數(shù)控編程加工技術(shù)

前言

　　數(shù)控技術(shù)自問世半個多世紀以來，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和社會需求的不斷增長而迅速發(fā)展。特別是近二十年來，開創(chuàng)了一個全新的局面。在發(fā)達國家，數(shù)控機床已經(jīng)普及，即使是發(fā)展中國家也正得到推廣并逐步普及化。我國從20世紀80年代開始推廣普及數(shù)控技術(shù)，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，到本世紀初，隨著國家宏觀經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，數(shù)控機床需求量出現(xiàn)了前所未有的增長勢頭，國內(nèi)數(shù)控機床生產(chǎn)出現(xiàn)了供不應求的局面。 　　大量數(shù)控機床的爆發(fā)式增長，導致了數(shù)控技術(shù)應用型人才的緊缺。近年來，數(shù)控編程操作類應用人才每年缺口達幾十萬。由于人才短缺，導致社會上出現(xiàn)了這么一種怪現(xiàn)象：一方面大量企業(yè)持幣排隊待購數(shù)控機床；另一方面在役數(shù)控機床由于使用不當其潛力遠沒有得到發(fā)揮。為此，國家教育部啟動了“實施制造業(yè)和服務業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)工程”，國家勞動和社會保障部也正在實施“國家高技能人才培養(yǎng)工程”，其共同目的就是緩解并最終解決目前社會人才需求矛盾。 　　由于大量數(shù)控機床投入社會企業(yè)應用，數(shù)控編程操作技術(shù)人才的培養(yǎng)模式也發(fā)生了變化。早期的數(shù)控編程人員很多是由機床供應商代為進行培訓。這種模式無論是質(zhì)還是量都已經(jīng)無法滿足目前的社會需求。無疑，高等職業(yè)教育將主要承擔起這一重任。因此各高等職業(yè)技術(shù)院校紛紛開設(shè)相關(guān)專業(yè)以滿足社會需求。 　　大量培養(yǎng)數(shù)控編程加工應用技能型人才中的一個重要問題是教材。20世紀末，國內(nèi)推出了少量的數(shù)控編程加工培訓教材，在一定時期解了燃眉之急。但這些教材很多還是基于我國“七五”數(shù)控技術(shù)推廣期間自行研制的老一代經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)等而編寫，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，顯然已經(jīng)陳舊落伍了。后來也出現(xiàn)了一些新近的教材，但有些在選材上過寬過廣，理論性內(nèi)容偏多，不太適合高職教學的要求。 　　作者從“七五”開始結(jié)緣數(shù)控技術(shù)，先后參加完成了關(guān)于數(shù)控技術(shù)的國家“七五”、“八五”、“九五”重點科技攻關(guān)項目和省部級基金研究項目多項。研制開發(fā)出教學培訓型數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、小型柔性制造系統(tǒng)和垂直多關(guān)節(jié)機器人等，其中部分成果已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并為眾多的院校和培訓機構(gòu)等所選用。近年來，作者重點轉(zhuǎn)向投入開展教學和培訓工作，并通過中德高等職業(yè)教育合作交流，對高等職業(yè)教育的內(nèi)涵有了較為深刻的認識。尤其在多年的師資培訓與眾多教師接觸中，深深感受到一本適合教育發(fā)展需求的教材的迫切性和重要性。 　　《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》具有以下特點。 　?。?）取材新 作者在行業(yè)內(nèi)工作多年，能動態(tài)掌握數(shù)控機床市場和教學培訓應用單位的狀況，選擇目前比較流行或新近推出的較具潛力的數(shù)控系統(tǒng)作為典型進行介紹，符合社會需求。 　?。?）篇幅精 《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》不求面面俱到，求精求實是《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》的宗旨。線切割屬于特種加工范疇，普通快絲線切割編程相對較為簡單，一般通過短期或現(xiàn)場培訓解決。而慢絲線切割加工復雜零件，如上下異型件等一般必須采用編程軟件來實現(xiàn)，在教材中占據(jù)一兩章的篇幅介紹軟件沒有必要也無濟于事。