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第1章　CNC加工中心概述1

1.1 CNC概述1

1.1.1　制造史1

1.1.2　NC技术1

1.1.3　CNC的优点2

1.1.4　CNC技术2

1.1.5　CNC车削中心3

1.1.6　CNC加工中心3

1.2　CNC加工中心的安全规则5

1.3 CNC加工中心加工工艺设计7

1.4　CNC加工中心加工文档8

1.5 本章小结12

1.6 习题12

第2章　CNC加工中心基础知识13

2.1 CNC加工中心的组成13

2.1.1　CNC控制器15

2.1.2　CRT显示器16

2.1.3　床身16

2.1.4　主轴箱16

2.1.5　主轴与刀具锥柄16

2.1.6　工作台与托盘16

2.1.7　刀库16

2.1.8 自动换刀臂17

2.1.9　导轨和导轨罩18

2.1.10　导轨润滑系统18

2.1.11　电源控制箱18

2.1.12　伺服电机18

2.1.13　滚珠丝杠18

2.1.14　开环系统18

2.1.15　闭环系统18

2.1.16　点对点和连续路径19

2.1.17　输入介质19

2.1.18　CNC机床的配置20

2.1.19　主轴转速20

2.1.20　对刀器20

2.2　笛卡尔坐标系20

2.2.1　绝对程序和增量程序22

2.2.2　立式加工中心的笛卡尔坐标系23

2.2.3 卧式加工中心的笛卡尔坐标系23

2.2.4　旋转的笛卡尔坐标系23

2.2.5　笛卡尔象限23

2.3　绝对坐标簿和增量坐标簿23

2.4　CNC加工中心的程序格式24

2.5　CNC加工中心命令代码25

2.6　本章小结28

2.7 习题29

第3章　CNC加工中心切削加工基础知识30

3.1 CNC加工中心的工序类型30

3.1.1　钻孔工序30

3.1.2　倒角工序30

3.1.3　加工埋头孔工序30

3.1.4　锪孔工序31

3.1.5　扩孔工序31

3.1.6　点钻工序31

3.1.7　扁钻工序31

3.1.8　镗孔工序31

3.1.9　铰孔工序31

3.1.10　攻丝工序31

3.1.11　铣平面工序31

3.1.12　端铣工序32

3.1.13　铣槽工序32

3.2　CNC加工中心的孔描述32

3.3　CNC加工中心使用的刀具35

3.3.1　CNC刀杆35

3.3.2　在机床主轴中加紧刀具35

3.3.3　夹头刀杆35

3.3.4　CNC V型卡槽刀杆35

3.3.5　钻孔刀具36

3.3.6　扁钻38

3.3.7　镗杆40

3.3.8　浮动铰刀刀杆41

3.3.9　铰刀42

3.3.10　丝锥刀杆42

3.3.11 丝锥43

3.3.12　套式铣刀杆44

3.3.13　面铣刀45

3.3.14　端铣刀杆46

3.3.15　端铣刀46

3.3.16　铣槽刀杆47

3.3.17　槽铣刀47

3.3.18　铣削工序描述48

3.4　硬质合金刀片参数48

3.4.1　切削液（冷却液）50

3.4.2　硬质合金刀片的特征以及标识系统50

3.4.3　刀片标识与等级51

3.4.4　其他刀片材料51

3.4.5　刀片的刀尖半径选择52

3.4.6　刀片几何形状的选择52

3.5　CNC加工中心的应用52

3.6　本章小结53

3.7　习题54

第4章　CNC加工中心控制与操作55

4.1 CNC加工中心CRT和按键面板的功能55

4.2　CNC加工中心操作面板的功能57

4.2.1　CNC加工中心操作面板57

4.2.2　CNC加工中心控制面板按钮58

4.2.3　模式选择59

4.2.4　进给保持、空运行、单段执行、跳段60

4.2.5　进给速度修调、主轴转速修调、快速移动修调61

4.2.6　手动脉冲生成器轮62

4.3 CNC加工中心对工件的装卡62

4.3.1　定位基础知识63

4.3.2　CNC夹具64

4.3.3 加工中装卡工件的方法64

4.3.4　装卡装置64

4.3.5 夹具65

4.3.6　组合夹具65

4.3.7　箱形弯板65

4.3.8　夹紧技巧65

4.3.9　定位销与套66

4.3.10　装卡方法66

4.4　CNC加工中心的设置过程70

4.4.1　机床参考点71

