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第1篇 数控铣床基础知识1

第1章 数控铣床概述1

1.1 数控铣床的组成和工作原理1

1.1.1 数控铣床的组成2

1.1.2 数控铣床的工作原理2

1.2 数控铣床的分类和用途3

1.2.1 数控铣床的分类3

1.2.2 数控铣床的用途5

1.3 数控铣床的加工特点和应用范围6

1.3.1 数控铣床的加工特点6

1.3.2 数控铣床的应用范围7

1.4 数控铣床的主要结构和技术参数7

1.4.1 数控铣床的主要结构7

1.4.2 数控铣床的主要技术参数8

1.5 数控系统的主要功能10

1.6 数控技术的发展及其方向11

1.6.1 数控系统的发展进程11

1.6.2 数控技术的发展方向12

思考与练习题15

第2章 数控铣削加工工艺16

2.1 数控铣削加工工艺概述16

2.1.1 数控铣削加工的主要对象16

2.1.2 数控铣削加工工艺的基本特点16

2.1.3 数控铣削加工工艺的主要内容17

2.2 数控加工工艺文件17

2.3 数控铣削加工工艺的制订19

2.3.1 零件图样分析19

2.3.2 工序的划分22

2.3.3 加工顺序的安排22

2.3.4 进给路线的确定24

2.3.5 定位与夹紧方案的确定26

2.3.6 数控铣削夹具的选择26

2.3.7 数控铣削刀具的选择27

2.3.8 切削用量的选择35

2.4 典型零件数控铣削加工工艺分析38

2.4.1 平面槽形凸轮零件38

2.4.2 箱盖类零件40

思考与练习题43

第3章 数控铣床编程基础知识44

3.1 数控编程概述44

3.1.1 数控编程的内容与步骤44

3.1.2 数控编程的分类46

3.1.3 程序的结构与格式47

3.2 数控铣床编程的特点50

3.3 数控机床的坐标系50

3.3.1 右手直角笛卡儿坐标系50

3.3.2 数控铣床的坐标系52

3.4 程序编制中的数学处理53

3.4.1 数学处理的内容53

3.4.2 坐标值常用的计算方法55

3.5 典型数控系统的指令代码55

思考与练习题58

第2篇 数控铣床编程与操作59

第4章 FANUC 0i-MC系统数控铣床编程59

4.1 系统功能介绍59

4.1.1 准备功能（G功能）59

4.1.2 辅助功能（M功能）61

4.1.3 F、S、T、D、H功能62

4.2 工件坐标系设定63

4.2.1 用G92指令设定63

4.2.2 用G54～G59指令设定63

4.2.3 局部坐标系（G52）64

4.3 尺寸系统64

4.3.1 绝对值编程／增量值编程（G90/G91）64

4.3.2 米制尺寸／寸制尺寸编程（G21/G20）65

4.4 平面选择指令66

4.5 快速定位与插补功能指令66

4.5.1 快速定位指令（G00）66

4.5.2 直线插补指令（G01）67

4.5.3 圆弧插补指令（G02、G03）68

4.6 刀具补偿功能70

4.6.1 刀具长度偏置（G43、G44、G49）70

4.6.2 刀具半径补偿功能（G40、G41、G42）74

4.7 极坐标系与坐标系转换指令77

4.7.1 极坐标系指令（G15、G16）77

4.7.2 比例缩放指令（G50、G51）79

4.7.3 可编程镜像指令（G50.1、G51.1）80

4.7.4 坐标系旋转指令（G68、G69）83

4.8 子程序85

4.8.1 子程序的格式86

4.8.2 调用子程序的指令（M98）86

4.8.3 子程序的嵌套86

4.8.4 M99指令的其他用法86

4.8.5 子程序的应用87

4.8.6 子程序编程实例87

4.9 固定循环指令89

4.9.1 固定循环概述89

4.9.2 常用的固定循环93

4.10 用户宏程序108

4.10.1 用户宏程序概述108

4.10.2 用户宏程序编程的适用范围108

4.10.3 变量108

4.10.4 运算符与表达式110

4.10.5 转移和循环语句111

4.10.6 宏程序调用指令112

4.10.7 用户宏程序的应用实例113

思考与练习题114

第5章 SINUMERIK 802D系统数控铣床编程117

5.1 系统功能介绍117

5.1.1 准备功能G指令117

5.1.2 辅助功能M指令118

5.1.3 F、S、T、D功能指令119

5.1.4 坐标系统转换指令120

5.1.5 固定循环指令120

5.1.6 参数指令120

5.1.7 其他指令121

5.2 工件坐标系设定121

5.3 尺寸系统123

5.3.1 绝对尺寸／增量尺寸编程（G90/G91,AC/IC）123

5.3.2 米制尺寸／寸制尺寸编程（G71/G70,G710/G700）124

5.4 平面选择指令（G17、G18、G19）125

5.5 快速移动与插补功能指令126

5.5.1 快速线性移动指令（G0）126

5.5.2 带进给率的线性插补指令（G1）127

5.5.3 圆弧插补指令（G2、G3、CIP、CT）128

5.5.4 螺旋插补指令（G2/G3 TURN）134

5.5.5 带补偿夹具攻螺纹指令（G63）135

