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第1部分　G代码编程3

第1章　计算机数控概述3

1.1　数控发展历史3

1.1.1　NC/CNC机床的发展3

1.1.2　CNC机床的发展4

1.2　数控机床的类型5

1.2.1　CNC等离子机床5

1.2.2　CNC弹簧成型机床5

1.2.3　CNC激光切割机床6

1.2.4　立式加工中心7

1.2.5　卧式加工中心7

1.2.6　CNC折弯机8

1.2.7　CNC冲床8

1.3　点对点和连续轨迹8

1.4　机床轴9

1.5　CNC机床的组成9

1.5.1　NC/CNC控制器10

1.5.2　显示器11

1.5.3　驱动电机11

1.5.4　步进电机与开环系统12

1.5.5　伺服电机与闭环系统12

1.5.6　CNC机床15

1.6 为什么使用CNC17

1.7　轴和坐标系统18

1.7.1　笛卡尔坐标系18

1.7.2　极坐标22

1.8　绝对编程和增量编程22

1.9　课后练习23

第2章　三角学基础25

2.1 勾股定理25

2.2　正弦、余弦和正切27

2.3　课后练习31

第3章　硬质合金基础35

3.1　硬质合金刀具的基础35

3.1.1　硬质合金36

3.1.2　硬质合金刀具等级的选择36

3.1.3　对硬质合金刀片添加涂层38

3.1.4　钻石涂层刀片38

3.1.5　刀尖半径38

3.1.6　刀片形状38

3.1.7　刀片尺寸39

3.1.8 前角39

3.1.9　主偏角40

3.2　刀片选择41

3.2.1　金属的可加工性41

3.2.2　钢41

3.2.3　不锈钢42

3.2.4　铸铁42

3.2.5　刀片选择实例42

3.3　刀柄样式及标识44

3.4　切屑控制45

3.4.1　机械断屑器46

3.4.2　模压式断屑器46

3.4.3　影响切屑形成的因素47

3.4.4　切屑的颜色47

3.5　故障排除47

3.5.1 严重断裂47

3.5.2　刀刃磨损48

3.5.3 月牙洼磨损49

3.5.4　切削刃积屑瘤49

3.5.5 切深沟槽49

3.5.6 崩刃49

3.5.7　热龟裂和热变形50

3.6　课后练习51

第4章　编程基础53

4.1　字地址编程53

4.1.1　字母地址命令54

4.1.2　字地址编程术语54

4.1.3　程序号55

4.2　对零件编程56

4.2.1　零件基准位置57

4.2.2　顺序号（NXXXX）57

4.2.3　G代码（准备功能）57

4.2.4　主轴控制功能59

4.2.5　辅助功能（M代码）59

4.2.6　刀具调用60

4.2.7 可控制轴字（X、Y、Z）60

4.2.8　运动代码块60

4.3 编程62

4.3.1 第一部分：准备功能代码63

4.3.2　第二部分：加工操作64

4.3.3　第三部分：结束程序64

4.3.4　工件坐标（WPC）设置64

4.4　增量编程66

4.5 圆弧插补68

4.5.1 通过编程实现圆弧运动68

4.5.2　补偿编程练习72

4.6　刀具长度偏置73

4.7　刀具直径偏置74

4.8　课后练习76

第5章　编程示例83

5.1 编程示例83

5.2　编程示例1：绝对模式编程84

5.3　编程示例2：增量模式编程86

5.4　编程示例3：铣槽88

5.5　编程示例4：利用圆弧插补进行铣削89

5.6　编程示例5：用IJ编程法实现圆弧插补91

5.7　编程示例6：用半径法编程法实现圆弧插补93

5.8　编程示例7：铣削示例95

5.9　编程示例8：高度和直径补偿示例96

5.10　课后练习98

第6章　加工中心夹具与刀具101

6.1　工件装卡装置101

6.1.1　虎钳101

6.1.2　弯板102

6.1.3　直接夹紧工件102

6.1.4　夹具104

6.2　刀具与刀柄105

6.2.1　高速钢钻头105

6.2.2　中心钻、定位钻106

6.2.3 扁钻106

6.2.4　硬质合金钻头107

6.2.5　其他孔加工方法107

6.2.6　镗孔108

6.2.7　攻丝109

6.3　铣削刀具110

6.3.1 端铣刀110

6.3.2　空心端铣刀111

6.4　顺铣与逆铣112

6.5　切削速度、进给速度和切削深度112

