数控加工工艺与编程

前言

序“十二五”时期是全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期，也是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》的关键五年。教育改革与发展面临着前所未有的机遇和挑战。以加快转变经济发展方式为主线，推进经济结构战略性调整、建立现代产业体系，推进资源节约型、环境友好型社会建设，迫切需要进一步提高劳动者素质，调整人才培养结构，增加应用型、技能型、复合型人才的供给。当今世界的大发展大调整大变革时期和科技创新的新突破，迎接日益加剧的全球人才、科技和教育竞争，迫切需要全面提高教育质量，加快拔尖创新人才的培养，提高高等学校的自主创新能力，推动“中国制造”向“中国创造”转变。为此，近年来教育部先后印发了《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》（教高［2011］1号）、《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》（教高［2011］5号）、《关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》（教高［2011］6号）、《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高［2012］4号） 等指导性意见，对全国高等学校本科教学改革和发展方向提出了明确的要求。在上述大背景下，教育部高等学校机械学科教指委根据教育部高教司的统一部署，先后起草了《普通高等学校本科专业目录机械类专业教学规范》、《高等学校本科机械基础课程教学基本要求》，加强教学内容和课程体系改革的研究，对高校开办机械类办学情况和课程教学情况进行指导。为了贯彻落实教育规划纲要和教育部文件精神，满足各高校高素质应用型高级专门人才培养要求，根据《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》文件精神，华中科技大学出版社在教育部高等学校机械学科教学指导委员会的指导下，联合一批机械学科办学实力强的高等学校、部分专业特色突出的学校和教指委委员、国家级教学团队负责人、国家级教学名师组成编委会，邀请来自全国高校机械学科教学一线的教师组织编写全国普通高等学校机械类“十二五”规划系列教材，将为提高高等教育本科教学质量和人才培养质量提供有力保障。当前经济社会的发展，对高校的人才培养质量提出了更高的要求。该套教材在编写中，应着力构建满足机械工程师后备人才培养要求的教材体系，以机械工程知识和能力的培养为根本，与企业对机械工程师的能力目标紧密结合，力求满足学科、教学和社会三方面的需求；在结构上和内容上体现思想性、科学性、先进性，把握行业人才要求，突出工程教育特色。同时注意吸收教学指导委员会教学内容和课程体系改革的研究成果，根据教指委颁布的各课程教学专业规范要求编写，开发教材配套资源（习题、课程设计和实践教材以及数字化学习资源），适应新时期教学需要。教材建设是高校教学中的基础性工作，是一项长期的工作，需要不断吸取人才培养模式和教学改革成果，吸取学科和行业的知识、新技术、新成果。本套教材的编写出版只是近年来各参与学校教学改革的初步总结，还需要各位专家、同行提出宝贵意见，以进一步修订、完善，不断提高教材质量。谨为之序。