同樣，對于CAD/CAM自動編程也需結(jié)合具體應用軟件進行學習，通常應該在后繼課程中結(jié)合各校實際情況實施教學。因此這些內(nèi)容《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》不再贅述。 　?。?）重點明 《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》圍繞機械加工行業(yè)應用面最廣的數(shù)控車床和數(shù)控銑床類編程加工技術(shù)展開闡述。通過結(jié)合典型數(shù)控系統(tǒng)，力求講通講透，使學員真正掌握所學，走向社會即能發(fā)揮作用。 　　（4）重本質(zhì) 《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》將一般切削加工類數(shù)控編程分為兩類：一類為數(shù)控車床編程；另一類為數(shù)控銑床與加工中心編程。從本質(zhì)上講，數(shù)控車與數(shù)控銑可以涵蓋車、銑、鉆及鏜等加工工藝內(nèi)容。從結(jié)構(gòu)組成來看，一般加工中心與數(shù)控銑床的最大差異就是配置了刀庫，可以實現(xiàn)自動換刀，從而擴大其工藝能力范圍。數(shù)控銑床與加工中心如果配置相同的數(shù)控系統(tǒng)，其編程幾乎是完全兼容的，只是由于機床硬件配置不同而略有差異。加工中心因具有刀庫，因此編程刀具功能可以實現(xiàn)自動換刀，而數(shù)控銑床則沒有自動換刀能力。而同樣是加工中心，如果配置了不同的數(shù)控系統(tǒng)，如分別配置西門子802D和FANUC 0i系統(tǒng)，則其編程將有較大的差異。因此編程必須面向?qū)ο螅〝?shù)控系統(tǒng)）. 　?。?）重實踐 數(shù)控編程加工是一項實踐性很強的技術(shù)。從與實踐結(jié)合的角度出發(fā)，《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》在系統(tǒng)選擇上就考慮到目前各類院校培訓機構(gòu)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并配以豐富的知識和技能習題，以便課后鞏固所學。 　?。?）模塊化 考慮到不同教學計劃的需要，《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》采用模塊化方式組織編排。第1、2章為基礎(chǔ)公共模塊，第3、4章為數(shù)控車床模塊，第5、6章為數(shù)控銑床與加工中心模塊，第7章為知識擴展模塊，各模塊自成體系?？梢赃x擇1、2、3、4、7 章或1、2、5、6、7章或全部內(nèi)容進行教學。 　　《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》由南京工程學院--全國數(shù)控培訓網(wǎng)絡南京數(shù)控培訓中心、先進數(shù)控技術(shù)江蘇省高校重點建設(shè)實驗室張思弟、賀曙新編著。其中緒論、第2、3、5章由張思弟編著，第4、6章由賀曙新編著，第1、7章由兩人共同編著。全書由張思弟負責統(tǒng)稿定稿。饒華球教授擔任《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》主審并提出了許多寶貴意見。 　　《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》在編寫過程中，參考了大量的教材、手冊等資料，在此對有關(guān)人員表示衷心的感謝。 　　數(shù)控技術(shù)是一項高速發(fā)展的現(xiàn)代先進技術(shù)，限于編者水平學識和經(jīng)驗，加之時間倉促，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《教育部高職高專規(guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》主要圍繞數(shù)控車床、數(shù)控銑床與加工中心的編程加工技術(shù)系統(tǒng)而全面地展開闡述?！　≡趯?shù)控機床、數(shù)控加工工藝等編程相關(guān)準備知識介紹的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的典型數(shù)控系統(tǒng)，從本質(zhì)上進行分析介紹，使讀者理解掌握數(shù)控編程加工的實質(zhì)?！督逃扛呗毟邔Ｒ?guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》內(nèi)容精煉，深入淺出，并注重相關(guān)知識間的聯(lián)系與結(jié)合，便于自學?！　　