本書主要介紹數(shù)控車床、數(shù)控銑床及加工中心的使用、零件加工工藝制訂、數(shù)控編程及機床操作相關(guān)知識。采用理實一體化教學(xué)思路設(shè)計教學(xué)模式。圍繞典型零件，按照完成工作任務(wù)所需要的知識組織教學(xué)內(nèi)容。本書共三個項目，包括十六個學(xué)習(xí)任務(wù)，其中數(shù)控車削安排五個任務(wù)，數(shù)控銑削安排六個任務(wù)、加工中心安排五個任務(wù)。每項目的內(nèi)容由淺入深、循序漸進。
本書第1 版是為配合建設(shè)省級精品課程“ 數(shù)控加工編程與操作” 而編寫的, 于2011 年8 月出版。2012 年, 本書在江西省教育廳組織的第五屆普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材評選中榮獲二等獎, 2017 年, 又被評為首屆全國機械行業(yè)職業(yè)教育優(yōu)秀教材。承蒙全國同行專家的支持與關(guān)愛, 第1 版教材已多次印刷。為滿足廣大師生需要, 本著精益求精的原則, 我們決定修訂, 并更新部分教學(xué)內(nèi)容。
本次修訂保留了第1 版教材的風格和特點, 實施理實一體化教學(xué), 先學(xué)后練, 通過項目任務(wù)訓(xùn)練鞏固所學(xué)知識。全書文字簡潔, 多用圖表表達。對第1 版教材中自動編程部分使用的軟件進行了更新, 由原來的2004 版升級到了2016 版。對第1 版教材中每個項目的技能訓(xùn)練部分中重復(fù)的表格進行調(diào)整, 放在附錄之中�？紤]到每個學(xué)校使用的數(shù)控系統(tǒng)不一樣, 附錄中增加了SINUMERIK 808D 數(shù)控車、數(shù)控銑系統(tǒng)指令集, FANUC 0i 數(shù)控銑系統(tǒng)指令集,HNC-21T 華中數(shù)控車系統(tǒng)指令集。因北京凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)的編程指令與FANUC 系統(tǒng)基本相同, 實際使用時可參考FANUC 系統(tǒng)來編程, 故不一一列入。
另外, 為方便老師授課和學(xué)生學(xué)習(xí), 我們還提供本課程的教程、授課課件、教學(xué)視頻和習(xí)題集答案以供參考。歡迎使用本書的同行專家和朋友向出版社或作者索取。
教學(xué)建議: 本書一定要以任務(wù)驅(qū)動、項目引導(dǎo)方式實施教學(xué), 學(xué)、練、做三位一體。教學(xué)時建議使用仿真軟件與真實設(shè)備相結(jié)合進行教學(xué), 先在仿真軟件上熟悉控制系統(tǒng)界面及操作, 完成程序輸入與仿真加工, 然后在校內(nèi)外實訓(xùn)設(shè)備上完成真實零件加工。考慮到理實一體化教學(xué)實施中項目任務(wù)完成的連續(xù)性, 建議本課程按每周6 學(xué)時或每周8 學(xué)時安排, 每周學(xué)時集中一次授課。
本書由江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院李河水、梁斯仁擔任主編, 李河水負責全書的案例精選、教學(xué)內(nèi)容組織與安排、課程教學(xué)方法與手段設(shè)計, 以及其他老師編寫內(nèi)容的修改與統(tǒng)稿。本書編寫分工如下: 李河水編寫項目一中的任務(wù)一、任務(wù)二, 項目二中的任務(wù)二、任務(wù)五, 項目三中的任務(wù)四; 吳在丞編寫項目一中的任務(wù)三、任務(wù)四、任務(wù)五; 江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院范洪斌編寫項目三中的任務(wù)一、任務(wù)二、任務(wù)三; 梁斯仁編寫項目二中的任務(wù)四、任務(wù)六,項目三中的任務(wù)五; 彭實名編寫項目二中的任務(wù)一和任務(wù)三。本書由龔建國教授擔任主審。
本次修訂得到企業(yè)技術(shù)人員、數(shù)控專業(yè)老師及江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院老師的大力支持, 在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限, 時間倉促, 書中難免存在疏漏之處, 希望讀者給予指正。
編 者
前言
項目一 數(shù)控車削編程與加工 1
任務(wù)一 數(shù)控車床認識與操作 1
一、任務(wù)導(dǎo)入 1
(一) 任務(wù)描述 1
