數控加工手冊第3卷

內容簡介

本手冊結合航空航天、汽車工業等高端製造行業的套用需求，以數控工具機和數控加工工藝為主線，系統整理和總結了數控加工相關的關鍵技術和方法、標準數據資料、典型工藝編程實例等內容，並將逐步採用多種數字媒體形式出版。

本手冊分為4卷，共8篇。第1卷包括第1篇數控加工常用資料（共3章）和第2篇數控工具機（共20章）；第2卷包括第3篇數控刀具（共16章）和第4篇工具機夾具、組合夾具與工具機輔具（共20章）；第3卷包括第5篇數控加工工藝（共11章）和第6篇數控編程技術（共12章）；第4卷包括第7篇數控測量技術（共8章）和第8篇常用數控系統（共7章）。

圖書目錄

第5篇 數控加工工藝

第1章數控車削加工工藝

1.1數控車削加工的工藝特點53

1.2數控車削加工工藝的制定53

1.2.1零件加工工藝分析53

122工藝路線設計53

123數控車床選擇53

124工件裝夾方式和夾具設計55

125刀具選擇55

126進給路線規劃57

127切削用量選擇510

128數控車削編程513

13典型零件加工工藝的制定514

131軸類零件514

132軸套類零件515

133盤、環類零件516

14超精密數控車削517

141超精密加工技術概況517

142超精密數控車削的工藝特點518

143超精密數控車削工藝的制定520

144典型零件的超精密數控車削工藝522

第2章數控銑削加工工藝

21數控銑床概述525

211數控銑床的工作原理、結構及

組成525

212數控銑床的分類525

213數控銑床的主要功能526

22數控銑削加工工藝特點及其加工對象526

221數控銑削加工的工藝特點526

222數控銑削的主要加工對象527

23數控銑削加工工藝的制訂528

231零件數控銑削加工工藝分析528

232數控銑床的選擇528

233加工方案的確定529

234加工工序的劃分533

235裝夾方案和夾具的選擇533

236數控銑刀的選擇536

237切削用量的確定542

24典型零件的加工工藝分析544

241平面類零件的加工工藝分析544

242模具類零件的加工工藝分析546

243葉片類零件的加工工藝分析547

244葉盤類零件的加工工藝分析547

245機匣類零件的加工工藝分析552

第3章高速銑削加工工藝

31高速銑削概述555

311高速切削技術的發展555

312高速切削原理555

313高速銑床的結構555

314高速銑床的刀具單元557

32高速銑削工藝設計562

321高速銑削的工藝特點562

322高速銑削的主要加工對象563

323高速銑削工藝規劃566

33高速銑削典型工藝分析574

331高硬度零件高速銑削工藝分析574

332薄壁零件高速銑削工藝分析582

333難加工材料零件高速銑削工藝

分析584

第4章加工中心加工工藝

41加工中心的工藝特點和加工對象587

411加工中心的工藝特點587

412加工中心的主要加工對象588

42加工中心加工工藝方案制訂589

421零件工藝分析589

422加工中心的選用589

423零件工藝設計593

43銑床變速箱體的加工中心加工工藝5103

第5章數控電火花線切割加工工藝

51電火花線切割加工過程5107

511圖樣分析5107

512編程5107

513加工5107

514檢驗5108

52穿絲孔、起切點及走絲路線確定5108

521穿絲孔的確定5108

522穿絲孔中心的確定5109

523起切點的確定5109

524走絲路線的確定5109

53線切割工藝參數的選擇5109

531矩形波脈衝電源5109

532根據加工對象合理選擇電參數5111

54常用夾具及工件裝夾5113

541常用夾具5113

542工件裝夾的一般要求5113

543工件的正確裝夾方法5113

55線切割加工工藝的影響因素5117

551線切割工作液對工藝指標的影響5117

552電極絲對線切割工藝性能的影響5118

56穿絲孔的加工及其影響5119

561穿絲孔精度對定位誤差的影響5119

562提高工藝孔定位精度的方法5119

563穿絲孔的加工方法5120

57典型工件的電火花線切割加工方法5120

571複雜工件的電火花線切割加工

方法5120

572切割不易裝夾工件的加工方法5120

573切割薄片工件5120

第6章互動式圖像編程中的工藝處理

61互動式圖像編程簡介5123

62二坐標平面輪廓數控加工互動式圖像

編程5123

621二坐標數控加工對象分類5123

622二坐標數控加工刀具半徑補償5124

623數控加工編程參數5125

624二維圖像NC編程中應特別注意的

問題5125

63多坐標互動式圖像編程5127

631概述5127

632參數線法加工5128

633截平面法加工5128

634投影法加工5130

635四坐標互動式圖像編程5132

636五坐標互動式圖像編程5133

64數控車削實例5134

