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第1章 绪论1

1.1 数控技术的产生与发展1

1.1.1 与数控技术相关的几个概念1

1.1.2 数控技术的发展历程2

1.2 数控机床的组成3

1.2.1 输入／输出装置3

1.2.2 CNC装置（又称计算机数控装置）4

1.2.3 伺服系统4

1.2.4 位置与速度检测装置4

1.2.5 辅助控制装置4

1.2.6 机床本体5

1.3 数控机床的分类5

1.3.1 根据控制运动的轨迹分类5

1.3.2 根据伺服控制的方式分类6

1.3.3 按数控系统功能水平分类8

1.3.4 按制造方式分类8

1.4 数控技术的发展趋势8

1.5 数控机床的主要指标9

1.5.1 数控机床的精度指标9

1.5.2 数控机床的运动性能指标10

1.6 本章小结10

1.7 思考题与习题10

第2章 数控加工原理11

2.1 插补原理11

2.1.1 逐点比较法12

2.1.2 数字积分法12

2.2 直线及圆弧插补13

2.2.1 逐点比较法直线插补13

2.2.2 逐点比较法圆弧插补15

2.2.3 数字积分法直线插补18

2.2.4 数字积分法圆弧插补20

2.3 本章小结21

2.4 思考题与习题22

第3章 数控编程基础23

3.1 程序编制的概念、步骤和方法23

3.1.1 程序编制的概念23

3.1.2 程序编制的步骤23

3.1.3 程序编制的方法24

3.2 数控机床坐标系24

3.2.1 标准坐标系及其运动方向24

3.2.2 机床X、Y、Z坐标轴及其正方向25

3.2.3 机床坐标系与工件坐标系27

3.3 程序格式29

3.3.1 程序组成29

3.3.2 程序段格式30

3.3.3 程序分类30

3.4 准备功能字G指令30

3.4.1 坐标指令G90、G9131

3.4.2 工件坐标系原点设置指令G92、G53、G54～G5931

3.4.3 平面选择指令G17、G18、G1931

3.4.4 快速点定位指令G0032

3.4.5 插补指令G01、G02、G0332

3.4.6 刀具半径补偿指令G40、G41、G4233

3.4.7 刀具长度补偿指令G40、G43、G4434

3.4.8 暂停指令G0434

3.4.9 进给速度指令G94、G9534

3.4.10 主轴速度指令G96、G9734

3.4.11 固定循环指令G80、G81～G8934

3.5 辅助功能M指令及F、S、T指令35

3.5.1 辅助功能M指令35

3.5.2 进给速度功能F指令35

3.5.3 主轴转速功能S指令36

3.5.4 刀具功能T指令36

3.6 子程序及其应用36

3.6.1 编程格式36

3.6.2 调用格式36

3.6.3 子程序编程实例37

3.7 本章小结38

3.8 思考题与习题38

第4章 数控加工工艺39

4.1 数控加工工艺的特点39

4.2 数控加工工艺中刀具选择的说明41

4.3 数控加工工件的装夹45

4.4 六点定位原理46

4.5 本章小结50

4.6 思考题与习题50

第5章 数控车床的应用51

5.1 数控车床的坐标系统51

5.1.1 数控车床的坐标系51

5.1.2 机床参考点51

5.1.3 工件坐标系与工件原点52

5.1.4 工件坐标系设定53

5.2 数控车床对刀53

5.2.1 刀位点54

5.2.2 刀补的测量54

5.2.3 工件坐标系建立的步骤57

5.3 刀具长度补偿和刀尖圆弧半径补偿58

5.3.1 刀具长度补偿58

5.3.2 刀尖圆弧半径补偿59

5.3 数控车削常用编程指令62

5.3.1 程序原点指令62

5.3.2 单一固定循环指令63

5.3.3 复合固定循环指令70

5.3.4 螺纹加工指令77

5.4 数控车削实例87

5.5 本章小结92

5.6 思考题与习题92

第6章 数控铣床加工93

6.1 坐标系、机床原点、参考点、对刀方法93

6.1.1 坐标系93

6.1.2 机床原点和机床参考点93

6.1.3 对刀93

6.2 刀具半径补偿97

6.2.1 刀具半径补偿的目的97

6.2.2 刀具半径补偿功能的应用98

6.2.3 刀具半径补偿的方法99

6.3 数控铣床的镜像、旋转、比例缩放指令102

6.3.1 镜像102

6.3.2 旋转103

6.3.3 比例缩放107

6.4 本章小结109

6.5 思考题与习题110

第7章 数控钻、镗加工方法介绍111

7.1 数控钻床常用循环指令111

7.1.1 固定循环指令111

7.1.2 数控钻床常用循环指令112

7.2 数控钻床编程实例115

7.3 数控镗床常用指令117

7.3.1 粗镗孔循环117

7.3.2 精镗孔循环指令G76与反镗孔循环指令G87119

7.4 数控镗削编程综合实例120

7.5 本章小结122

7.6 思考题与习题122

第8章 数控加工中心123

8.1 数控加工中心简介123

8.1.1 加工中心概述123

8.1.2 加工中心的分类123