(二) 知識目標 1
(三) 能力目標 2
二、知識準備 2
(一) 數(shù)控車床概述 2
(二) FANUC 0i-T 數(shù)控車床操作面板
簡介 5
三、方案設(shè)計 9
四、任務(wù)實施 9
(一) 開機操作 9
(二) 手動回參考點 9
(三) 輸入程序 10
(四) 裝夾工件 10
(五) 刀具的選擇與安裝 11
(六) 一把刀的對刀 11
(七) 程序校驗 12
(八) 自動加工 13
(九) 關(guān)機 13
五、檢查評估 13
六、技能訓(xùn)練 13
任務(wù)二 使用簡單指令的編程與加工 16
一、任務(wù)導(dǎo)入 16
(一) 任務(wù)描述 16
(二) 知識目標 16
(三) 能力目標 16
二、知識準備 17
(一) 數(shù)控編程基礎(chǔ)知識 17
(二) 粗加工進給路線設(shè)計方法 20
(三) 數(shù)控車削編程特點 22
(四) 數(shù)控車削編程時的注意事項 22
(五) 數(shù)控車削簡單G 指令 22
(六) M 指令 24
(七) 數(shù)控車床刀具補償功能 24
(八) 多把刀的對刀 24
三、方案設(shè)計 25
(一) 分析零件圖 25
(二) 選擇機床與夾具 25
(三) 制訂加工方案 25
(四) 選擇刀具及切削用量 25
(五) 確定編程原點 25
(六) 設(shè)計毛坯粗加工的進給路線 25
(七) 坐標點的計算 25
四、任務(wù)實施 27
(一) 編寫零件的加工程序 27
(二) 零件的加工 29
五、檢查評估 32
六、技能訓(xùn)練 33
任務(wù)三 使用單一固定循環(huán)指令的編程與
加工 36
一、任務(wù)導(dǎo)入 36
(一) 任務(wù)描述 36
(二) 知識目標 36
(三) 能力目標 36
二、知識準備 36
(一) 套類零件結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)要求 36
(二) 套類零件的加工方案 37
(三) 數(shù)控車削孔類刀具介紹 37
(四) 單一固定循環(huán)指令 38
(五) 螺紋切削參數(shù)的確定 40
三、方案設(shè)計 41
(一) 分析零件圖 41
(二) 制訂加工方案 41
(三) 選擇刀具與切削用量 41
(四) 確定編程原點 41
Ⅴ
(五) 確定毛坯粗加工的方法 41
(六) 數(shù)學(xué)處理 42
四、任務(wù)實施 42
(一) 編寫零件加工程序 42
(二) 零件的加工 44
五、檢查評估 44
六、技能訓(xùn)練 44
任務(wù)四 使用復(fù)合固定循環(huán)指令的編程與
加工 47
一、任務(wù)導(dǎo)入 47
(一) 任務(wù)描述 47
(二) 知識目標 47
(三) 能力目標 47
二、知識準備 47
(一) 數(shù)控車削工藝知識 47
(二) 復(fù)合固定循環(huán)指令 48
三、方案設(shè)計 51
(一) 分析零件圖 51
(二) 制訂加工方案 51
(三) 選擇刀具與切削用量 51
(四) 確定編程原點 51
(五) 確定毛坯粗加工的方法 51
(六) 數(shù)學(xué)處理 51
四、任務(wù)實施 51
(一) 編寫零件加工程序 51
(二) 零件的加工 53
五、檢查評估 53
六、技能訓(xùn)練 54
任務(wù)五 使用宏程序的編程與加工 57
一、任務(wù)導(dǎo)入 57
(一) 任務(wù)描述 57
(二) 知識目標 58
(三) 能力目標 58
二、知識準備 58
(一) 刀尖圓弧半徑補償 58
(二) 宏程序編程 60
三、方案設(shè)計 63
(一) 分析零件圖 63
(二) 制訂加工方案 63
(三) 選擇刀具及切削用量 63
(四) 確定編程原點 64
四、任務(wù)實施 64
(一) 編寫零件加工程序 64
(二) 零件的加工 68
五、檢查評估 68
六、技能訓(xùn)練 68
項目二 數(shù)控銑削編程與加工 75
任務(wù)一 數(shù)控銑床認識與操作 75
一、任務(wù)導(dǎo)入 75
(一) 任務(wù)描述 75
(二) 知識目標 76
(三) 能力目標 76
二、知識準備 76
(一) 數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu) 76
(二) 數(shù)控銑床的維護和保養(yǎng) 77
(三) 數(shù)控銑床的分類 78
(四) 數(shù)控銑床的加工對象 78
(五) 華中系統(tǒng)數(shù)控銑床的控制面板 78
三、方案設(shè)計 82
四、任務(wù)實施 82
(一) 開機 82
