數控銑床零件編程與加工（簡體書）

《數控銑床零件編程與加工》以國家職業標準中級數控銑床銑工考核要求為基本依據，以工作任務項目式教學為導向，通過8個綜合模塊，在數控銑床結構認知、操作與安全生產的基礎上，重點講述了平面零件編程與加工、外形輪廓編程與加工、溝槽和內輪廓加工、孔和孔系加工（含鏜孔加工）、空間曲面編程加工及仿真、綜合零件（含配合件）加工等基本技能。
全書在內容上，主要講解了目前職業教育廣泛使用的華中數控系統，并與發那科系統進行了對比介紹，有利于學生掌握和實踐應用。在結構上，從職業院校學生基礎能力出發，遵循專業理論的學習規律和技能的形成規律，按照由簡到難的順序，設計一系列項目（課題），使學生在課題引領下學習數控銑床零件編程與加工的技能及相關的理論知識，避免理論教學與實踐相脫節。在形式上，通過教學目標和內容、項目任務與加工實訓、相關支撐知識與操作等形式，引導學生思考，突出關鍵部分和重點、難點，提高學生的實際編程與加工能力。
《數控銑床零件編程與加工》是國家示范性高等職業教育數控技術專業和課程建設的成果之一。本教材可作為高職高專院校、成人高校、中等職業學校等數控技術專業、機電一體化、模具設計與制造等相關專業的理實一體化教材，也可作為鑒定的培訓教材及相關工程技術人員的參考用書。

《數控銑床零件編程與加工》編輯推薦：國家級重點建設專業核心課程、按照企業產品生產過程或實際工作過程組織內容、骨干教師與企業專家共同編寫、與職業技能鑒定有機結合、配套電子課件。

本書是國家示范性專業建設的成果之一，它是我們努力實現“工學結合，校企合作”的人才培養模式，認真貫徹“以服務為宗旨，以就業為導向，走產學研合作的發展道路”的辦學方針，進行的項目化教學課程改革的系列教材。全書緊緊圍繞職業能力目標的實現，突出以能力為目標，以職業活動為導向，以學生為主體，以項目為載體，以實訓為手段，教學做一體，項目化教學。
本書以數控銑床、加工中心機床的編程與操作為核心，以華中數控系統為主，按照學習與教學的規律，深入淺出地詳細介紹數控加工工藝、數控銑削的編程、數控機床的操作以及典型零件的應用實例等內容。在內容編排上，分基礎知識和項目實訓兩部分。基礎知識中介紹了編程基礎知識、銑床安全操作規程、日常維護和保養，重點講解了華中數控銑床面板功能及操作方法與步驟、銑床常用刀具及對刀方法。項目實訓中以項目為載體，具體介紹了各種常見平面槽加工、輪廓加工、孔加工、凹槽加工、綜合零件加工的工藝分析、編程和加工操作要領。在形式上，通過項目能力目標、項目任務、項目相關知識點、項目實施、項目操作提示與備忘、項目思考與練習等形式，提出問題，認識問題，分析問題，解決問題，提出思考。
本書可作為高等職業技術學院和技師學院模具設計與制造、數控技術應用、機械制造及自動化等專業的教學用書，也可供有關工程技術人員、數控機床編程與操作人員學習及培訓使用。
本書由申曉龍擔任主編，由任成高、任東、王新德任副主編，李強、李美林、陳年華、羅皓、馬向陽、曹艷、陽華參編，全書由皮智謀主審。
本教材的編寫，得到了湖南工業職業技術學院領導和數控中心全體老師的大力支持，在此一并表示感謝。
由于編者水平所限，書中不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
編者

模塊一 數控銑床結構認知 1
第一部分 教學目標和內容 1
第二部分 數控銑床結構認知項目任務 1
第三部分 相關支撐知識與操作 5
思考與練習題 16

模塊二 數控銑床操作與安全生產 17
第一部分 教學目標和內容 17
第二部分 數控銑床安全生產與基本操作項目任務 17
第三部分 相關實訓知識與操作 30
思考與練習題 35

模塊三 平面零件編程與加工 36
第一部分 教學目標和內容 36
第二部分 平面零件編程與加工項目任務 36
第三部分 相關實訓知識與操作 41
思考與練習題 52

