數控加工工藝與編程（簡體書）

《數控加工工藝與編程》針對高職高專側重培養數控機床操作能力的教學目的編寫，將數控加工工藝、編程和實訓有機結合，突破了將工藝和設備作為一門課程，將編程與操作內容作為另一門課程的傳統教學模式。《數控加工工藝與編程》主要內容包括數控加工的概念，數控加工工藝規程制定的方法與步驟，數控機床編程的基本知識，數控銑削、數控車削、加工中心工藝與編程，數控和自動編程以及數控編程實訓。《數控加工工藝與編程》可用于高職高專項目化教學，在內容編寫時按照每個項目的要求選擇相應的加工方案、夾具、刀具及程序等。《數控加工工藝與編程》內容結合“數控中高級”技能鑒定的人才培養要求，把職業資格標準融入教材編寫中，並在書後附有技能鑒定模擬試題，可供學生考取職業資格證書和參加技能比賽參考。
《數控加工工藝與編程》可供機械設計與製造、機電一體化等專業教學使用，也可供相關專業技術人員參考。

《數控加工工藝與編程》可供機械設計與制造、機電一體化等專業教學使用，也可供相關專業技術人員參考。

1數控加工概述
1.1數控加工的概念
1.2數控機床的組成
1.3常見數控機床的類型
1.3.1按控制功能分類
1.3.2按進給伺服系統類型分類
1.3.3按工藝用途（機床類型）分類
1.4數控加工的特點及應用
1.4.1數控加工工藝的特點
1.4.2數控加工的適應性
1.5數控加工的步驟
1.6數控技術的現狀與發展方向

2數控加工工藝基礎
2.1工件在數控機床上的裝夾
2.1.1工件定位的基本原理
2.1.2定位方法與定位基準的選擇
2.1.3工件的夾緊
2.2數控加工工藝概述
2.2.1編制數控加工工藝應注意的問題
2.2.2數控加工工藝的基本特點
2.2.3數控加工工藝的主要內容
2.3數控加工工藝規程的制訂
2.3.1毛坯種類及選擇
2.3.2定位基準的選擇
2.3.3零件數控加工工藝路線的擬定
2.3.4加工餘量的確定
2.3.5工序尺寸的計算
2.3.6工藝尺寸鏈
2.3.7機床工藝裝備的選擇
2.3.8切削用量的確定
2.4數控加工工藝文件的編制
2.4.1數控加工工序卡片
2.4.2數控刀具卡片
2.4.3數控加工走刀路線圖
2.5綜合實訓
2.5.1綜合實例1——軸套類零件的工藝分析、編程及操作
2.5.2綜合實例2——車圓球錐軸
2.5.3實訓練習
本章小結
習題

3數控編程基礎
3.1數控機床的坐標系統
3.1.1標準坐標系及其運動方向
3.1.2數控機床的兩種坐標系
3.2數控編程的種類及步驟
3.2.1數控編程的種類
3.2.2手工編程的步驟
3.3數控程序的指令代碼
3.3.1準備功能字G
3.3.2F、S、T指令
3.3.3M指令
3.4數控加工程序的結構
3.4.1數控加工程序的構成
3.4.2數控加工程序的分類
本章小結
習題

4數控車削工藝與編程
4.1數控車削加工工藝分析
4.1.1零件數控車削加工方案的擬定
4.1.2車刀的類型及選用
4.1.3選擇切削用量
4.1.4確定裝夾方法
4.2數控車床的編程特點
4.2.1數控車床編程坐標系的建立
4.2.2數控車床及車削中心的編程特點
4.2.3絕對編程方式與增量編程方式
4.3BEIJING?FANUC0iMate?TC系統的G代碼在數控車削中的應用
4.3.1進給功能設定（G98、G99）
4.3.2主軸轉速功能設定（G97、G96、G50）
4.3.3刀具功能（T指令）
4.3.4工件坐標系設定（G50）
4.3.5自動回機床參考點（G28）
4.3.6基本移動G指令（G00、G01、G02、G03）
4.3.7暫停指令（G04）
4.3.8刀尖圓弧半徑補償（G41、G42、G40）
4.3.9車螺紋（G32）
4.3.10車削固定循環功能
4.3.11編程實例
4.4典型車削零件的編程實例
4.4.1軸類零件的編程實例
4.4.2軸套類零件的編程實例
本章小結
習題

