数控铣削编程与操作(智能制造专业十三五系列教材)

本书针对SINUMERIK 828D数控系统，以典型铣削零件为载体，基于平面、轮廓、孔等代表性的加工案例，给出了零件的完整加工工艺、加工程序及其说明。同时，本书针对铣削编程中的关键点、不同思路，以及易出现的问题、错误和解决方法等进行了重点说明和提示。

序 前言 第1章　机械制造（金属切削领域）未来发展概述… ……………………………… 1 1.1　 机械制造（金属切削领域）车间级数字化发展方向 …………………………………… 2 1.1.1　加工零件的全数字化管理 ……………………………………………………………………… 2 1.1.2　生产设备（机床）的数字化双胞胎式生产 …………………………………………………… 2 1.1.3　生产过程的全数字化运营 ……………………………………………………………………… 2 1.2　机械制造（金属切削领域）车间级数字化关键技术 …………………………………… 3 1.2.1　数据采集 ………………………………………………………………………………………… 3 1.2.2　SCDA技术 ……………………………………………………………………………………… 3 1.2.3　机器人技术 ……………………………………………………………………………………… 3 1.2.4　数字化双胞胎技术 ……………………………………………………………………………… 4 1.2.5　切削过程实时分析技术 ………………………………………………………………………… 5 1.2.6　机床状态管理技术 ……………………………………………………………………………… 5 1.3　机械制造（金属切削领域）车间级数字化实施路径 …………………………………… 5 1.3.1　产品设计 ………………………………………………………………………………………… 6 1.3.2　生产计划 ………………………………………………………………………………………… 6 1.3.3　生产仿真 ………………………………………………………………………………………… 6 1.3.4　生产制造 ………………………………………………………………………………………… 7 1.3.5　服务 ……………………………………………………………………………………………… 8 第2章　数控铣削技术基础…………………………………………………………… 10 2.1　数控铣削技术综述 ………………………………………………………………………… 10 2.1.1　数控铣床的用途 ………………………………………………………………………………… 10 2.1.2　数控铣床的分类 ………………………………………………………………………………… 11 2.2　数控铣床的主要功能 ……………………………………………………………………… 13 2.2.1　数控铣床的一般功能 …………………………………………………………………………… 13 2.2.2　数控铣床的特殊功能 …………………………………………………………………………… 13 2.3　数控铣床的加工工艺范围 ………………………………………………………………… 14 2.3.1　平面类工件 ……………………………………………………………………………………… 14 2.3.2　变斜角类工件…………………………………………………………………………………… 14 2.3.3　立体曲面类工件 ………………………………………………………………………………… 15 2.4　数控系统功能介绍 ………………………………………………………………………… 15 2.4.1　西门子数控系统的发展历程 …………………………………………………………………… 15 2.4.2　SINUMERIK 828D数控系统 …………………………………………………………………… 16 2.5　数控铣床系统操作入门 …………………………………………………………………… 17 2.5.1　测量刀具 ………………………………………………………………………………………… 17 2.5.2　测量工件 ………………………………………………………………………………………… 18 2.5.3　程序运行 ………………………………………………………………………………………… 18 2.6　SINUMERIK 828D数控铣削系统操作及编程基础 ……………………………………… 19 2.6.1　熟悉SINUMERIK 828D数控铣销系统 ………………………………………………………… 19 2.6.2　数控机床坐标系 ………………………………………………………………………………… 20 2.6.3　铣削加工基本编程指令………………………………………………………………………… 23 2.6.4　铣削加工几何设置 …………………………………………………………………………… 27 2.6.5　编程坐标尺寸 …………………………………………………………………………………… 29 第3章　数控铣削编程与操作（基础）………………………………………………35 3.1　铣削加工的基础知识 ……………………………………………………………………… 36 3.1.1　数控铣床机用虎钳安装与校正 ………………………………………………………………… 36 3.1.2　平面铣削方式及刀具的选择 …………………………………………………………………… 37 3.1.3　对刀辅具的选用 ………………………………………………………………………………… 39 3.1.4　工件坐标系G54~G59、G507~G599、G500指令 ……………………………………………… 41 3.1.5　平面加工常用编程指令 ………………………………………………………………………… 42 3.2　方形凸台工件的平面铣削程序编制 ……………………………………………………… 44 3.2.1　数控加工工艺编制 ……………………………………………………………………………… 44 3.2.2　端面铣削循环指令（CYCLE61）简介及参数设置…………………………………………… 46 3.2.3　参考程序编制 …………………………………………………………………………………… 50 3.3　方形凸台工件的凸台（直角过渡）铣削程序编制 ……………………………………… 51 3.3.1　刀具半径补偿G40、G41、G42指令 …………………………………………………………… 51 3.3.2　数控加工工艺编制……………………………………………………………………………… 53 3.3.3　铣削循环指令（CYCLE76）简介及参数设置………………………………………………… 55 3.3.4　