4.4.2　设置零件原点71

4.4.3　刀具长度偏置72

4.4.4　寻边器设置法72

4.4.5 同轴测量表设置过程74

4.4.6　量规块接触设置法75

4.4.7　摇摆器设置法76

4.4.8　点接触设置法77

4.5 本章小结77

4.6 习题78

第5章　CNC加工中心技术数据79

5.1 CNC加工中心计算79

5.2　CNC切削速度与进给速度84

5.2.1　用于孔加工的切削速度和主轴转速84

5.2.2　用于孔加工工序的刀具进给速度（IPR和IPM）85

5.2.3　用于铣削加工工序的刀具速度与进给速度86

5.3　几何尺寸与几何公差87

5.3.1 GD&T87

5.3.2　基准标注88

5.3.3　基准引用88

5.3.4　GD&T符号及说明88

5.3.5　GD&T基准系统及夹具89

5.3.6　特征控制框90

5.3.7　最大材料条件91

5.3.8　最小材料条件91

5.3.9　投影公差带91

5.4　表面精度91

5.4.1　表面精度特性和精度标注92

5.4.2 由不同加工方法得到的表面精度93

5.5　材料类型与硬度等级93

5.5.1　钢的类型94

5.5.2　工具钢95

5.5.3　硬度等级确定方法95

5.6　CNC加工报警代码96

5.7　本章小结98

5.8 习题98

第6章　CNC加工中心的快速移动与进给运动100

6.1　快速移动和进给运动100

6.2　G00代码：快速移动100

6.2.1　立式加工中心G00 X轴快速移动101

6.2.2　立式加工中心G00 Y轴快速移动101

6.2.3　立式加工中心G00 Z轴快速移动102

6.2.4　卧式加工中心G00 X轴快速移动103

6.2.5　卧式加工中心G00 Y轴快速移动103

6.2.6　卧式加工中心G00 Z轴快速移动104

6.3　G01代码：进给运动105

6.3.1 立式加工中心G01 X轴进给运动106

6.3.2　立式加工中心G01 Y轴进给运动106

6.3.3 立式加工中心G01 Z轴进给运动107

6.4　立式加工中心五轴加工108

6.5　CNC程序示例1000109

6.5.1 坐标簿109

6.5.2　工程图110

6.5.3　CNC机床设置平面图110

6.5.4　CNC刀具清单110

6.5.5　CNC示例程序1000的说明110

6.5.6　建立坐标簿1000110

6.5.7　CNC程序示例1000113

6.6　本章小结114

6.7　习题114

6.8　立式加工中心CNC程序练习115

第7章　CNC加工中心圆弧插补117

7.1 圆弧插补117

7.2　G02代码：顺时针圆弧插补117

7.3　G03代码：逆时针圆弧插补119

7.4　主轴功能代码119

7.4.1　主轴功能代码M03、M04和S119

7.4.2　M05代码：主轴停止120

7.4.3 用立式加工中心铣削轮廓120

7.4.4　用立式加工中心铣削360°轮廓121

7.4.5　G02代码说明122

7.4.6　G03代码说明123

7.5 CNC程序示例2000126

7.5.1　CNC示例程序2000的指令127

7.5.2　建立坐标簿2000127

7.5.3　CNC程序示例2000131

7.6　本章小结134

7.7　习题134

7.8　立式加工中心CNC程序练习135

第8章　CNC刀具直径补偿137

8.1　刀具直径补偿137

8.1.1　刀具直径补偿代码137

8.1.2　G41代码：刀具直径左补偿137

8.1.3　G42代码：刀具直径右补偿138

8.1.4　G40代码：注销刀具直径补偿138

8.1.5　G43代码：刀具长度补偿138

8.1.6　G49代码：注销刀具长度补偿138

8.1.7　G28代码：机床返回到参考点138

8.1.8　G41代码和G42代码：外切削139

8.1.9　G41代码和G42代码：内切削139

8.2　立式加工中心刀具直径补偿代码G41140

8.3　立式加工中心刀具直径补偿代码G42142

8.4　CNC程序示例3000143

8.4.1　CNC示例程序3000的说明144

8.4.2　建立坐标簿3000144

8.4.3　CNC程序示例3000148

8.5　本章小结150

8.6　习题151