书籍目录

绪论(1)0.1数控机床的产生与发展(1)0.2数控机床的组成和工作过程(4)0.3数控加工的特点(6)0.4数控机床的分类(7)0.5本书的内容与任务(7)0.6本课程的学习方法(8)思考题与习题(8)第1章数控加工工艺基础(9)1.1数控加工工艺概述(9)1.1.1数控加工工艺的概念(9)1.1.2数控加工工艺的主要内容(9)1.1.3数控加工工艺的基本特点(9)1.2零件加工工艺分析(10)1.2.1零件图分析，确定数控加工的内容(10)1.2.2零件结构的工艺性分析(12)1.2.3零件毛坯的工艺性分析(17)1.3数控加工工艺设计(18)1.3.1加工方法和加工机床的选择(18)1.3.2定位基准的选择(20)1.3.3夹具的选择(20)1.3.4工艺路线的设计(21)1.3.5走刀路线的确定(22)1.3.6刀具的选用(29)1.3.7切削用量的确定(36)1.4数控加工工艺文件(37)思考题与习题(40)第2章数控编程基础(41)2.1数控程序编制的概念(41)2.1.1数控程序编制的定义和方法(41)2.1.2程序结构与格式(43)2.2数控机床的坐标系(47)2.2.1数控机床坐标系及运动方向(47)2.2.2工件坐标系(51)2.2.3编程坐标系(52)2.2.4绝对坐标和增量坐标(54)思考题与习题(54)第3章数控加工走刀路线的相关坐标计算(55)3.1概述(55)3.2基点坐标的计算(56)3.2.1联立方程组求解基点坐标(56)3.2.2三角函数法求解基点坐标(57)3.2.3绘图法求解基点坐标(58)3.3节点坐标的计算(59)3.3.1概述(59)3.3.2用直线段逼近非圆曲线(60)3.3.3用圆弧逼近非圆曲线(62)思考题与习题(64)第4章数控车床加工工艺与编程(65)4.1数控车削加工工艺(65)4.1.1数控车床的组成与分类(65)4.1.2数控车床的主要加工对象(67)4.1.3数控车床常用夹具(68)4.1.4数控车刀(74)4.2数控车床基本编程指令(80)4.2.1准备、辅助、进给、主轴和刀具指令(80)4.2.2快速定位、直线插补、圆弧插补指令(85)4.2.3刀尖圆弧补偿指令(88)4.2.4其他常用指令(91)4.2.5子程序(94)4.3数控车床固定循环编程指令(96)4.3.1单一固定循环指令(98)4.3.2复合固定循环指令(100)4.4螺纹加工指令(106)4.4.1车削螺纹方法(106)4.4.2螺纹加工基本指令G32(108)4.4.3螺纹加工固定循环指令(109)4.5数控车床编程实例(112)4.5.1典型零件数控车削编程的步骤(112)4.5.2车床综合编程实例(113)思考题与习题(115)第5章数控铣床加工工艺与编程(118)5.1数控铣削加工工艺(118)5.1.1数控铣床的组成与分类(118)5.1.2数控铣床的主要加工对象(120)5.1.3数控铣床常用夹具(121)5.1.4数控铣削加工工艺路线确定(123)5.1.5数控铣刀和孔加工刀具(128)5.2数控铣床(加工中心)基本编程指令(137)5.2.1M、F、S、T功能(137)5.2.2常用G指令(138)5.2.3快速定位、直线插补指令(140)5.2.4圆弧插补指令(G02、G03)(140)5.2.5刀具补偿指令(142)5.2.6子程序指令(146)5.2.7比例缩放指令(148)5.2.8镜像编程指令(149)5.2.9旋转编程指令(150)5.2.10极坐标编程指令(G15、G16)(152)5.3数控铣床(加工中心)固定循环编程指令(153)5.3.1固定循环的基本动作(153)5.3.2固定循环指令及指令格式(155)5.3.3固定循环指令中重复使用的方法(162)5.3.4固定循环指令应用举例(164)5.4数控铣床(加工中心)编程实例(165)思考题与习题(168)第6章用户宏程序(171)6.1用户宏程序概述(171)6.2变量和程序流程控制(171)6.2.1变量类型及变量的使用(171)6.2.2变量的运算(174)6.2.3程序流程控制指令(176)6.3用户宏程序(177)6.3.1用户宏程序的编写(177)6.3.2用户宏程序调用指令(179)6.3.3局部变量赋初值(179)6.4用户宏程序应用实例(181)6.4.1椭圆轮廓铣削加工通用程序(181)6.4.2圆周均布孔加工通用程序(184)6.4.3封闭矩形口袋(内腔)加工通用程序(186)6.4.4凸球冠铣削加工通用程序(188)思考题与习题(191)第7章数控机床基本操作(192)7.1数控车床的操作方法(192)7.2FANUC 0i MateTC系统数控车床的操作(193)7.2.1FANUC 0i MateTC系统数控车床的操作面板(193)7.2.2数控机床的手动操作(195)7.2.3程序的输入、编辑与校验(196)7.2.4机床的运转(197)7.2.5关机操作(197)7.3华中数控HNC系统的操作(198)7.3.1HNC机床操作面板(198)7.3.2HNC数控系统操作(200)参考文献(220)

编辑推荐

薛东彬和刘有余等主编的《数控加工工艺与编程》本着系统性和实用性相结合的原则，将数控加工工艺贯穿于始终。不仅在第1章就系统、全面地介绍了数控加工工艺的特点和分析、设计方法，而且在第4章、第5章、第6章等内容中进一步根据不同工艺方法的特点细化了加工工艺，从而使整本书紧扣工艺这条主线展开。围绕数控加工，详细介绍了数控机床的坐标系统定义，数控加工程序的结构和格式，数控编程中基点、结点的计算方法，用户宏程序的使用方法等。结合目前使用较广泛的FANUC Oi数控系统，详细描述了数控车床、数控铣床的编程方法，不仅包括普通指令的编程，而且包括固定循环指令的编程。对于固定循环指令的编程还介绍了华中世纪星数控车床系统的指令。各章节均配有多个实例和课后习题，以加强学生的实际训练。

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