数控加工工艺编程与操作实训

本教材以数控机床加工工艺、编程与操作实训为核心内容，基于目前学校和企业中广泛使用的FANUC数控系统，详细介绍了数控加工工艺方案设计、数控加工工艺参数的选择、数控加工程序编制、数控机床基本操作、数控机床自动编程软件和仿真软件的使用等。本教材还介绍了许多数控加工工艺编制诀窍、实用的数控编程技巧和数控机床操作技巧。本教材每章前设有学习目标，便于读者学习和掌握重点、难点；每章后设有思考练习题，便于读者归纳和总结。
本教材既可作为本科院校机电类专业和职业院校数控技术、机电一体化等专业的教材，也可作为数控加工人员岗位培训的实训指导书。

前言
第1章数控加工工艺基础1
1.1数控机床概述1
1.1.1数控机床的产生与发展1
1.1.2数控机床的组成及加工原理2
1.1.3数控机床的分类方法4
1.1.4数控机床的应用范围及特点5
1.1.5数控机床安全操作规程及日常维护6
1.2数控加工工艺概述7
1.2.1数控加工工艺的基本特点8
1.2.2数控加工工艺的主要内容8
1.2.3数控机床的合理选用9
1.3数控加工工艺分析与工艺设计9
1.3.1数控加工工艺分析9
1.3.2数控加工工艺设计11
1.3.3数控编程中的数值处理23
1.3.4数控加工工艺守则26
1.3.5数控加工工艺文件的编制26
思考练习题28
第2章数控编程基础知识29
2.1数控编程概述29
2.1.1数控的基本概念29
2.1.2程序编制的内容29
2.1.3数控编程方法简介30
2.2数控编程几何基础32
2.2.1数控机床的坐标系及运动方向32
2.2.2数控编程的特征点35
2.3数控加工程序的结构与格式36
2.3.1零件加工程序的组成36
2.3.2程序正文结构37
2.3.3程序段格式38
2.4FANUC系统编程基本指令38
2.4.1FANUC数控系统的介绍38
2.4.2准备功能指令39
2.4.3辅助功能指令45
2.4.4其他功能指令46
思考练习题46
第3章数控车床加工工艺与程序编制47
3.1数控车床加工工艺概述47
3.1.1数控车床加工工艺特点47
3.1.2数控车床加工工艺主要内容48
3.1.3零件图的数控加工工艺分析49
3.1.4图样分析50
3.2编程坐标系与数值计算52
3.3加工路线的选择与优化53
3.4加工刀具的选用与工件装夹54
3.4.1数控车削刀具的介绍与选用54
3.4.2数控车床零件的装夹58
3.5典型零件的数控车削工艺分析60
3.5.1轴类零件数控车削加工工艺分析60
3.5.2套类零件数控车削加工工艺分析61
3.5.3盘类零件数控车削加工工艺分析64
3.6数控车床的基本编程65
3.6.1准备功能指令65
3.6.2辅助功能指令67
3.6.3其他功能指令67
3.6.4一般移动指令68
3.6.5与坐标系相关的功能指令72
3.6.6内外圆加工单一固定循环指令74
3.7复合固定循环77
3.7.1内外圆复合固定循环  77
3.7.2切槽用复合固定循环  80
3.7.3复合固定循环加工编程实例  84
3.8螺纹加工及其固定循环  86
3.8.1普通螺纹的加工工艺  86
3.8.2螺纹切削指令（G32、G34）  91
3.8.3螺纹切削单一固定循环（G92）  94
3.8.4螺纹切削复合固定循环（G76）  96
3.8.5螺纹与外形加工综合实例  100
3.9刀尖圆弧半径补偿（G40、G41、G42）  103
3.9.1刀具偏移补偿  103
3.9.2刀尖圆弧半径补偿应用  105
3.10子程序  110
3.10.1子程序的概念  110
3.10.2子程序的调用  111
3.10.3子程序调用编程实例  112
3.10.4编写子程序时的注意事项  113
思考练习题114
第4章数控铣床（加工中心）加工工艺与程序编制  117
4.1数控铣床（加工中心）加工工艺概述  117
4.1.1数控铣床（加工中心）的特点117
4.1.2数控铣床（加工中心）使用的刀具及工艺特点119
4.1.3加工工艺分析131
4.2数控铣床（加工中心）基本指令133
4.2.1准备功能134
4.2.2辅助功能135
4.2.3其他功能指令135
4.2.4编程注意事项  136
4.2.5一般移动指令  138
4.2.6与参考点相关的功能指令141
4.3固定循环功能  143
4.3.1固定循环的基本动作和格式143
4.3.2固定循环指令介绍  145
4.3.3固定循环的重复使用  148
4.3.4固定循环功能综合应用实例  149
4.4刀具补偿指令  151
4.4.1刀具半径补偿（G40、G41、G42）  151
4.4.2刀具长度补偿（G43、G44、G49）  155
4.5子程序  158
思考练习题159
第5章宏程序及其应用  161
5.1FANUC 0i系统B类宏程序基础知识  161
5.1.1宏程序的概念  161
5.1.2变量  161
5.1.3算术和逻辑运算  163
5.1.4控制语句  164
5.1.5宏程序调用  166
5.1.6宏程序语句的处理168
5.1.7宏程序的使用限制168
5.2FANUC 0i系统B类宏程序应用实例169
5.2.1椭圆轮廓的铣削加工169
5.2.2方程曲线轮廓的数控车削精加工172
5.2.3椭圆轮廓的数控车削粗、精加工173
5.2.4螺纹铣削加工175
5.2.5外球面粗、精加工176
思考练习题179
第6章数控机床的操作182
6.1FANUC系统数控车床的操作182
6.1.1控制面板按钮及功能介绍182
6.1.2机床的基本操作185
6.1.3程序的编辑185
6.1.4对刀及刀具补偿188
6.1.5机床试运行和自动加工190
6.2FANUC系统数控铣床（加工中心）的操作  192
6.2.1系统操作面板及概念介绍192
6.2.2机床的基本操作195
6.2.3工件坐标系的建立及对刀196
6.2.4刀具补偿设定操作199
思考练习题199
第7章数控机床自动编程  200
7.1自动编程软件的优点及操作步骤200
7.1.1自动编程的定义及优点200
7.1.2自动编程的方法  200
7.1.3自动编程操作步骤200
7.1.4自动编程软件介绍201
7.2CAXA数控车自动编程软件及编程实例202
7.2.1CAXA数控车介绍202
7.2.2CAXA数控车自动编程实例203
7.3UG数控铣（加工中心）自动编程软件及编程实例206
7.3.1UG数控铣（加工中心）介绍206
7.3.2UG数控铣（加工中心）自动编程实例207
思考练习题210
第8章数控机床仿真软件操作211
8.1数控机床仿真软件的介绍211
8.2宇龙数控仿真软件及应用实例211
8.2.1宇龙数控仿真软件功能特点及界面211
8.2.2宇龙数控仿真软件加工实例213
8.3CIMCO Edit仿真软件及实例运用217
8.3.1CIMCO Edit仿真软件简介217
8.3.2CIMCO Edit软件加工实例218
思考练习题220
附录221
附录A数控车工技能实训练习题221
附录B数控铣工/加工中心操作工技能实训练习题229
参考文献233