6.5.1　切削深度112

6.5.2　进给速度113

6.5.3　切削速度114

6.6　加工中心操作114

6.7 安全性115

6.8　课后练习115

第7章　加工中心基础117

7.1 加工中心的类型117

7.1.1　卧式加工中心119

7.1.2　立式加工中心119

7.2　加工中心的组成119

7.2.1　立柱120

7.2.2　滑座120

7.2.3　床身120

7.2.4 工作台121

7.2.5 主轴121

7.2.6　换刀装置121

7.3 运动轴122

7.4　机床控制特征123

7.4.1　手动控制特征124

7.4.2　紧急停止按钮124

7.4.3　机床轴的运动125

7.4.4　循环启动／进给保持按钮125

7.4.5　参考位置（零点）返回126

7.5　工件坐标设置126

7.5.1 主轴速度和进给速度修调开关128

7.5.2　单块操作128

7.6　其他控制器特征129

7.6.1　手动数据输入129

7.6.2　程序编辑129

7.6.3 显示器129

7.7　会话式编程130

7.8　课后练习130

第8章　加工中心编程131

8.1　规划程序131

8.1.1　零件图131

8.1.2　选择机床131

8.1.3　工件装卡132

8.1.4　零件基准位置132

8.1.5　选择合适的刀具132

8.1.6　工艺规划132

8.1.7　设置卡134

8.1.8　零件编程134

8.2　加工中心固定循环135

8.2.1 间歇进给（深孔时）钻孔循环（G83）137

8.2.2　回缩定位138

8.2.3　攻丝固定循环（G84）139

8.2.4　镗孔固定循环（G85）141

8.2.5　镗沉孔固定循环（G82）142

8.2.6　螺旋插补143

8.2.7　子程序144

8.3　课后练习146

第9章　CNC车床151

9.1　车削中心概述151

9.2　CNC车床的类型152

9.3　CNC车床的部件152

9.3.1　床头箱153

9.3.2　尾座153

9.3.3　刀塔154

9.3.4　床身154

9.3.5　滑板155

9.4　车削中心的轴155

9.5 工件装卡156

9.5.1　卡盘156

9.5.2　套爪卡盘156

9.5.3　夹具157

9.6　刀具157

9.6.1 车削端面157

9.6.2　车削外表面157

9.6.3　切槽158

9.6.4　切断158

9.6.5　镗孔159

9.6.6　车削螺纹159

9.7　刀具的预调整160

9.8　机床参考位置、换刀位置及零件原点161

9.8.1　机床零点161

9.8.2　换刀位置161

9.8.3 零件原点161

9.9 偏置162

9.9.1　刀具偏置162

9.9.2　几何偏置162

9.10　加工材料的处理163

9.10.1　棒料进给器164

9.10.2　零件安装器和卸零件器164

9.10.3　机器人装料系统164

9.10.4　零件捕捉器165

9.10.5　切屑传送带165

9.11　机床控制器操作165

9.11.1　安全性165

9.11.2　机床控制器166

9.12 手动控制167

9.12.1　紧急停止按钮168

9.12.2　机床轴的运动168

9.12.3　循环启动／进给保持按钮169

9.12.4　主轴速度和进给速度修调开关169

9.12.5　单块操作169

9.12.6　其他控制器特征170

9.12.7　手动数据输入170

9.13 程序编辑170

9.14　诊断171

9.15　会话式编程171

9.16　课后练习171

第10章　CNC车削中心编程173

10.1　车削中心回顾173

10.2　规划程序174

10.2.1　工件装卡174

10.2.2　刀具174

10.2.3　工艺规划174

10.2.4　设置卡176

10.3　编程快速浏览176

10.3.1 字地址编程177

10.3.2　编程过程178

10.3.3　启动（准备）过程178

10.3.4　换刀和刀具调用块178

10.3.5　工件坐标设置179

10.3.6　确定G50偏置179

10.4　圆弧插补185

10.4.1 圆弧起点185

10.4.2　圆弧方向（G02、G03）186