5.5.6 螺纹插补指令（G331/G332）136

5.6 刀具补偿功能137

5.6.1 刀具调用指令（T）137

5.6.2 刀具补偿号（D）138

5.6.3 刀具半径补偿功能（G41/G42/G40）139

5.6.4 拐角特性（G450、G451）141

5.6.5 刀尖半径补偿中的几个特殊情况142

5.6.6 刀尖半径补偿实例143

5.7 极坐标系与坐标系转换指令143

5.7.1 极坐标系指令（G110/G111/G112/AP/RP）143

5.7.2 可编程的零点偏置（TRANS/ATRANS）146

5.7.3 可编程旋转指令（ROT/AROT）147

5.7.4 可编程的比例系数（SCALE/ASCALE）148

5.7.5 可编程的镜像（MIRROR/AMIRROR）150

5.8 子程序152

5.8.1 子程序概述152

5.8.2 调用加工循环153

5.8.3 模态调用子程序154

5.9 固定循环指令154

5.9.1 固定循环指令概述154

5.9.2 钻孔循环指令CYCLE81/82/83157

5.9.3 加工螺纹循环指令CYCLE84/840161

5.9.4 镗孔循环指令CYCLE85/86/87/88163

5.9.5 均布孔循环指令HOLES1/2/LONGHOLE167

5.9.6 槽加工循环指令SLOT1/2,POCKET1,POCKET2169

5.10 R参数编程171

5.11 程序跳转172

思考与练习题175

第6章 数控铣床自动编程176

6.1 自动编程概述176

6.2 CAD/CAM的基本知识178

6.3 CAD/CAM常用软件介绍181

思考与练习题184

第7章 数控铣床操作185

7.1 FANUC 0i系统数控铣床的面板介绍185

7.1.1 系统操作面板（LCD/MDI单元）185

7.1.2 机床控制面板187

7.2 FANUC 0i系统数控铣床的基本操作191

7.2.1 开机与关机191

7.2.2 手动返回参考点191

7.2.3 手动连续进给（JOG进给）操作192

7.2.4 增量进给（INC）方式192

7.2.5 手轮进给操作193

7.2.6 MDI方式（手动数据输入方式）193

7.2.7 编辑（EDIT）方式194

7.2.8 程序的图形模拟运行198

7.2.9 数据的显示和设定198

7.2.10 自动运行方式198

7.3 FANUC 0i系统数控铣床的对刀操作方法和步骤200

7.3.1 对刀原理200

7.3.2 数控铣床的对刀方法和步骤200

7.3.3 对刀正确性校验207

7.4 SINUMERIK 802D系统数控铣床的面板介绍208

7.4.1 系统操作面板208

7.4.2 机床控制面板210

7.4.3 CRT屏幕划分212

7.4.4 操作区域213

7.5 SINUMERIK 802D系统数控铣床的基本操作214

7.5.1 开机和回参考点214

7.5.2 手动控制运行214

7.5.3 程序的输入与编辑217

7.5.4 图形模拟221

7.5.5 输入刀具参数及刀具补偿222

7.5.6 自动运行方式225

7.5.7 加工的中断控制及恢复227

7.5.8 执行外部程序——DNC加工228

7.6 SINUMERIK 802D系统数控铣床的对刀操作方法和步骤228

7.6.1 对刀原理229

7.6.2 数控铣床的对刀操作与设定零点的偏置值229

7.6.3 对刀正确性校验232

7.7 典型零件的编程与加工实例232

7.7.1 典型零件的编程与加工实例一（FANUC 0i系统）232

7.7.2 典型零件的编程与加工实例二（SINUMERIK 802D系统）237

7.8 文明生产与安全操作规程241

7.8.1 文明生产241

7.8.2 安全操作规程242

7.9 数控铣床日常维护和保养243

思考与练习题245

第3篇 数控铣工考级实训248

第8章 零件加工模块化项目实训248

8.1 轮廓加工248

8.1.1 平面外轮廓加工248

8.1.2 平面内轮廓加工254

8.2 凹槽加工259

8.2.1 项目实训目标259

8.2.2 项目实训课题259

8.3 螺纹加工268

8.3.1 项目实训目标268

8.3.2 项目实训课题268

8.4 典型零件编程与加工实例274

8.4.1 项目实训目标274

8.4.2 项目实训课题275

思考与练习题288

第9章 数控铣工考级强化训练290

9.1 数控铣中级工强化训练290

9.1.1 数控铣中级工强化训练题一290

9.1.2 数控铣中级工强化训练题二297

9.2 数控铣高级工强化训练306

9.2.1 数控铣高级工强化训练题一306

9.2.2 数控铣高级工强化训练题二317

第10章 创新综合训练——零件设计、编程与加工一体化训练327

10.1 创新综合训练的目的与意义327

10.2 创新综合训练的具体实施步骤327

10.3 典型工艺品零件的设计、编程与加工328

思考与练习题329

附录330

附录A 数控铣工国家职业标准330

附录B 职业技能鉴定数控铣中级工理论知识样卷342

附录C 职业技能鉴定数控铣高级工理论知识样卷346

参考文献351