8.7　立式加工中心CNC程序练习151

第9章　CNC钻孔固定循环154

9.1　固定循环代码154

9.2 CNC钻孔固定循环155

9.2.1　G81代码：钻孔固定循环156

9.2.2　G82代码：锪孔固定循环157

9.2.3　G83代码：间歇钻孔固定循环159

9.2.4　G80代码：注销固定循环160

9.2.5　Z返回代码160

9.3 CNC示例程序4000160

9.3.1　CNC程序示例4000的说明161

9.3.2　建立坐标簿4000161

9.3.3　CNC示例程序4000165

9.4　本章小结169

9.5 习题170

9.6　立式加工中心CNC程序练习170

第10章　CNC固定循环代码：G84、G86和G76173

10.1 CNC固定循环代码G84、G86和G76173

10.1.1　G84代码：攻丝固定循环174

10.1.2　G86代码：镗孔固定循环174

10.1.3　G76代码：精镗孔固定循环176

10.1.4　G98和G99代码：返回代码177

10.1.5　G80代码：注销固定循环177

10.1.6　英制格式代码G20和米制格式代码G21178

10.1.7　G54～G59代码：工作坐标系代码178

10.1.8　卧式加工中心B轴178

10.2　CNC示例程序5000178

10.2.1　CNC示例程序5000的说明179

10.2.2　建立坐标簿5000179

10.2.3　CNC示例程序5000184

10.3　本章小结190

10.4　习题190

10.5 立式加工中心CNC程序练习191

第11章　CNC车削加工概述193

11.1 CNC车床193

11.1.1　CNC车床的配置195

11.1.2　CNC自动螺纹车床196

11.2　CNC车床的安全规则198

11.2.1　人身安全198

11.2.2　车间环境安全199

11.2.3　车床和刀具操作安全199

11.2.4　加工安全措施199

11.3 CNC车床加工工艺设计200

11.4　CNC车床加工文档202

11.5　本章小结204

11.6 习题205

第12章　CNC车床基础知识206

12.1 CNC车床206

12.2　CNC车床的组成206

12.2.1　CNC车床控制器207

12.2.2　CRT显示器208

12.2.3　床身208

12.2.4　主轴箱208

12.2.5　卡盘与卡爪209

12.2.6　刀塔209

12.2.7　CNC车床三爪卡盘的特征与说明210

12.2.8　CNC车床刀塔的特征与说明210

12.2.9　刀具转位211

12.2.10　尾座211

12.2.11　导轨和导轨罩212

12.2.12　导轨润滑系统213

12.2.13　电源控制箱213

12.2.14　滚珠丝杠213

12.2.15　CNC车床尾座的特征与说明213

12.2.16　CNC车床尾座设置说明213

12.2.17　伺服驱动电机214

12.2.18　自动棒料进给器214

12.2.19　零件接收器214

12.2.20　第二刀塔214

12.2.21 子刀塔214

12.2.22　对刀器214

12.2.23　双主轴／双卡盘214

12.2.24　动力刀头214

12.2.25　切屑传送带215

12.2.26　开环系统215

12.2.27 闭环系统215

12.2.28　点对点路径和连续路径215

12.2.29　输入介质215

12.2.30　CNC车床闭环系统说明215

12.3 CNC车床笛卡尔坐标系216

12.3.1　绝对程序和增量程序220

12.3.2　CNC车床笛卡尔象限220

12.3.3　CNC车床运动的笛卡尔旋转坐标系220

12.4　CNC车床的程序格式220

12.5　CNC车床命令代码222

12.5.1　字母地址命令222

12.5.2　M代码命令223

12.5.3　G代码命令224

12.6　本章小结227

12.7 习题227

第13章　车床切削加工基础知识229

13.1　CNC车床切削术语与特征229

13.1.1　转速（RPM）230

13.1.2　进给速度230

13.1.3　切削深度230

13.1.4　卡盘230

13.1.5 卡爪230