65數控銑削實例5137

651平面類零件數控銑削5137

652殼體類零件數控銑削5139

653模具類零件數控銑削5141

654葉片類零件數控銑削5145

655葉輪類零件數控銑削5148

656螺旋類零件數控銑削5149

657機匣類零件數控銑削5151

658框肋類零件數控銑削5154

第7章機械加工工藝規程

71機械加工工藝規程的制定5159

711機械加工工藝規程的作用5159

712制定機械加工工藝規程的程式5159

713工藝過程設計5159

714工序設計5159

715時間定額的組成及縮減單件時間的

措施5161

716工藝工作程式及工藝檔案5161

72工藝尺寸鏈的特點5164

73工藝裝備設計任務書填寫示例5164

74工藝裝備編號方法5164

75工藝裝備設計管理導則、工藝裝備設計

選擇規則5172

751工裝設計選擇的規則5172

752工裝設計的選擇程式5172

753工裝設計選擇需用的技術檔案與

經濟指標5173

754工裝設計經濟效果的評價5173

76工藝裝備設計任務書的編制規則5174

77專用工藝裝備設計圖樣及設計檔案

格式5175

771專用工藝裝備設計檔案格式5175

772專用工藝裝備設計檔案填寫規則5181

78製造工藝的描述與表達5183

79通用製造工藝編碼方案5221

第8章數控工具機通用技術條件

81數控工具機系統的通用技術條件5240

82數控工具機交流伺服電動機的通用技術

條件5243

821型號命名5243

822環境適應性5243

823外觀及裝配質量5243

824電氣性能要求5244

825電動機的安裝5244

826可靠性試驗5246

827振動試驗5246

828衝擊試驗5246

829出廠檢驗項目及規則5246

83數控工具機交流伺服驅動單元的通用技術

條件5254

84數控工具機交流主軸電動機通用技術

條件5263

85數控工具機直流伺服電動機通用技術條件5269

86數控工具機直流主軸驅動單元通用技術

條件5280

87數控工具機直流主軸電動機通用技術

條件5287

88數控工具機直流伺服驅動單元通用技術

條件5292

第9章數控系統的插補原理

91逐點比較5300

911逐點比較法直線插補5300

912逐點比較法圓弧插補5301

913逐點比較法插補軟體5304

914逐點比較法算法的改進5307

92數字積分插補法5307

921數字積分法直線插補5308

922數字積分法圓弧插補5309

923空間直線插補5311

924改進DDA插補質量的措施5312

93數據採樣插補法5315

931數據採樣插補法原理5315

932時間分割法插補原理5316

94數字脈衝乘法器5317

941數字脈衝相乘法插補的基本原理5317

942數字脈衝相乘法直線插補5318

95比較積分法5318

951比較積分法的原理5318

952圓弧插補運算5319

953直線及一般二次曲線的插補算法5320

96橢圓插補方法5321

961橢圓插補基本原理5321

962橢圓插補終點判別處理5321

963橢圓插補精度分析5322

97高次曲線樣條插補方法5322

971參數三次樣條插補原理5322

972參數三次樣條插補基本算法5323

973參數三次樣條插補輪廓誤差分析5323

98螺紋加工算法5324

981固定螺距的螺紋加工算法5324

982變動螺距的螺紋加工算法5326

第10章數控加工中的刀具補償

101數控系統的刀具補償原理5327

102刀具長度補償5327

1021刀具長度補償的原理5327

1022刀具長度補償的指令格式及

方法5328

103刀具半徑補償5329

1031刀具半徑補償的原理5329

1032刀具半徑補償指令5331

104刀具補償類型及判別方法5332

105刀具補償算法5335

1051刀具長度的補償算法5335

1052刀具半徑的補償算法5336

106刀具補償在工具機中的運用5337

1061刀具補償在FANUC中的運用5337

1062刀具補償在SINUMERIK 840D

五軸聯動工具機中的套用5339

第11章數控加工程式的輸入

111紙帶閱讀機輸入方式5343

112鍵盤輸入方式5343

113存儲器輸入方式5344

114通信方式輸入5345

1141RS232C接口5346

1142乙太網接口5348

1143Profibus匯流排接口5350

115新型數控系統的無線輸入方式5352

參考文獻5354

第6篇 數控編程技術

第1章數控編程基礎

11數控編程的內容和方法63

111數控編程的內容63

112數控編程的方法63

113數控編程的步驟63

12程式段格式和程式結構64

121程式段格式64

122程式結構64

13數控編程常用功能指令66

131準備功能G指令66

132輔助功能M指令68

133進給速度F指令、主軸轉速S指令及

刀具功能T指令68

