數控編程與加工

楊丙乾主編的這本《數控編程與加工》立足於數控加工實用技術，以理論知識做引導，以實際應用為目的，融基礎知識、工藝技術、編程原理與方法、操作技能於一體。主要內容包括數控機牀的基礎知識，數控機牀的操作，加工的工藝基礎，數控程序，數控座標系及常用編程指令，數控車牀的常用編程指令、刀具補償及實際加工編程舉例，加工中心的常用編程指令、刀具補償及實際加工編程舉例，FANUC系統的宏編程基礎知識及A、B類宏的編程應用，線切割編程加工的基礎知識、工藝知識、編程方法及實際應用編程舉例，最後綜述了CAD/CAM基礎知識與應用。

第1章 概論/1

1.1 數控機牀的產生與發展過程/1

1.1.1 數控機牀的產生/1

1.1.2 數控機牀的發展/2

1.2 數控機牀的工作原理與組成/5

1.2.1 數控機牀的工作原理/5

1.2.2 數控機牀的組成/5

1.3 數控機牀的種類與特點/7

1.3.1 數控機牀的種類/7

1.3.2 數控機牀的工藝特點/12

1.3.3 數控機牀的使用要求/13

1.4 數控機牀的發展趨勢/14

思考與練習/17

第2章 數控機牀的操作/18

2.1 數控機牀的操作常識/18

2.1.1 數控機牀操作的一般常識/18

2.1.2 數控機牀操作的安全常識/26

2.1.3 數控機牀的維護與保養/27

2.2 數控車牀的基本操作/29

2.2.1 概述/29

2.2.2 數控車牀的操作界面/30

2.2.3 數控車牀的基本操作/33

2.3 加工中心（數控銑）的基本操作/35

2.3.1 概述/35

2.3.2 加工中心（數控銑）的操作界面/35

2.3.3 加工中心（數控銑）的基本操作/41

思考與練習/45

第3章 數控加工工藝設計基礎/46

3.1 概述/46

3.1.1 數控加工工藝過程/46

3.1.2 數控加工的工藝特點/48

3.1.3 數控工藝設計的內容與步驟/48

3.2 數控工藝分析/49

3.2.1 數控加工內容選擇/49

3.2.2 數控加工工藝性分析/50

3.3 數控工藝方案考慮的主要問題/52

3.3.1 工件裝夾方案確定/52

3.3.2 數控加工工序與工步的劃分/52

3.3.3 數控加工走刀路線的確定/53

3.4 機牀和工藝裝備選擇/56

3.4.1 機牀選擇/56

3.4.2 刀具選擇/58

3.4.3 裝夾方式與夾具的選擇/71

3.5 工藝參數選擇/77

3.5.1 切削用量確定/77

3.5.2 對刀點和換刀點位置的確定/80

3.6 數學處理/80

3.6.1 編程軌跡與運動軌跡/81

3.6.2 數控處理的任務/81

3.6.3 數學處理的方法/82

3.6.4 數控加工誤差的構成/84

3.7 數控工藝文件的填寫/84

3.7.1 數控編程任務書/85

3.7.2 工件裝夾與原點設定卡/85

3.7.3 數控加工工序卡/86

3.7.4 數控加工走刀路線圖/86

3.7.5 數控加工刀具選擇卡/86

思考與練習/88

第4章 數控編程與加工基礎/90

4.1 數控程序編制的概念/90

4.1.1 數控程序與編制/90

4.1.2 數控程序編制的內容/90

4.1.3 數控程序的編制方法/92

4.2 數控程序的結構/93

4.2.1 主程序與子程序/93

4.2.2 數控程序段/96

4.2.3 字與字的功能/98

4.3 數控機牀的座標系/107

4.3.1 機牀座標系/107

4.3.2 編程座標系/110

4.3.3 加工座標系/110

4.4 數控編程與加工中的各種點/111

4.4.1 座標系原點與參考點/111

4.4.2 刀位點與對刀點/112

4.4.3 起刀點、下刀點和換刀點/113

4.4.4 基點與節點/114

4.5 基本編程指令/114

4.5.1 直線運動控制指令G00、G01/114

4.5.2 圓弧運動控制指令G02、G03/116

4.5.3 座標系建立指令G50（G92）/118

4.5.4 絕對/增量座標值轉換指令G90/G91/120

4.5.5 座標平面選擇指令G17/G18/G19/121

4.5.6 座標尺寸公/英制選擇指令G20/G21/121

4.5.7 座標系選擇指令G54～G59/121

4.5.8 刀具半徑補償指令G41、G42、G40/123

思考與練習/127

第5章 數控車牀編程與加工/128

5.1 概述/128

5.1.1 數控車牀的加工特點/128

5.1.2 數控車牀的工藝範圍/129

5.2 數控車牀的常用編程指令/130

5.2.1 數控車削加工的F、S、T功能/130

5.2.2 切削速度控制指令/131

5.2.3 直徑/半徑編程指令/133

5.2.4 單一固定循環指令/136

5.2.5 複合固定循環指令/140

5.2.6 螺紋切削指令/144

5.3 數控車牀的刀具補償/150

5.3.1 數控車牀的刀尖半徑補償/150

5.3.2 數控車牀的刀具位置補償/153

5.3.3 數控車牀的編程要點/154

5.4 數控車牀加工編程綜合舉例/154

思考與練習/156

第6章 加工中心（數控銑牀）編程與加工/158

6.1 加工中心概述/158

6.1.1 數控加工中心的組成/158

6.1.2 數控加工中心的分類/158

6.1.3 加工中心（數控銑牀）的加工特點/161