13.1.6　车床切削术语与特征230

13.1.7　刀塔230

13.1.8　车刀230

13.1.9　刀片231

13.1.10　金属切屑231

13.1.11 断屑槽231

13.1.12　工件231

13.2 CNC车削工序231

13.2.1　车削端面231

13.2.2　车削外圆232

13.2.3　车削圆锥面233

13.2.4　倒角234

13.2.5　镗孔235

13.2.6　镗锥孔236

13.2.7　车削沉孔237

13.2.8　切槽238

13.2.9　车削外螺纹239

13.2.10　车削内螺纹240

13.2.11　钻孔241

13.2.12　用硬质合金可转位刀片钻头钻孔242

13.2.13　扁钻钻孔243

13.2.14　铰孔244

13.2.15　攻丝244

13.2.16　切断245

13.3 CNC车床切削刀具245

13.3.1 车削外圆刀具246

13.3.2　外圆刀杆刀片几何形状与特征249

13.3.3 刀片刀杆前倾角249

13.3.4　孔加工刀具251

13.3.5　麻花钻252

13.3.6　中心钻252

13.3.7　硬质合金可转位刀片钻头253

13.3.8　硬质合金刀尖并提供冷却液的钻头254

13.3.9　扁钻254

13.3.10　镗杆255

13.3.11　铰刀256

13.3.12　丝锥257

13.4　硬质合金刀片技术259

13.4.1　刀片标识与等级259

13.4.2　刀尖半径的选择259

13.4.3　刀片几何形状的选择259

13.4.4　其他刀片材料260

13.4.5　切削刀具压力260

13.4.6　切削液（冷却液）260

13.5　CNC车床应用261

13.6　本章小结262

13.7 习题262

第14章　CNC车床控制与操作264

14.1　CNC车床CRT和按键面板功能264

14.2　CNC车床操作面板功能266

14.2.1　CNC车床操作面板266

14.2.2　CNC车床控制面板按钮267

14.2.3　模式选择268

14.2.4　进给保持、空运行、单段执行、跳段269

14.2.5　进给速度修调、主轴转速修调与快速移动修调270

14.2.6　手动脉冲发生器轮271

14.3　CNC车床装卡工件方法271

14.3.1　定位基础知识272

14.3.2　加工中装卡工件的方法272

14.3.3　装卡装置272

14.4　CNC车床设置过程278

14.4.1　机床参考点278

14.4.2　零件原点278

14.4.3　设置278

14.5　本章小结285

14.6　习题285

第15章　CNC车床技术数据286

15.1　CNC车床加工计算286

15.1.1　计算示例1286

15.1.2　计算示例2287

15.1.3　计算示例3287

15.1.4　计算示例4289

15.1.5　计算示例5290

15.1.6　计算示例6291

15.1.7　计算示例7292

15.2　CNC车削速度与进给速度293

15.2.1　刀具速度（SFM和RPM）294

15.2.2　刀具进给速度（IPR）295

15.3　车床几何尺寸与公差296

15.3.1　基准标注300

15.3.2　基准引用300

15.4　表面精度300

15.5　螺纹302

15.5.1　螺纹的形式302

15.5.2　螺纹特征及标识系统305

15.5.3　UN螺纹和NPT螺纹说明307

15.5.4　UN螺纹特征307

15.6　CNC车床报警代码307

15.7　本章小结308

15.8　习题308

第16章　CNC车床快速移动与进给运动309

16.1 快速移动和进给运动309

16.2　G00代码：快速移动309

16.3　G01代码：进给运动312

16.4　CNC示例程序6000316

16.4.1　坐标簿316

16.4.2　工程图316

16.4.3　CNC车床设置平面图316

16.4.4　CNC车床刀具清单316

16.4.5　用于CNC示例程序6000的指令316

16.4.6　建立坐标簿6000317

16.4.7　CNC示例程序6000320

16.5　本章小结323

16.6　习题324

16.7 用于CNC车床的CNC程序练习324