134固定循環指令69

135子程式（宏指令）及其調用指令614

14數控鏜銑程式編制618

141數控程式編制的預處理618

142二維輪廓數控加工程式編制622

143孔數控加工程式編制625

15數控車床的程式編制626

151編程坐標系626

152數控車床的重要功能626

第2章數控編程中的工藝分析

21數控加工工藝的基本特點及基本內容629

211數控加工工藝的基本特點629

212數控加工工藝的基本內容629

22數控加工工藝分析與工藝設計630

221數控工具機的合理選擇630

222確定典型加工工件“族”631

223典型零件族的工藝規程設計631

224數控工具機主要特徵規格的選擇632

225工具機精度的選擇633

226數控系統的選擇635

227自動換刀裝備（ATC）、刀柄的選擇

配置和自動交換工作檯（APC）635

228工具機選擇功能及附屬檔案的選擇636

23零件的加工工藝性分析637

231零件圖樣上給出的尺寸數據應便於

編程637

232零件的結構工藝性應符合數控加工的

要求638

233保證獲得設計要求的加工精度638

234分析零件的變形情況638

235充分考慮到毛坯的結構工藝性639

24加工方法的選擇與加工方案的設計

原則640

241加工方法的選擇640

242加工方案的設計原則641

25工藝路線的設計642

251數控加工工序設計的主要任務642

252工序的劃分642

253確定走刀路線和工步順序644

26零件的裝夾方法與夾具的選擇645

261零件的裝夾645

262夾具的選擇648

27加工路線的確定648

271加工路線的確定原則648

272輔助程式段的設計648

28刀具的選擇651

29切削用量的確定651

291切削用量的選擇原則651

292切削用量的選擇方法651

210對刀點與換刀點以及走刀路線的確定653

2101對刀點的確定653

2102換刀點的確定653

2103刀具走刀路線的確定653

211數控加工工藝檔案655

2111數控加工工序卡655

2112數控加工刀具卡656

2113數控加工程式單656

第3章數控編程中的數學處理

31數值計算658

311基點和節點的坐標計算658

312刀位點軌跡的計算658

313輔助計算658

32直線圓弧系統零件輪廓的基點坐標

計算659

321聯立方程組法求解基點坐標659

322三角函式法求解基點坐標660

323三角函式法求解刀位點軌跡的基點

坐標661

33非圓曲線節點坐標的計算664

331非圓曲線節點坐標的計算步驟664

332非圓曲線節點坐標的計算方法665

34列表曲線型值點坐標的計算667

341牛頓插值法667

342雙圓弧法668

343樣條函式法668

35簡單立體型面零件的數值計算669

第4章APT語言編程

41概述671

411數控語言輔助編程的基本概念671

412數控語言的編程系統671

42APT數控語言自動編程671

421刀具軌跡的相關概念671

422零件源程式的組成672

423APT語言的基本要素672

424APT語言的語句673

43APT語言編寫數控加工源程式實例677

431APT語言編寫零件源程式的方法及

步驟677

432APT語言編寫數控加工源程式

實例677

44ISO 4342數控語言自動編程680

441語句成分680

442語句的結構形式682

443語句的類型682

45APT加工程式編制的形式695

451APT程式695

452程式說明696

第5章基於CAD/CAM互動式圖像編程

51CAD/CAM技術介紹6100

511CAD/CAM技術的定義6100

512CAD/CAM的基本內容6100

513CAD/CAM系統總體結構6101

514CAD/CAM系統應具備的功能6101

515目前國內外的CAD/CAM軟體6101

516CAD/CAM技術套用的重要性及

套用領域6103

517CAD/CAM套用層次6104

52常用CAD/CAM系統基本造型方法6105

521CAD/CAM建模技術6105

522CAD/CAM曲線造型方法6106

523CAD/CAM曲面造型方法6108

524CAD/CAM實體造型方法6112

53刀具軌跡生成6114

531數控自動編程過程6114

532二坐標刀位軌跡規劃6116

533三坐標刀位軌跡生成方法6120

534多坐標端銑刀位軌跡生成方法6122

535多坐標側銑刀位軌跡生成方法6126

536刀位軌跡編輯6130

537刀位軌跡驗證6136

54後置處理6142

541後置處理基本概念6142

542後置處理算法6143

543通用後置處理系統原理及實現

途徑6147

55數控加工過程仿真6149

551數控加工過程仿真目的6149

552數控加工過程仿真軟體6149

553數控加工過程仿真過程6150

第6章數控銑削加工編程