10.4.3　圆弧端点186

10.4.4　圆弧圆心187

10.4.5　圆弧插补的半径编程法188

10.4.6　刀尖半径补偿189

10.5　车削中心的固定循环192

10.5.1　粗车循环（G71）193

10.5.2　精车削循环（G70）194

10.5.3　间歇进给钻孔循环（G74）195

10.5.4　切槽循环（G75）196

10.5.5　车削螺纹循环（G76）197

10.6　课后练习199

第11章 电火花加工（EDM）203

11.1　EDM简介203

11.2　EDM切割206

11.3　线切割EDM机床的类型207

11.4　切割丝进给EDM的部件209

11.4.1　模糊逻辑控制209

11.4.2　用EDM加工时需要考虑的问题210

11.5　机床设置210

11.5.1　边检测211

11.5.2　孔位置检测212

11.5.3　槽位置检测212

11.5.4　测试方形212

11.5.5　往复切割212

11.5.6　编程213

11.5.7　4轴编程示例216

11.6　课后练习220

第12章　磨料水射流切割与激光切割223

12.1　概述223

12.2　氧切割223

12.3　等离子切割224

12.4　磨料水射流加工225

12.4.1　切口宽度228

12.4.2　加工成本228

12.4.3　磨料水射流切割的优点与缺点229

12.4.4　编程229

12.4.5　多切割头230

12.4.6　零件嵌套231

12.5　激光加工231

12.5.1　激光处理232

12.5.2　激光基础知识232

12.5.3　光束传递系统235

12.5.4　激光切割头236

12.5.5　激光加工的优点与缺点238

12.6　课后练习238

第13章 CAD/CAM基础241

13.1　CAD/CAM简介241

13.2　设计241

13.2.1　任务确定242

13.2.2　分析242

13.2.3　试验242

13.2.4　生产243

13.3　计算机辅助设计（CAD）243

13.3.1　硬件243

13.3.2　软件243

13.4　CAD的使用243

13.5　CAD的优点244

13.6　计算机辅助零件编程（CAPP）244

13.7　后处理程序246

13.8　模拟247

13.9　下载CNC程序247

13.10　设计的未来247

13.11　课后练习248

第Ⅱ部分　会话式编程251

第14章　Mazatrol编程251

14.1　编程练习1——基本编程252

14.1.1　开始新程序252

14.1.2　面加工255

14.1.3　直线加工260

14.1.4　点加工265

14.1.5　图形检验269

14.2　编程练习2——铣削任意形状269

14.2.1　直线加工任意形状272

14.2.2　检验图形278

14.3　编程练习3——加工复杂零件279

14.3.1 面加工281

14.3.2　型腔加工285

14.3.3 凸台加工工序287

14.3.4　螺栓孔圆加工291

14.3.5 点加工295

14.3.6　图形检验297

第15章　FANUC FAPT编程299

15.1　编程练习1299

15.1.1　坯料和零件301

15.1.2　材料类型301

15.1.3　表面粗糙度默认设置302

15.1.4　图形格式303

15.1.5　坯料图形和基线303

15.1.6　零件图304

15.1.7　参考位置与转位位置310

15.1.8　转位位置310

15.1.9　加工定义311

15.1.10　加工起始位置313

15.1.11　切削条件314

15.1.12　切削方向314

15.1.13　切削区定义314

15.1.14　切削条件315

15.1.15　切削方向315

15.1.16　切削区定义315

15.1.17　加工定义316

15.1.18　刀具数据317

15.1.19　加工起始位置317

15.1.20　切削条件317

15.1.21　切削方向318

15.1.22　切削区定义318

15.1.23　切削条件318

15.1.24　切削方向318

15.1.25　切削区定义319

15.1.26　NC数据准备319

15.2　编程练习2320

15.2.1　坯料和零件321