督逃扛呗毟邔Ｒ?guī)劃教材：數(shù)控編程加工技術(shù)》除作為高職高專類院校數(shù)控和機電類專業(yè)教材外，還可作為其他院校，包括普通高等院校，尤其是職工大學、培訓機構(gòu)、電視大學、函授大學等相關(guān)專業(yè)教材或教學參考書，也可供機械加工及自動化行業(yè)廣大科研、工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論1 第1章 數(shù)控機床與編程概述4 1?1 數(shù)控機床的特點與應用范圍4 1?1?1 數(shù)控機床的優(yōu)點4 1?1?2 數(shù)控機床的不足5 1?1?3 數(shù)控機床的應用范圍5 1?2 數(shù)控機床的組成與工作原理6 1?2?1 數(shù)控機床的組成6 1?2?2 數(shù)控機床的工作原理8 1?3 數(shù)控機床分類8 1?3?1 按工藝類型分類8 1?3?2 按控制運動方式分類8 1?3?3 按驅(qū)動伺服系統(tǒng)類型分類9 1?3?4 按功能水平分類11 1?4 數(shù)控機床插補原理11 1?4?1 插補的概念11 1?4?2 插補方法12 1?4?3 逐點比較法插補12 1?4?4 逐點比較法直線插補13 1?4?5 逐點比較法圓弧插補16 1?5 數(shù)控編程方法20 1?5?1 手工編程 21 1?5?2 自動編程21 1?5?3 CAD/CAM系統(tǒng)自動編程基本過程22 思考與練習23 第2章 數(shù)控編程加工基礎(chǔ)24 2?1 坐標系及運動方向的規(guī)定24 2?1?1 標準坐標系的規(guī)定24 2?1?2 工件坐標系及其設(shè)定27 2?1?3 局部坐標系28 2?1?4 坐標軸與聯(lián)動軸28 2?2 程序結(jié)構(gòu)與程序段格式28 2?2?1 程序段格式28 2?2?2 程序段組成29 2?2?3 準備功能與輔助功能30 2?2?4 程序格式32 2?2?5 主程序與子程序33 2?3 數(shù)控加工中的數(shù)值計算與處理34 2?3?1 基點坐標的計算34 2?3?2 節(jié)點坐標的計算35 2?3?3 輔助計算37 2?3?4 列表曲線的數(shù)學處理39 2?4 數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計39 2?4?1 數(shù)控加工的工藝特點39 2?4?2 數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容40 2?4?3 數(shù)控加工工藝設(shè)計40 2?4?4 數(shù)控加工工藝分析42 2?4?5 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計43 2?5 數(shù)控加工工序設(shè)計44 2?5?1 確定走刀路線和安排工步順序45 2?5?2 確定定位基準與夾緊方案47 2?5?3 夾具的選擇47 2?5?4 刀具的選擇48 2?5?5 確定對刀點與換刀點49 2?5?6 切削用量的確定49 2?6 數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫50 2?6?1 數(shù)控加工工序卡50 2?6?2 數(shù)控加工程序說明卡52 2?6?3 數(shù)控加工走刀路線圖52 2?6?4 數(shù)控加工程序單52 2?6?5 數(shù)控加工刀具調(diào)整卡52 2?7 數(shù)控加工工藝裝備及配套54 2?7?1 刀柄的選擇54 2?7?2 車削刀夾系統(tǒng)55 2?7?3 高速加工工具系統(tǒng)57 2?7?4 對刀裝備的選擇62 2?8 數(shù)控加工刀具與刀具補償65 2?8?1 刀具類型與使用65 2?8?2 刀具長度補償67 2?8?3 刀具半徑補償68 思考與練習71 第3章 數(shù)控車床編程加工（西門子802S/C系統(tǒng)）73 3?1 概述73 3?2 編程基本原理73 3?2?1 坐標系73 3?2?2 程序結(jié)構(gòu)75 3?2?3 編程指令集77 3?3 尺寸系統(tǒng)指令83 3?3?1 G17～G19平面選擇83 3?3?2 G90/G91絕對/增量位置數(shù)據(jù)（尺寸）輸入制式84 3?3?3 G71/G70公制/英制數(shù)據(jù)（尺寸）輸入制式84 3?3?4 G23/G22直徑/半徑數(shù)據(jù)（尺寸）輸入制式85 3?3?5 G54～G57、G500、G53工件裝夾--可設(shè)定零點偏置86 3?3?6 G158可編程零點偏置86 3?4 坐標運動指令87 3?4?1 G0快速移動87 3?4?2 G1直線插補運動88 3?4?3 G2/G3圓弧插補88 3?4?4 G5中間點圓弧插補91 3?4?5 G33恒螺距螺紋切削91 3?4?6 G75返回固定點94 