(二) 回參考點 82
(三) 設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速 83
(四) 編輯程序 83
(五) 工件的裝夾 84
(六) 刀具的安裝 84
(七) 對刀 84
(八) 程序校驗與首件試切 85
(九) 零件的加工 85
(十) 關(guān)機 86
五、檢查評估 86
六、技能訓(xùn)練 86
任務(wù)二 以平面和外輪廓為主的板類零件的
編程與加工 89
一、任務(wù)導(dǎo)入 89
(一) 任務(wù)描述 89
(二) 知識目標 89
(三) 能力目標 90
二、知識準備 90
(一) 數(shù)控銑床的坐標系 91
(二) 平面與外輪廓銑削加工方案的
設(shè)計 91
(三) 華中數(shù)控銑系統(tǒng)基本編程指令 92
(四) 子程序 95
三、方案設(shè)計 96
(一) 分析零件圖 96
Ⅵ
(二) 選擇機床與夾具 96
(三) 制訂加工方案 96
(四) 設(shè)計進給路線 96
(五) 選擇刀具與切削用量 97
(六) 確定編程原點 97
四、任務(wù)實施 97
(一) 編寫零件加工程序 97
(二) 零件的加工 99
(三) 設(shè)備維護與保養(yǎng) 99
五、檢查評估 99
六、技能訓(xùn)練 100
任務(wù)三 以孔為主的蓋板類零件的編程與
加工 103
一、任務(wù)導(dǎo)入 103
(一) 任務(wù)描述 103
(二) 知識目標 103
(三) 能力目標 103
二、知識準備 103
(一) 孔的加工方法 103
(二) 孔加工進給路線的確定 105
(三) 孔加工用刀具及切削用量的
選擇 105
(四) 孔加工固定循環(huán)指令 108
三、方案設(shè)計 114
(一) 分析零件圖 114
(二) 選擇機床及夾具 114
(三) 確定工件坐標系 114
(四) 制訂加工方案 114
(五) 選擇刀具與切削用量 115
四、任務(wù)實施 115
(一) 編寫零件加工程序 115
(二) 零件的加工 117
五、檢查評估 117
六、技能訓(xùn)練 118
任務(wù)四 槽類零件的編程與加工 121
一、任務(wù)導(dǎo)入 121
(一) 任務(wù)描述 121
(二) 知識目標 121
(三) 能力目標 121
二、知識準備 121
(一) 型腔槽類零件的加工方法 121
(二) 型腔槽類零件加工刀具的
選擇 124
(三) SINUMERIK 802S 系統(tǒng)基本指令
與挖槽循環(huán)指令 124
三、方案設(shè)計 127
(一) 分析零件圖 127
(二) 選擇機床 127
(三) 選擇夾具 127
(四) 制訂加工方案 128
(五) 選擇刀具與切削用量 128
(六) 確定編程原點 128
四、任務(wù)實施 128
(一) 編寫零件加工程序 128
(二) 零件的加工 129
五、檢查評估 129
六、技能訓(xùn)練 130
任務(wù)五 具有對稱輪廓的零件的編程與
加工 133
一、任務(wù)導(dǎo)入 133
(一) 任務(wù)描述 133
(二) 知識目標 133
(三) 能力目標 133
二、知識準備 133
(一) 鏡像功能指令G24、G25 133
(二) 圖形旋轉(zhuǎn)指令G68、G69 135
三、方案設(shè)計 135
(一) 分析零件圖 135
(二) 選擇機床和夾具 135
(三) 確定工步 135
(四) 選擇刀具與切削用量 135
(五) 設(shè)計刀具進給路線 136
(六) 確定編程原點及編程思路 136
四、任務(wù)實施 136
(一) 編寫零件加工程序 136
(二) 零件的加工 139
五、檢查評估 139
六、技能訓(xùn)練 140
任務(wù)六 具有非圓曲線輪廓的零件的編程與
加工 143
一、任務(wù)導(dǎo)入 143
(一) 任務(wù)描述 143
(二) 知識目標 143
(三) 能力目標 143
二、知識準備 143
(一) 計算參數(shù)R 143
Ⅶ
(二) 標記符 145
(三) 絕對跳轉(zhuǎn) 145
(四) 有條件跳轉(zhuǎn) 145
三、方案設(shè)計 146
(一) 分析零件圖 146
(二) 選擇機床 146
(三) 選擇夾具 146
(四) 制訂加工方案 146
(五) 選擇刀具及切削用量 146
(六) 確定編程原點與編程思路 147
四、任務(wù)實施 147
(一) 編寫零件加工程序 147
(二) 零件的加工 148
五、檢查評估 148
六、技能訓(xùn)練 149
項目三 加工中心的編程與加工 155
任務(wù)一 加工中心認識與操作 155