8.1.3 工艺特点125

8.2 数控加工中心应用范围126

8.2.1 立式加工中心126

8.2.2 卧式加工中心126

8.2.3 多工作台加工中心126

8.2.4 复合加工中心126

8.3 加工中心刀库换刀功能简介126

8.3.1 刀具在主轴中的定位126

8.3.2 自动换刀装置128

8.3.3 刀具库设置133

8.4 本章小结134

8.5 思考题与习题134

第9章 宏程序135

9.1 宏程序的原理及常用格式135

9.1.1 宏程序的原理135

9.1.2 宏程序的格式及调用135

9.1.3 宏程序的运算和转移指令136

9.1.4 控制指令137

9.2 宏程序应用实例139

9.3 本章小结147

9.4 思考题及习题147

第10章 数控电火花线切割加工机床与电火花成形加工机床149

10.1 电火花线切割加工的原理与特点149

10.1.1 电火花线切割加工的原理149

10.1.2 电火花线切割加工的特点150

10.1.3 数控电火花线切割机床的分类150

10.1.4 数控电火花线切割机床的主要技术参数152

10.2 数控电火花线切割机床的工艺参数152

10.2.1 脉冲参数的选择152

10.2.2 工艺参数的确定153

10.3 数控电火花线切割加工中电极丝的选择和调整153

10.3.1 电极丝的选择153

10.3.2 穿丝孔和电极丝位置的选择154

10.3.3 电极丝位置的调整154

10.4 数控电火花线切割机床的基本编程方法155

10.4.1 数控电火花线切割机床常用3B程序格式介绍156

10.4.2 常用3B程序格式应用实例158

10.4.3 数控电火花线切割机床ISO代码程序编制158

10.5 数控线切割机床的自动编程160

10.6 数控电火花成形加工的基本原理160

10.6.1 参数与主要工艺指标162

10.6.2 常用电极材料163

10.6.3 电火花成形加工机床的组成164

10.6.4 电火花成形加工机床编程简介170

10.7 本章小结176

10.8 思考题与习题176

第11章 数控加工CAM技术177

11.1 自动编程技术发展概述177

11.1.1 获得CAD模型177

11.1.2 加工工艺分析和规划177

11.1.3 加工参数设置178

11.1.4 生成刀具路径178

11.1.5 刀具路径检验178

11.1.6 后置处理178

11.2 MasterCAM软件介绍178

11.3 MasterCAM二维绘图及刀具路径定义179

11.3.1 二维实体绘图命令179

11.3.2 二维图形编辑188

11.3.3 MasterCAM参数绘图192

11.4 铣床二维刀具路径设置194

11.4.1 刀具设置194

11.4.2 工件设置197

11.4.3 材料设置199

11.4.4 操作设置和操作管理器199

11.4.5 刀具路径模拟201

11.4.6 加工模拟201

11.4.7 后置处理202

11.4.8 典型零件的二维加工实例203

11.5 MasterCAM三维建模216

11.5.1 加工造型的基本概念216

11.5.2 视角及构图面设置218

11.6 三维实体造型219

11.6.1 三维实体造型的基本含义219

11.6.2 三维实体造型指令220

11.6.3 三维实体布尔运算223

11.6.4 三维实体造型管理器（Solids Manager）224

11.6.5 实例224

11.7 MasterCAM三维刀具路径生成226

11.7.1 挖槽粗加工227

11.7.2 上壳型芯半精加工229

11.7.3 上壳型芯浅平面半精加工231

11.7.4 上壳型芯的曲面交角加工233

11.7.5 上壳型芯的精加工235

11.8 本章小结236

11.9 习题及思考题237

第12章 数控机床的故障诊断与维修239

12.1 数控机床故障的分类239

12.2 数控机床的安装与调试240

12.2.1 数控机床的安装240

12.2.2 数控机床安装的步骤241

12.3 数控机床的安全操作规程242

12.4 数控机床常见机械结构故障诊断与维修244

12.4.1 主传动系统的故障诊断与维修245

12.4.2 进给运动系统的故障诊断与维修246

12.4.3 传动系统的故障诊断与维修247

12.4.4 液压系统的常见故障诊断与维修247

12.4.5 自动换刀装置的故障诊断与维修248

12.5 数控机床常见电气系统故障诊断与维修249

12.5.1 数控机床中的常见开关及故障诊断249

12.5.2 空气开关的常见故障现象及诊断250

12.5.3 接触器常见故障及诊断251

12.5.4 继电器常见故障及诊断251

12.5.5 熔断器常见故障及诊断252

12.6 数控机床常见伺服单元故障诊断与维修253

12.7 数控系统硬件故障的检查与分析255

12.7.1 概述255

12.7.2 数控系统硬件故障诊断方法255

12.8 本章小结257

12.9 思考题与习题257

参考文献258