3?4?7 G74返回參考點95 3?4?8 F進給率及G94/G9595 3?4?9 G9、G60/G64準確定位/連續(xù)路徑96 3?4?10 G4暫停98 3?4?11 倒角CHF、倒圓RND99 3?5 主軸運動指令100 3?5?1 主軸轉(zhuǎn)速S及旋轉(zhuǎn)方向100 3?5?2 G25，G26主軸轉(zhuǎn)速極限100 3?5?3 SPOS主軸定位101 3?6 特殊功能指令101 3?6?1 G96/G97 恒線速度切削101 3?7 刀具與刀具補償103 3?7?1 概述 103 3?7?2 刀具號T103 3?7?3 刀具補償號D104 3?7?4 G41/G42、G40刀尖半徑補償?shù)慕⑴c取消108 3?7?5 G450/G451 拐角過渡 109 3?7?6 刀尖半徑補償中的幾個特殊情況110 3?7?7 刀尖半徑補償實例 111 3?8 輔助功能指令 111 3?9 計算參數(shù)113 3?10 程序跳轉(zhuǎn)114 3?10?1 標記符--程序跳轉(zhuǎn)目標114 3?10?2 絕對跳轉(zhuǎn)114 3?10?3 條件跳轉(zhuǎn)114 3?10?4 程序跳轉(zhuǎn)舉例116 3?11 子程序116 3?12 固定循環(huán)118 3?12?1 循環(huán)概況118 3?12?2 LCYC82鉆孔、沉孔加工循環(huán)119 3?12?3 LCYC83深孔鉆削循環(huán)120 3?12?4 LCYC840帶補償夾頭內(nèi)螺紋切削（攻絲）循環(huán)122 3?12?5 LCYC85 精鏜孔、鉸孔循環(huán)124 3?12?6 LCYC93切槽循環(huán)126 3?12?7 LCYC94 退刀槽切削循環(huán)128 3?12?8 LCYC95毛坯切削循環(huán)129 3?12?9 LCYC97螺紋切削循環(huán)132 3?13 輪廓編程134 3?14 綜合編程例136 3?14?1 例1136 3?14?2 例2138 3?14?3 例3141 3?14?4 例4142 3?14?5 例5145 3?14?6 例6148 思考與練習151 第4章 數(shù)控車床編程加工（西門子802D，F(xiàn)ANUC 0i，華中HNC21/22系統(tǒng)）156 4?1 概述156 4?2 西門子802D車床版指令系統(tǒng)概況156 4?3 西門子802D與802S/C車床版指令系統(tǒng)對比分析163 4?3?1 西門子802D與802S/C車床版指令系統(tǒng)主要相同功能163 4?3?2 西門子802D與802S/C車床版指令系統(tǒng)相當功能164 4?3?3 西門子802D較802S/C車床版指令系統(tǒng)主要增加功能165 4?4 西門子802D車床版部分指令功能介紹165 4?4?1 程序名命名規(guī)則165 4?4?2 AC/IC絕對/增量尺寸輸入制式165 4?4?3 ATRANS附加的可編程零點偏置166 4?4?4 SCALE/ASCALE可編程比例系數(shù)166 4?4?5 G25/G26 WALIMON/WALIMOF可編程工作區(qū)域限制167 4?4?6 CT切線過渡圓弧插補168 4?4?7 BRISK/SOFT加速度性能設(shè)定168 4?4?8 FFWON/FFWOF先導控制功能開關(guān)169 4?4?9 ACC加速度比例補償169 4?4?10 第3軸和第4軸170 4?4?11 固定循環(huán)170 4?5 FANUC 0i Mate-TB指令系統(tǒng)170 4?6 華中HNC-21/22T指令系統(tǒng)173 第5章 數(shù)控銑床與加工中心編程加工（西門子802S/C系統(tǒng)）177 5?1 概述177 5?2 編程基本原理177 5?2?1 坐標系177 5?2?2 程序結(jié)構(gòu)179 5?2?3 編程指令集181 5?3 尺寸系統(tǒng)指令187 5?3?1 G17～G19平面選擇187 5?3?2 G90/G91絕對/增量位置數(shù)據(jù)（尺寸）輸入制式188 5?3?3 G71/G70公制/英制數(shù)據(jù)（尺寸）輸入制式189 5?3?4 G54～G57、G500、G53工件裝夾--可設(shè)定零點偏置189 5?3?5 G158、G258、G259可編程零點偏置和可編程坐標系旋轉(zhuǎn)191 5?4 坐標運動指令192 5?4?1 G0快速移動192 5?4?2 G1直線插補運動193 5?4?3 G2/G3圓弧插補194 5?4?4 G5中間點圓弧插補196 5?4?5 G33恒螺距螺紋切削196 5?4?6 G63恒螺距螺紋切削（帶補償夾頭）197 5?4?7 G331/G332恒螺距螺紋插補198 5?4?8 G75返回固定點198 5?4?9 