61數控銑削加工概述6151

611數控銑床的概述6151

612數控銑削的加工對象6151

613數控銑削加工的特點6153

62數控銑削加工工藝處理6153

621零件的工藝分析6154

622裝夾方案的確定6154

623刀具的選擇6155

624切削參數的選擇6156

625進給線路的確定6156

63數控銑削編程概述6158

631數控銑床的編程特點6158

632數控銑削編程時應注意的問題6158

633數控銑削編程中的坐標系6159

634數控系統的指令代碼6160

64常用指令的編程方法6163

641坐標系統與尺寸的編程6163

642刀具功能T、主軸轉速功能S和

進給功能F6164

643常用的輔助功能6164

65運動路徑控制指令的編程6165

651快速線性移動指令G006165

652帶進給率的線性插補指令G016165

653圓弧插補指令G02/G036166

654暫停指令G046167

66刀具補償指令及其編程6167

661銑削加工時的刀具路徑6167

662刀具半徑補償6168

663刀具長度補償6169

67FANUC固定循環6170

671固定循環的動作6170

672常用的固定循環6172

68子程式及其調用6177

69銑削編程綜合實例6179

第7章數控車削加工的編程

71數控車削加工概述6182

711數控車床的概述6182

712數控車削的加工特點6182

713數控車削加工工藝6183

72數控車削編程概述6183

721數控車削的編程特點6183

722車床數控系統的功能與指令代碼6183

723數控車削編程中的有關問題6185

73基本功能及其指令的編程6188

731尺寸系統6188

732刀具功能T、主軸轉速功能S和

進給功能F6190

733常用的輔助功能6190

74插補指令的編程6190

741快速線性移動指令G006190

742帶進給率的線性插補指令G016192

743圓弧插補指令G02/G036192

744螺紋車削加工指令6194

745暫停指令G046196

75刀具補償指令及其編程6196

751不具備刀具半徑補償功能時的

編程6197

752具備刀具半徑補償功能時的編程6197

76固定循環6199

761簡單固定循環6199

762複合固定循環6202

77數控車削加工實例6205

第8章電火花線切割數控編程技術

81數控電火花線切割加工概述6209

811電火花線切割的基本原理6209

812電火花線切割加工走絲原理6209

813X、Y坐標台運動原理6210

814電火花線切割的加工特點6210

815電火花線切割的工藝範圍6210

816電火花線切割工具機的基本結構6210

82電火花線切割的工藝與工裝6211

821工藝分析6212

822切割路線的確定6212

823電極絲初始位置的確定6212

824加工條件的選擇6214

83電火花線切割編程方法6215

8313B代碼編程6215

832ISO代碼及其編程6218

84計算機自動編製程序6220

第9章加工中心工藝與編程技術

91加工中心概述6222

911加工中心的組成、分類、結構

特點6222

912加工中心的主要功能6224

913加工中心的主要加工對象6224

914加工中心的發展6224

92加工中心編程基礎6225

921加工中心程式編制的目的6225

922加工中心程式編制的特點6225

923加工中心程式編制的方法6225

924加工中心的坐標系統6226

925準備功能6226

926主軸、刀具和輔助功能6227

93加工中心基本指令的編程6228

931換刀指令6228

932參考點操作指令的編程6229

933常用指令的編程6229

94圓弧程式的編制6229

941圓心法圓弧加工程式的編制6229

942半徑法圓弧加工程式的編制6229

95固定循環功能6230

951固定循環功能6230

952固定循環指令6231

953固定循環中重複次數的使用方法6234

96加工中心典型零件編程舉例6235

第10章典型數控加工編程系統Mastercam

101Mastercam X6系統功能與環境6237

1011系統模組功能6237

1012系統安裝與啟動6237

1013安裝Mastercam X66237

1014啟動Mastercam X66239

1015工作界面6239

1016系統選單與工具6240

1017系統設定6240

1018設定坐標系6248

1019視圖操作6251

10110圖層管理6252

10111檔案管理6252

10112數控編程的基本流程6255

102加工造型6256

1021概述6256

1022曲線造型6256

1023編輯曲線6263

1024曲面造型6274

1025編輯曲面6281

1026實體造型6288

1027編輯實體6293

1028操作管理器6296