一、任務(wù)導(dǎo)入 155
(一) 任務(wù)描述 155
(二) 知識目標 157
(三) 能力目標 157
二、知識準備 157
(一) 加工中心的分類 157
(二) 加工中心的組成 158
(三) 加工中心的結(jié)構(gòu)特點 159
(四) 數(shù)控系統(tǒng)操作面板和機床操作
面板 159
三、方案設(shè)計 164
四、任務(wù)實施 164
(一) 開機 164
(二) 返回參考點 164
(三) 首次轉(zhuǎn)動主軸 164
(四) 程序的輸入與編輯 164
(五) 工件的裝夾 165
(六) 刀具的安裝 165
(七) 刀庫操作 166
(八) 對刀 166
(九) 刀具半徑補償?shù)妮斎肱c修改 167
(十) 自動加工 167
(十一) 零件的檢測 167
(十二) 關(guān)機 167
(十三) 去毛刺 168
五、檢查評估 168
六、技能訓(xùn)練 168
任務(wù)二 配合件的編程與加工 170
一、任務(wù)導(dǎo)入 170
(一) 任務(wù)描述 170
(二) 知識目標 173
(三) 能力目標 173
二、知識準備 173
(一) 工藝基礎(chǔ)部分 173
(二) 編程基礎(chǔ)部分 174
三、方案設(shè)計 176
(一) 機床及夾具的選擇 176
(二) 毛坯尺寸及精度 176
(三) 確定工件坐標系 176
(四) 設(shè)計加工方案 176
四、任務(wù)實施 177
(一) 編寫零件加工程序 177
(二) 零件的加工 184
五、檢查評估 185
六、技能訓(xùn)練 186
任務(wù)三 薄壁件的編程與加工 190
一、任務(wù)導(dǎo)入 190
(一) 任務(wù)描述 190
(二) 知識目標 191
(三) 能力目標 191
二、知識準備 191
(一) 鏡像功能指令(G51. 1、
G50. 1) 191
(二) 坐標系旋轉(zhuǎn)指令(G68 、
G69) 192
(三) 極坐標指令(G16、G15) 192
三、方案設(shè)計 193
(一) 選擇機床及夾具 193
(二) 毛坯尺寸及精度 193
(三) 確定工件坐標系 193
(四) 設(shè)計加工方案 193
四、任務(wù)實施 194
(一) 編寫零件加工程序 194
(二) 零件的加工 201
五、檢查評估 202
六、技能訓(xùn)練 202
任務(wù)四 箱體類零件的編程與加工 205
一、任務(wù)導(dǎo)入 205
(一) 任務(wù)描述 205
Ⅷ
(二) 知識目標 206
(三) 能力目標 206
二、知識準備 206
(一) 箱體類零件加工中定位基準的
選擇 206
(二) 箱體類零件加工順序的安排 206
(三) 箱體類零件的編程 207
(四) 箱體類零件的定位與調(diào)整 208
三、方案設(shè)計 209
(一) 分析零件圖, 了解生產(chǎn)綱領(lǐng) 209
(二) 制訂零件加工工藝方案 209
(三) 安排加工中心工序 210
(四) 選擇刀具及切削用量 210
(五) 確定編程原點 211
四、任務(wù)實施 211
(一) 編寫零件加工程序 211
(二) 零件的加工 215
五、檢查評估 216
六、課后思考 217
任務(wù)五 零件的自動編程與加工 217
一、任務(wù)導(dǎo)入 217
(一) 任務(wù)描述 217
(二) 知識目標 217
(三) 能力目標 218
二、知識準備 218
(一) CAXA 制造工程師2016 軟件
界面簡介 218
(二) 等高線粗加工 219
(三) 掃描線精加工 228
三、方案設(shè)計 231
(一) 分析零件圖 231
(二) 選擇機床類型 231
(三) 選擇夾具 231
(四) 制訂加工方案 231
(五) 確定刀具及切削用量 231
(六) 確定編程原點 232
四、任務(wù)實施 232
(一) 生成軌跡 232
(二) 傳輸程序 236
(三) 加工中心操作及加工 237
五、檢查評估 237
六、技能訓(xùn)練 238
附錄 242
附錄A 任務(wù)完成檢查考核表 242
附錄B 任務(wù)完成綜合評價表 242
附錄C SINUMERIK 808D 數(shù)控車系統(tǒng)
指令集 243
附錄D HNC-21T 華中數(shù)控車系統(tǒng)
指令集 247
附錄E SINUMERIK 808D 數(shù)控銑系統(tǒng)
指令集 249
附錄F FANUC 0i 數(shù)控系統(tǒng)指令集 255
參考文獻 258
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