G74返回參考點199 5?4?10 進給率F及G94/G95199 5?4?11 G60、G9/G64準確定位/連續(xù)路徑200 5?4?12 G4 暫停202 5?4?13 倒角CHF， 倒圓RND202 5?5 主軸運動指令203 5?5?1 主軸轉(zhuǎn)速S及旋轉(zhuǎn)方向203 5?5?2 G25/G26主軸轉(zhuǎn)速極限204 5?5?3 SPOS主軸定位204 5?6 刀具與刀具補償205 5?6?1 概述205 5?6?2 刀具號T206 5?6?3 刀具補償號D207 5?6?4 G41/G42，G40刀具半徑補償?shù)慕⑴c取消209 5?6?5 G450/G451拐角特性211 5?6?6 刀具半徑補償中的幾個特殊情況212 5?6?7 G900/G901圓弧進給補償213 5?6?8 刀具半徑補償實例214 5?7 輔助功能指令215 5?8 計算參數(shù)216 5?9 程序跳轉(zhuǎn)217 5?9?1 標記符--程序跳轉(zhuǎn)目標217 5?9?2 絕對跳轉(zhuǎn)217 5?9?3 條件跳轉(zhuǎn)217 5?9?4 程序跳轉(zhuǎn)舉例219 5?10 子程序220 5?11 固定循環(huán)221 5?11?1 循環(huán)概況221 5?11?2 LCYC82鉆孔、沉孔加工循環(huán)222 5?11?3 LCYC83深孔鉆削循環(huán)224 5?11?4 LCYC840帶補償夾頭內(nèi)螺紋切削（攻絲）循環(huán)226 5?11?5 LCYC84不帶補償夾頭內(nèi)螺紋切削（攻絲）循環(huán)228 5?11?6 LCYC85精鏜孔、鉸孔循環(huán)230 5?11?7 LCYC60線性分布孔加工循環(huán)232 5?11?8 LCYC61圓周分布孔加工循環(huán)234 5?11?9 LCYC75銑槽加工循環(huán)236 5?12 輪廓編程241 5?13 綜合編程例243 5?13?1 例1243 5?13?2 例2250 5?13?3 例3251 5?13?4 例4252 5?13?5 例5254 5?13?6 例6255 思考與練習258 第6章 數(shù)控銑床與加工中心編程加工（西門子802D， FANUC 0i， 華中HNC21/22 系統(tǒng)）264 6?1 概述264 6?2 西門子 802D銑床版指令系統(tǒng)概況264 6?3 西門子 802D與西門子802S/C銑床版指令系統(tǒng)對比分析273 6?3?1 西門子 802D與802S/C銑床版指令系統(tǒng)主要相同功能273 6?3?2 西門子 802D與802S/C銑床版指令系統(tǒng)相當功能274 6?3?3 西門子 802D較802S/C銑床版指令系統(tǒng)主要增加功能274 6?4 西門子802D銑床版部分指令功能介紹276 6?4?1 程序名命名規(guī)則276 6?4?2 AC/IC 絕對/增量尺寸輸入制式276 6?4?3 G110/G111/G112極點定義與極坐標編程276 6?4?4 ATRANS附加的可編程偏置278 6?4?5 SCALE/ASCALE可編程比例系數(shù)278 6?4?6 MIRROR/AMIRROR可編程鏡像279 6?4?7 G25/G26 WALIMON/ WALIMOF 可編程工作區(qū)域限制280 6?4?8 CT切線過渡圓弧插補281 6?4?9 G2/G3TURN螺旋插補281 6?4?10 BRISK/SOFT 加速度性能設(shè)定282 6?4?11 FFWON/FFWOF 先導控制功能開關(guān)283 6?4?12 ACC 加速度比例補償283 6?4?13 第4軸283 6?4?14 固定循環(huán)284 6?5 FANUC 0i Mate-MB指令系統(tǒng)284 6?6 華中HNC-21/22M指令系統(tǒng)288 第7章 數(shù)控技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)代制造技術(shù)292 7?1 數(shù)控技術(shù)發(fā)展292 7?1?1 高速化與高精度化292 7?1?2 復合化293 7?1?3 智能化293 7?1?4 高柔性化294 7?1?5 小型化294 7?1?6 開放式體系結(jié)構(gòu)294 7?2 成組技術(shù)295 7?2?1 成組技術(shù)的概念295 7?2?2 零件的分類編碼295 7?2?3 零件的分類組成295 7?2?4 成組工藝296 7?2?5 成組生產(chǎn)組織形式297 7?2?6 推廣應用成組技術(shù)的效果297 7?3 CAD/CAPP/CAM298 7?3

圖書封面

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