1029輸入其他格式圖形6297

103刀具設定和工件設定6298

1031刀具設定6298

1032工件設定6305

104孔位加工6308

1041孔位加工概述6308

1042設定孔位加工參數6309

1043創建孔位加工的刀具軌跡6310

105平面銑削加工6311

1051平面銑削加工概述6311

1052設定平面銑削參數6311

1053創建平面銑削加工的刀具軌跡6313

106輪廓銑削加工6314

1061輪廓銑削加工概述6314

1062輪廓銑削常用參數設定6314

1063創建輪廓銑削加工的刀具軌跡6320

107挖槽銑削加工6321

1071挖槽銑削加工概述6321

1072挖槽銑削加工參數設定6321

1073創建挖槽銑削加工的刀具軌跡6324

108曲面銑削加工6325

1081曲面銑削加工概述6325

1082曲面加工的公共參數設定6326

1083曲面粗加工6328

1084曲面精加工6342

109車削加工6351

1091車削加工概述6351

1092粗車、精車加工6358

1093端面車削加工6362

1094切槽加工6362

1095螺紋加工6366

1096鑽孔加工6368

1097切斷加工6368

1098創建車削加工的刀具軌跡6370

1010刀具路徑的管理、校驗與後置處理6370

10101NC操作管理器6370

10102刀具路徑模擬、切削仿真6374

10103NC後置處理6378

10104NC程式的傳輸6379

第11章典型零件數控加工編程實例

111板類零件的2D加工6381

1111導引板的加工與編程6381

1112電子盒的加工與編程6391

112箱體類零件的加工6406

1121連線套的加工與編程6406

1122基座的加工與編程6413

113旋轉體類零件的車銑複合加工6435

1131車銑複合加工概述6435

1132花鍵軸的加工與編程6435

1133分度盤的加工與編程6449

114空間凸輪類零件的銑削加工6456

1141概論6456

1142圓柱凸輪的加工與編程6457

1143滾壓刀模的加工與編程6467

第12章典型模具數控加工編程實例

121機車零件成型凹模加工與編程6484

1211加工任務概述6484

1212加工模型的準備6484

1213創建粗加工刀具軌跡6486

1214創建清角加工刀具軌跡6491

1215創建精加工刀具軌跡6494

1216對所有加工刀具軌跡進行仿真6496

1217生成NC程式6497

122菸灰缸模具數控加工及仿真6498

1221菸灰缸加工任務概述6498

1222菸灰缸凹模的數控加工及仿真6498

1223菸灰缸凸模的數控加工及仿真6514

123連桿鍛模下模加工與編程6527

1231加工任務概述6527

1232下模的加工工藝方案6527

1233加工模型的準備6527

1234工件、材料、刀具等的設定6532

1235模具上平面的加工6534

1236滾壓模膛的加工6534

1237拔長模膛的加工6536

1238鉗口粗加工6542

1239鉗口精加工6544

12310滾壓模膛和拔長模膛的倒圓角加工6546

12311預鍛模膛曲面挖槽粗加工6548

12312預鍛模膛曲面等高輪廓粗加工6550

12313預鍛模膛曲面平行銑削半精加工6550

12314預鍛模膛曲面平行銑削精加工6552

12315預鍛模膛曲面平行陡坡精加工6552

12316終鍛模膛飛邊槽挖槽加工6554

12317終鍛模膛曲面挖槽粗加工6555

12318終鍛模膛曲面等高輪廓粗加工6556

12319終鍛模膛曲面平行銑削半精加工6559

12320終鍛模膛曲面平行銑削精加工6560

12321終鍛模膛曲面平行陡坡精加工6561

12322鉗口頸輪廓加工6562

12323加工過程仿真6563

12324後置處理生成NC程式6564

124曲桿泵定子橡膠芯模加工與編程6565

1241概述6565

1242加工任務概述6565

1243工藝方案6565

1244CAD造型6566

1245刀具、材料的設定6570

1246創建粗加工刀具軌跡6570

1247創建半精加工刀具軌跡6573

1248創建精加工刀具軌跡6576

1249NC後置處理6579

125玻璃門體塑膠件型腔模的加工與編程6581

1251加工任務概述6581

1252加工模型的準備6581

1253創建粗加工刀具軌跡6583

1254創建精加工刀具軌跡6586

1255對所有加工刀具軌跡進行仿真6588

1256生成NC程式6589

126汽車左前輪罩下支板模具加工與編程6590

1261加工任務概述6590

1262加工模型的準備6590

1263創建粗加工刀具軌跡6592

1264創建清角加工刀具軌跡6595

1265創建精加工刀具軌跡6597

1266對所有加工刀具軌跡進行仿真6599

1267生成NC程式6599

參考文獻6601

索引