能145

第四節加工中心加工實例151

本章小結155

習題五156



第六章數控特種加工技術157

節數控電火花成形加工技術157

一、數控電火花成形加工簡介157

二、數控電火花成形加工的一般工藝規律162

三、數控電火花成形加工工藝過程與實例167

第二節數控電火花線切割加工技術170

一、數控電火花線切割加工簡介170

二、數控電火花線切割加工的工藝與工裝173

三、數控電火花線切割加工機床編程176

四、數控電火花線切割加工實例181

本章小結185

習題六185



第七章數控自動編程技術187

節數控自動編程概述187

一、自動編程的基本知識187

二、圖形交互式自動編程繫統190

第二節MasterCAM的工作環境190

一、 MasterCAM的主要特點與功能190

二、 MasterCAM產生NC的工作程序191

三、 MasterCAM工作環境191

第三節2D構圖與刀具路徑的生成194

一、 2D基本幾何繪圖194

二、幾何圖形的編輯196

三、 2D刀具路徑的生成196

第四節相關性應用與後置處理208

一、操作管理208

二、路徑轉換213

三、刀具路徑合並214

四、後置處理215

五、2D自動編程實例215

第五節3D構圖與刀具路徑的生成218

一、3D構圖基礎218

二、3D曲面構造與編輯223

三、3D刀具路徑的產生與編輯228

第六節利用自動編程加工零件綜合實例231

本章小結234

習題七235



第八章數控加工應用技術237

節數控機床的選用237

一、選用依據237

二、選用內容238

三、購置訂貨時應注意的問題240

第二節數控機床的安裝與調試241

一、安裝調試的準備工作241

二、安裝調試的配合工作241

三、安裝調試的組織工作242

第三節數控機床的檢測、驗收與設備管理242

一、數控機床的檢測與驗收242

二、數控機床的設備管理244

第四節數控機床的維修245

一、數控機床維修概述245

二、數控機床的故障診斷247

三、數控機床的故障維修251

四、數控機床故障診斷與維修綜合實例255

本章小結256

習題八257



參考文獻258

數控加工是機械制造中的先進加工技術，它的廣泛使用給機械制造業的生產方式、產品結構、產業結構帶來了深刻的變化，是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎。為適應這種發展趨勢，全國專門課開發指導委員會組織全國有關院校，先後召開多次會議，成立了各專業專門課開發小組，確定了“數控加工技術”課程基本要求，從該課程的教育目標及知識、能力和素質要求出發，按照該課程的編寫大綱，於2002年出版了本書版。作為國家精品課程數控加工技術的使用教材，本書於2008年進行了修訂，並於2011年獲普通高等教育“十一五”規劃教材。為滿足精品資源共享課使用教材的要求，按照應用型人纔培養目標和工程教育機械類專業認證標準，本書於2015年再次修訂。為適應當前國家一流本科專業建設的課程改革及教材使用要求，今年我們又對本書進行了修訂。

采用數控加工，首先必須熟悉數控機床的結構及其控制原理，掌握合理的數控加工工藝，編制出優化的數控加工程序。本書正是從數控加工實用的角度出發，分析了數控機床各組成部分的控制原理，重點討論了數控車削、數控銑削、加工中心加工和數控特種加工等數控加工工藝及工裝、程序編制和加工實例。為提高數控加工技術應用的水平，還介紹了數控自動編程和數控加工應用的相關技術。

本書內容重點突出，強調理論與實踐相結合，突出實踐能力與創新精神培養;文字簡練，圖文並茂;各章均附有小結和習題，以便於歸納總結，及時鞏固所學知識。

本書的內容已制作成用於多媒體教學的PPT課件，如有需要，請發電子郵件至cipedu@163.com獲取，或登錄www.cipedu.com.cn免費下載。

本書由明瑞擔任主編， 陳書涵擔任副主編，編寫具體分工為:章、第二章、第六章、第八章由明瑞、張繼紅、劉季鼕、張柱銀、熊顯文編寫，第三章由陳書涵、盧定軍、何延剛編寫，第四章、周靜、張鑫編寫，第五章由劉季鼕、陳書涵、劉贛華、張克昌編寫，第七章由李灣、姚建民、王海波、周首傑編寫。全書由明興祖教授主審。

限於編者的水平和經驗，書中難免有不足之處，懇請廣大讀者批評指正。



編者

2022年6月