第17章　CNC车床圆弧插补327

17.1 圆弧插补327

17.2　G02代码：顺时针圆弧插补327

17.3　G03代码：逆时针圆弧插补329

17.4　主轴功能代码330

17.4.1　M03、M04和S代码330

17.4.2　M05代码：主轴停止330

17.5 CNC示例程序7000330

17.5.1　用于CNC程序7000的说明331

17.5.2　建立坐标簿7000331

17.5.3　CNC示例程序7000335

17.6　本章小结338

17.7 习题338

17.8 用于CNC车床的CNC程序练习339

第18章　刀尖半径补偿341

18.1　刀尖半径补偿341

18.1.1　G41代码：刀尖半径左补偿343

18.1.2　G42代码：刀尖半径右补偿344

18.1.3　刀尖半径与矢量方向345

18.1.4　G40代码：注销刀尖半径补偿346

18.1.5　激活几何偏置346

18.1.6　注销几何偏置346

18.1.7　G28代码：机床回到参考点346

18.2　主轴转速控制代码347

18.2.1　G50代码：最大转速和坐标系设置347

18.2.2　G97代码：主轴恒定RPM模式347

18.2.3　G96代码：主轴恒定SFM模式347

18.3 CNC示例程序8000347

18.3.1　用于CNC程序8000的说明348

18.3.2　建立坐标簿8000348

18.3.3　CNC示例程序8000352

18.4　本章小结354

18.5 习题354

18.6 用于CNC车床的CNC程序练习355

第19章　CNC车床固定循环代码：G70～G74357

19.1 CNC车床固定循环358

19.2　CNC固定循环代码：G70～G74358

19.2.1　G70代码：精车循环358

19.2.2　G71代码：粗车（粗镗孔）循环359

19.2.3　G72代码：粗车端面循环360

19.2.4　G73代码：轮廓重复循环361

19.2.5　G74代码：多次切端面槽362

19.2.6　G74代码：间歇进给钻孔循环364

19.3 CNC示例程序9000364

19.3.1　用于CNC程序9000的说明364

19.3.2　建立坐标簿9000365

19.3.3　CNC示例程序9000368

19.4　本章小结369

19.5 习题370

19.6 用于CNC车床的CNC程序练习370

第20章　CNC车床固定循环代码：G75～G94373

20.1 CNC固定循环代码G75～G94373

20.1.1 G75代码：多直径切槽循环374

20.1.2　G76代码：多次车螺纹循环375

20.1.3　G90代码：车削外圆和376

车削内圆循环（直车削）376

20.1.4　G90代码：车削外圆和车削内圆循环（车削圆锥面）377

20.1.5　G92代码：多次车螺纹固定循环378

20.1.6　G94代码：车削端面循环379

20.1.7　G04代码：暂停380

20.2　CNC示例程序9500380

20.2.1　用于CNC程序9500的说明380

20.2.2　建立坐标簿9500381

20.2.3　CNC示例程序9500384

20.3　本章小结386

20.4　习题386

20.5　用于CNC车床的CNC程序练习387

附录A　CNC刀具库示例389

附录B　用于加工中心的公式394

附录C　铣削加工切削速度（SFM）395

附录D　钻孔、铰孔和攻丝的切削速度（SFM）（高速钢刀具）396

附录E　铣削加工进给速度（FPT）397

附录F　钻孔进给速度（IPR，高速钢钻头）398

附录G　硬质合金刀片钻头切削速度（SFM）和进给速度（IPR）399

附录H　攻丝时使用的钻头尺寸表（英制和米制）400

附录I　NPT管螺纹丝锥钻头尺寸表402

附录J　加工中心程序代码说明403

附录K　CNC车床刀具库示例406

附录L　用于车削的公式410

附录M 车削和镗孔工序的切削速度（SFM）与进给速度（IPR）411

附录N 60°V型螺纹切削速度（SFM）和计算公式412

附录O　车床程序代码说明414

附录P　直角三角形计算公式417

附录Q　分数、小数转换表418

附录R　字母钻头尺寸和数字钻头尺寸转换表419

附录S　单位转换420