15.2.2　材料类型322

15.2.3　表面粗糙度默认设置322

15.2.4　图形格式323

15.2.5　坯料图形和基线323

15.2.6　零件图324

15.2.7　描述零件图形326

15.2.8　参考位置和转位位置330

15.2.9　加工定义332

15.2.10　加工起始位置333

15.2.11　切削条件334

15.2.12　切削方向334

15.2.13　切削区定义335

15.2.14　切削条件335

15.2.15　切削方向335

15.2.16　切削区定义335

15.2.17　加工定义336

15.2.18　刀具数据337

15.2.19　加工起始位置337

15.2.20　切削条件337

15.2.21　切削方向337

15.2.22　切削区定义338

15.2.23　切削条件338

15.2.24　切削方向338

15.2.25　切削区定义338

15.2.26　切槽339

15.2.27　刀具数据339

15.2.28　加工起始位置339

15.2.29　切削条件339

15.2.30　切削区定义339

15.2.31　切削条件340

15.2.32　切削螺纹340

15.2.33　刀具数据340

15.2.34　加工起始位置340

15.2.35　切削条件341

15.2.36　NC数据准备341

15.3　编程练习3341

15.3.1　坯料和零件342

15.3.2　材料类型342

15.3.3 表面粗糙度默认设置342

15.3.4　图形格式342

15.3.5　坯料图形和基线342

15.3.6　零件图形342

15.3.7　参考位置和转位位置344

15.3.8　加工定义344

15.3.9　加工起始位置344

15.3.10　切削条件344

15.3.11　切削方向344

15.3.12　切削区定义345

15.3.13　切削条件345

15.3.14　切削方向345

15.3.15　切削区定义346

15.3.16　加工定义346

15.3.17　刀具数据346

15.3.18　加工起始位置347

15.3.19　切削条件347

15.3.20　切削方向347

15.3.21　切削区定义347

15.3.22　切削条件348

15.3.23　切削方向348

15.3.24　切削方向348

15.3.25　切削区定义348

15.3.26　切槽349

15.3.27　刀具数据349

15.3.28　加工起始位置349

15.3.29　切削条件349

15.3.30　切削区定义349

15.3.31　切削条件350

15.3.32　加工起始位置350

15.3.33　NC数据准备350

第Ⅲ部分　质量控制355

第16章　统计过程控制基础355

16.1　统计过程控制概述355

16.1.1　废品成本356

16.1.2　数据356

16.2　数据类型356

16.2.1　属性数据356

16.2.2　变量数据357

16.3　编码数据357

16.4　数据的图形表示358

16.5 偏差359

16.6　机率和非机遇偏差360

16.7　平均值361

16.8　偏差的测量362

16.8.1 极差362

16.8.2　标准差362

16.9　正态分布362

16.10　课后练习364

第17章　统计过程控制369

17.1　过程的概率369

17.2　表格的作用373

17.2.1　生产调整373

17.2.2　过程监视374

17.2.3 概率374

17.2.4　过程改进375

17.3　表处理375

17.4　分析表381

17.5　课后练习384

第18章　ISO 9000概述389

18.1　ISO 9000基础知识389

18.2　文件级别390

18.3　质量系统的优势392

18.4　ISO元素393

18.5　ISO概述393

18.5.1　质量管理系统394

18.5.2　管理责任394

18.5.3　资源管理394

18.5.4　产品分析394

18.5.5　检测、分析与改进395

18.6　ISO实现395

18.7　证书396

18.8　课后练习397

附录A　安装、使用Predator软件399

附录B　机床控制器的编程代码407

术语表413