6.1.4 加工中心（數控銑牀）的工藝範圍/162

6.2 加工中心常用編程指令/163

6.2.1 加工中心的程序代碼/163

6.2.2 加工中心（數控銑牀）加工的F、S、T功能/167

6.2.3 孔加工循環指令/167

6.2.4 座標旋轉（G68，G69）編程指令/178

6.2.5 極座標編程指令G15、G16/180

6.2.6 比例縮放G50/G51/181

6.2.7 鏡像編程指令G50.1/G51.1/183

6.3 加工中心刀具補償與編程要點/185

6.3.1 加工中心的刀具半徑補償/185

6.3.2 加工中心（數控銑牀）的刀具長度補償/190

6.3.3 數控銑牀的特點及編程要點/191

6.4 數控加工編程綜合舉例/193

6.4.1 外形銑削（凸輪加工）/193

6.4.2 挖槽加工/195

6.4.3 孔系加工/200

6.4.4 簡單曲面加工/204

思考與練習/206

第7章 數控加工宏編程/207

7.1 概述/207

7.1.1 概念/207

7.1.2 宏編程的技術特點/209

7.1.3 變量及其應用/210

7.2 FANUC系統的A類宏程序及其應用/212

7.2.1 宏調用指令/213

7.2.2 宏功能指令/219

7.2.3 編程實例/224

7.3 FANUC系統的B類宏程序及其應用/228

7.3.1 宏功能基本指令/228

7.3.2 宏功能控制指令/230

7.3.3 編程實例/234

第8章 數控電火花線切割機牀編程與加工/249

8.1 概述/249

8.1.1 數控電火花線切割加工原理/249

8.1.2 數控電火花線切割機牀及特點/250

8.1.3 座標系/252

8.2 數控電火花線切割加工工藝/252

8.2.1 工件的裝夾與調整/252

8.2.2 電極絲的選擇與調整/255

8.2.3 加工參數選擇/257

8.3 數控電火花線切割加工的編程方法/258

8.3.1 分隔符格式程序編制/258

8.3.2 地址符格式程序編制/264

8.4 綜合加工應用編程舉例/267

第9章 數控加工自動編程技術/271

9.1 概述/271

9.1.1 自動編程技術的產生/271

9.1.2 自動編程技術的特點/271

9.1.3 自動編程技術的發展趨勢/272

9.2 CAD/CAM技術介紹/272

9.2.1 CAD/CAM與數控加工的關係/273

9.2.2 CAD/CAM軟件的技術特點/273

9.2.3 國內外流行的CAD/CAM軟件/274

9.2.4 CAD/CAM技術的發展趨勢/275

9.3 Pro/NC應用介紹/275

9.3.1 Pro/NC概述/275

9.3.2 Pro/NC數控加工編程實例/285

參考文獻/300

數控化製造技術的發展正在引領着傳統機械製造業的又一次變革，數控加工、CAD/CAM（計算機輔助設計及製造）和PDM（產品數據管理）已經成為一個現代化製造企業先進製造技術應用的主幹，它們代表着一個企業的設計、製造水平，並與產品的質量、成本及生產週期息息相關。

數控加工技術是企業數控技術應用的主幹技術。隨着數控機牀應用的普及與發展，現代企業對掌握數控加工、編程和操作技術的人才需求量將會越來越大，瞭解和掌握數控技術相關應用知識與技能，是企業對工程技術人員的基本要求，工科機械類院校學生理應未雨綢繆掌握數控應用技術。為適應這種發展的需要，根據高等院校應用型本科培養教學目標和要求，我們編寫了這本教材。

本教材立足於數控加工實用技術，以理論知識做引導，以實際應用為目的，融基礎知識、工藝技術、編程原理與方法、操作技能於一體，緊扣當前企業對數控人才的實際需求，強調數控應用能力的培養，並使教材內容在系統性、先進性、實用性和完整性上達到統一，更好地反映企業發展的需要。

全書共9章。第1章主要介紹數控機牀產生、發展、組成、原理、分類、特點及發展趨勢；第2章主要介紹數控機牀的操作知識；第3章主要介紹加工的工藝基礎知識；第4章主要介紹有關數控程序的基礎知識、數控座標系及常用基本編程指令；第5章主要介紹數控車牀的常用編程指令、刀具補償及實際加工編程舉例；第6章主要介紹加工中心（數控銑牀）的常用編程指令、刀具補償及實際加工編程舉例；第7章主要介紹FANUC系統的宏編程基礎知識及A、B類宏的編程應用；第8章主要介紹了線切割編程加工的基礎知識、工藝知識、編程方法及實際應用編程舉例；第9章綜述了CAD/CAM基礎概念與應用，重點介紹了Pro/E的基礎知識，並以實例介紹了Pro/E的自動編程過程。

本書主要作為應用型本科院校的機械工程及其自動化、機械設計製造及其自動化、機械電子工程等機械類專業的教材，或作為廣大自學者及工程技術人員的自學和培訓用書，對從事數控技術應用加工和研究的科技人員也有一定的參考價值。

本教材參考學時60課時，有關章節內容可根據專業要求及學時情況酌情調整。

參加本書編寫的院校和教師有：第1章、第2章、第9章由河南科技大學楊丙乾老師編寫；第3章由新鄉學院姬清華老師編寫；第4章由河南理工大學童景琳老師編寫；第5章由河南科技學院王佔奎老師編寫；第6章由河南科技學院王振寧老師編寫；第7章由南陽理工學院孫新國老師編寫；第8章由南陽理工學院趙玉軍老師編寫。全書由楊丙乾老師擔任主編並完成全書的統稿工作。

本書在編寫過程中參閲了同行專家學者和一些院校的教材、資料和文獻，在此謹致謝意。由於編者水平有限，書中難免存在不足之處和錯誤，敬請讀者批評指正， 以便進一步修改。

編 者