前言近年来，汽车、家电等产业的迅速发展，给我国制造业带来了前所未有的发展机遇，也带来了巨大的挑战。加快数控技术专业技能型人才的培养，已成为我国职业教育的重要任务。培养数控技术专业技能型人才，重在加强实践性教学环节，提高学生的动手能力。
    本教材以“重视理论知识，提高动手能力”为宗旨，以数控机床加工工艺、编程与操作实训为核心内容，基于目前学校和企业中广泛使用的FANUC数控系统，详细介绍了数控加工工艺方案设计、数控加工工艺参数的选择、数控加工程序编制、数控机床基本操作、数控机床自动编程软件和仿真软件的使用等。
    本教材将编程与操作实训紧密结合，强调内容的实用性、实践性和先进性，对所给程序段进行了必要、详细、清晰的注释说明，便于学生理解和学习。本教材根据技能型人才培养的需要和科学技术的发展，注重实际操作能力的培养。本教材编写的教学内容理论与实践衔接为一体，每个章节把理论知识和专业技能有机地融合为一体。本教材与职业技能鉴定要求相衔接，并以附录的形式给出了针对相关职业技能鉴定考核的实训练习题。本教材介绍了编者在生产和教学实践中积累的诸多数控加工工艺诀窍、实用的数控编程技巧和数控机床操作技巧。本教材内容丰富，简洁明了，图文并茂，通俗易懂。每章前设有学习目标，便于读者学习和掌握重点、难点；每章后设有思考练习题，便于读者归纳和总结。
    本教材由河北师范大学职业技术学院刘春利、罗云龙任主编，塔里木大学机械电气化工程学院弋晓康、石家庄工程技术学校陈谡、河北师范大学职业技术学院刘胜永任副主编。具体编写分工如下：石家庄工程技术学校李锦云、河北师范大学职业技术学院刘胜永编写第1章,石家庄职业技术学院马红英、石家庄工程技术学校陈谡编写第2章,弋晓康编写第3章,弋晓康、刘春利编写第4章,刘春利、罗云龙编写第5章,石家庄科技信息职业学院刘战涛、石家庄工程技术学校陈谡编写第6章,河北工业职业技术学校张文灼编写第7章，石家庄信息工程职业学院李宾编写第8章，河北师范大学职业技术学院范庆林、刘胜永编写附录。全书由刘春利、罗云龙负责统稿与定稿,河北师范大学职业技术学院吴立勋担任主审。
    在本教材编写过程中参阅了大量相关文献与资料，在此向有关作者表示感谢。
    由于编写水平有限，书中难免有不足之处，敬请各位读者批评指正、不吝赐教。
    编者