5數控銑削工藝與編程
5.1數控銑削加工工藝分析
5.1.1零件數控銑削加工方案的擬定
5.1.2銑削刀具的類型及選用
5.1.3確定切削用量
5.1.4確定裝夾方法
5.2數控銑床的編程特點
5.2.1數控銑床的編程特點
5.2.2絕對編程方式（G90）與增量編程方式（G91）
5.3FANUC?0iMA系統的G代碼在數控銑削中的應用
5.3.1F、S、T功能
5.3.2工件坐標系設定（G92，G54～G59）
5.3.3快速點位運動（G00）
5.3.4直線插補（G01）
5.3.5插補平面選擇（G17、G18、G19）
5.3.6圓弧插補（G02、G03）
5.3.7螺旋線插補（G02、G03）
5.3.8任意角度倒角/拐角圓弧
5.3.9刀具半徑補償（G41、G42、G40）
5.3.10刀具長度補償（G43、G44、G49）
5.3.11子程序（M98、M99）
5.4典型零件的鏜銑加工工藝分析及編程
5.4.1蓋板零件鏜銑加工工藝及編程
5.4.2支承套零件的加工工藝及編程
本章小結
習題

6加工中心的程序編制
6.1加工中心程序編制基礎
6.1.1加工中心的主要功能
6.1.2加工中心的工藝及裝備
6.1.3加工中心編程的特點
6.2FANUC系統固定循環功能（G81、G76、G73、G84等）
6.2.1固定循環的特點
6.2.2常用孔加工固定循環指令
6.2.3使用孔加工固定循環的注意事項
6.2.4固定孔循環應用實例

7數控加工自動編程
7.1自動編程概述
7.1.1自動編程的特點
7.1.2自動編程軟件的分類
7.1.3自動編程的工作過程
7.2典型CAD/CAM軟件介紹
7.2.1通用性系統軟件
7.2.2單功能系統
本章小結
習題

8綜合實訓
8.1中級數控車床編程實例
8.1.1階梯軸類工件加工
8.1.2螺紋類工件加工
8.2高級數控車床編程實例
8.2.1配合件加工
8.2.2車非圓曲線類件加工
8.3加工中心編程、操作實例
8.3.1數控加工中心中級編程實例
8.3.2數控加工中心高級編程實例

附錄數控加工模擬試卷
數控車床操作工高級試卷（A）
數控車床操作工高級試卷（B）
加工中心操作工高級試卷（A）
加工中心操作工高級試卷（B）
模擬試卷參考答案
參考文獻

③便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合得更好 粗加工后，一般要安排去應力的時效處理，以消除內應力。精加工前要安排淬火等最終熱處理，其變形可以通過精加工予以消除。
④有利于及早發現毛坯的缺陷（如鑄件的砂眼氣孔等） 粗加工時去除了加工表面的大部分余量，若發現了毛坯缺陷，應及時予以報廢，以免繼續加工造成工時的浪費。
應當指出：加工階段的劃分不是絕對的，必須根據工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。一般說來，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應越細；當工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或少分階段；重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一次裝夾下完成粗精加工，為了彌補不分階段帶來的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，再繼續進行精加工工步。
2.3.3.3加工順序的安排
（1）切削加工順序的安排
①先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。
②先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。
③先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。
④基面先行 用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工（有時包括精加工），然后再以精基面定位加工其他表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工。
（2）熱處理工序的安排
熱處理可以提高材料的力學性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應力。在制訂工藝路線時，應根據零件的技術要求和材料的性質，合理地安排熱處理工序。
①退火與正火 退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細化晶粒，改善金屬的加工性能。對高碳鋼零件用退火降低其硬度，對低碳鋼零件用正火提高其硬度，以獲得適中的較好的可切削性，同時能消除毛坯制造中的應力。退火與正火一般安排在機械加工之前進行。
②時效處理 以消除內應力、減少工件變形為目的。為了消除殘余應力，在工藝過程中需安排時效處理。對于一般鑄件，常在粗加工前或粗加工后安排一次時效處理；對于要求較高的零件，在半精加工后尚需再安排一次時效處理；對于一些剛性較差、精度要求特別高的重要零件（如精密絲杠、主軸等），常常在每個加工階段之間都安排一次時效處理。
③調質 對零件淬火后再高溫回火，能消除內應力、改善加工性能并能獲得較好的綜合力學性能。一般安排在粗加工之后進行。對一些性能要求不高的零件，調質也常作為最終熱處理。
④淬火、滲碳淬火和滲氮 它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工（磨削）之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。