参考程序编制 …………………………………………………………………………………… 59 3.4　方形凸台工件的凸台（轮廓自动过渡）铣削程序编制 ………………………………… 60 3.4.1　倒角（CHF、CHR）、倒圆角（RND）基本指令简介 ……………………………………… 60 3.4.2　数控加工工艺编制 ……………………………………………………………………………… 62 3.4.3　轮廓铣削循环指令（CYCLE79）简介及参数设置…………………………………………… 63 3.4.4　轮廓铣削的界面编程设置与界面参数的编程操作说明 ……………………………………… 66 3.4.5　参考程序编制 …………………………………………………………………………………… 68 3.5　孔类加工概述 ……………………………………………………………………………… 69 3.5.1　孔类工件加工 …………………………………………………………………………………… 69 3.5.2　板材工件定位销孔加工编程 …………………………………………………………………… 75 3.5.3　板材工件轴孔加工编程 ………………………………………………………………………… 85 3.5.4　螺纹孔加工编程 ………………………………………………………………………………… 88 第4章　数控铣削编程与操作（提高）………………………………………………96 4.1　铣削常用编程指令简介及格式 …………………………………………………………… 97 4.1.1　圆弧插补指令G02、G03 ……………………………………………………………………… 97 4.1.2　进给功能设定指令 G95、G96、LIMS ………………………………………………………… 97 4.1.3　子程序调用 ……………………………………………………………………………………… 98 4.2　数控加工工艺编制 ………………………………………………………………………… 98 4.2.1　铣削循环指令（ CYCLE77）简介及编程…………………………………………………… 101 4.2.2　轮廓调用指令（CYCLE62）简介及编程…………………………………………………… 104 4.2.3　轮廓综合铣削循环指令（CYCLE63）简介及编程………………………………………… 105 4.2.4　圆形腔铣削工艺循环指令（POCKET4）简介及编程 …………………………………… 108 4.2.5　“图形轮廓编辑器”简介及操作流程 ……………………………………………………… 112 4.3　参考程序编制 …………………………………………………………………………… 116 第5章　数控铣削编程与操作（综合）…………………………………………… 118 5.1　凹腔工件的铣削加工程序编制 ………………………………………………………… 118 5.1.1　铣削加工工艺编制 …………………………………………………………………………… 119 5.1.2　铣削矩形腔指令（POCKET3）简介及编程 ……………………………………………… 121 5.1.3　纵向槽铣削循环指令（SLOT1）简介及编程 ……………………………………………… 125 5.1.4　圆弧槽铣削循环指令（SLOT2）简介及编程 ……………………………………………… 127 5.1.5 　凹腔工件的铣削加工程序…………………………………………………………………… 129 5.2　异形轮廓工件的铣削加工程序编制 …………………………………………………… 132 5.2.1　铣削加工工艺编制 …………………………………………………………………………… 132 5.2.2　路径铣削循环指令（CYCLE72）简介及编程……………………………………………… 135 5.2.3　异形轮廓工件的加工程序参考 ……………………………………………………………… 140 5.3　菱形端盖铣削加工编程 ………………………………………………………………… 142 5.3.1　菱形端盖铣削加工工艺分析 ………………………………………………………………… 143 5.3.2　菱形端盖铣削加工程序 ……………………………………………………………………… 145 第6章　数控铣削编程与操作（拓展）…………………………………………… 147 6.1　参数编程方式 …………………………………………………………………………… 147 6.1.1　R参数基础 …………………………………………………………………………………… 147 6.1.2　倒角编程案例分析 …………………………………………………………………………… 150 6.1.3　对称双斜面凸形方台加工编程 ……………………………………………………………… 151 6.2　Shop Mill智能工步编程………………………………………………………………… 156 6.2.1　应用“铣削循环”功能编写Shop Mill （程序）矩形腔工作计划………………………… 157 6.2.2　应用“轮廓铣削”（轮廓计算器）功能编写Shop Mill压铸板工作计划（程序） ……… 159 6.2.3　应用“直线圆弧”功能编写Shop Mill（程序）压铸件工作计划 ………………………… 168 第7章　程序的传输方法…………………………………………………………… 174 7.1　使用USB、CF卡传输或运行程序 ……………………………………………………… 174 7.2　使用网络接口传输程序或DNC加工 …………………………………………………… 175 7.2.1　使用Access My Machine软件………………………………………………………………… 175 7.2.2　使用网络管理器选项功能 …………………………………………………………………… 176 7.2.3　使用RS232C传输 …………………………………………………………………………… 176 附录………………………………………………………………………………… 178 附录A　SINUMERIK 828D数控铣削系统基本指令查询 ………………………………………… 178 附录B　西门子工业级数控仿真软件SINUTRAIN的安装 ………………………………………… 180 附录C　SINUMERIK 828D数控铣削系统界面与功能 …………………………………………… 183 附录D　变量与数学函数 …………………………………………………………………………… 201 附录E　“DXF图形导入器”简介及使用方法 …………………………………………………… 204 附录F　西门子数控技术与教育培训信息 ………………………………………………………… 208