模塊四 外形輪廓編程與加工 53
第一部分 教學目標和內容 53
第二部分 外形輪廓零件項目任務與實訓 53
第三部分 相關支撐知識與操作 63
思考與練習題 69

模塊五 溝槽和內輪廓加工 71
第一部分 教學目標和內容 71
第二部分 具有溝槽和內輪廓零件的編程與加工 71
第三部分 相關實訓知識與操作 76
思考與練習題 89

模塊六 孔和孔系加工（含鏜孔加工） 91
第一部分 教學目標和內容 91
第二部分 孔和孔系（鉆、鉸、鏜、攻螺紋）加工項目任務與實訓 91
第三部分 相關支撐知識與操作 102
思考與練習題 111

模塊七 空間曲面編程加工及仿真 113
第一部分 教學目標和內容 113
第二部分 空間曲面編程加工及仿真項目任務與實訓 113
第三部分 相關實訓知識與操作 126
思考與練習題 137

模塊八 綜合零件（含配合件）加工 138
第一部分 教學目標和內容 138
第二部分 綜合零件（含配合件）項目任務的編程與加工 138
第三部分 用戶宏程序 161
思考與練習題 170

參考文獻 174

與普通機床的主傳動系統相比，數控機床在結構上比較簡單，這是因為變速功能全部或大部分由主軸電機的無級調速來承擔，省去了繁雜的齒輪變速機構，有些只有二級或三級齒輪變速系統用以擴大電機無級調速的范圍。
1.數控機床對主傳動系統的要求
數控機床主軸系統是數控機床的主運動傳動系統。數控機床主軸運動是機床成形運動之。它的精度決定了零件的加工精度。數控機床是具有高效率的機床，因此它的主軸系統必須滿足如下要求。
?具有更大的調速范圍并實現無級調速。數控機床為了保證加工時能選用合理的切削用量，從而獲得最高的生產率、加工精度和表面質量，必須具有更大的調速范圍。對于加工中心機床，為了適應各種工序和各種加工材料的要求，主軸系統的調速范圍還應進一步擴大。?具有較高的精度與剛度，傳動平穩，噪聲低。數控機床加工精度的提高，與主軸系統具有較高的精度密切相關。為此，要提高傳動件的制造精度與剛度，齒輪齒面高頻感應加熱淬火增加耐磨性；最後一級采用斜齒輪傳動，使傳動平穩；采用精度高的軸承及合理的支承跨距等，以提高主軸組件的剛性。?良好的抗振性和熱穩定性。數控機床在加工時，可能由于斷續切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自振等原因引起的沖擊力和交變力的干擾，使主軸產生振動、影響加工精度和表面粗糙度，嚴重時甚至可能破壞刀具和主軸系統中的零件，使其無法工作。主軸系統的發熱使其中所有零部件產生熱變形，降低傳動效率，破壞零部件之間的相對位置精度和運動精度，造成加工誤差。為此，主軸組件要有較高的固有頻率、實現動平衡、保持合適的配合間隙并進行循環潤滑等。
2主軸變速方式
（1）無級變速數控機床…般采用直流或交流主軸伺服電機實現主軸無級變速。交流主軸伺服電機及交流變頻驅動裝置（籠型感應交流電機配置矢量變頻調速系統），由于沒有電刷，不產生火花，所以使用壽命長，且性能已達到直流伺服系統的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。因此，目前應用較為廣泛。某數控機床的主軸功率轉矩特性如圖1-6所示。當機床處在連續運轉狀態下，主軸的轉速在437～3500r/min范圍內，主軸傳遞電機的全部功率11kW，為主軸的恒功率區域Ⅱ（實線）。在這個區域內，主軸的最大輸出轉矩（245N.m）隨著主軸轉速的增高而變小。主軸轉速在35～437r/min范剛內，主軸的輸出轉矩不變，稱為主軸的恒轉矩區域I（實線）。在這個區域內，主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉速的降低向減小。圖中虛線所示為電機超載（允許超載30min）時，恒功率區域和恒轉矩區域。電機的超載功率為15kW，超載的最人輸出轉矩為334N.m。