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第一章　概述1

第一节　数控机床的组成1

一、机床数控技术及其组成1

二、数控机床构成及工作过程4

第二节　数控机床的分类及其发展15

一、分类方法15

二、常用的数控机床16

三、自动加工技术的发展20

第二章　手工编程中的数学处理33

第一节　数学处理的内容33

第二节　基点的计算37

一、作图计算法37

二、代数计算法和平面几何计算法39

三、三角函数计算法42

四、平面解析几何计算法47

第三节　节点的计算52

一、解析曲线的节点计算52

二、列表曲线的数值计算57

三、三维曲面的数值计算60

四、简单立体型面零件的数值计算65

第三章　数控加工程序编制的工艺基础68

第一节　数控加工工艺文件68

一、工序卡68

二、数控刀具调整单69

三、机床调整单69

四、数控加工程序单72

第二节　加工路线的确定72

一、一般零件的加工路线72

二、平面及曲面轮廓加工的工艺处理78

第三节　数控加工工艺设计过程81

一、数控加工工艺设计准备81

二、机床的选择83

三、加工工序的划分83

四、加工顺序的安排84

五、工件装夹方式的确定84

六、对刀点与换刀点的确定85

七、加工方法的选择与加工方案的确定85

八、加工刀具的选择91

九、切削用量的确定92

十、进给路线的选择99

十一、数控加工专用技术文件的编写99

第四节　数控加工用刀具系统99

一、数控加工刀具的种类及特点100

二、机夹可转位刀片及代码101

三、数控刀具刀柄的结构特点116

四、数控刀具选择127

第五节　数控加工用夹具141

一、对数控机床夹具的基本要求141

二、组合夹具143

三、专用夹具144

四、可调整夹具145

五、成组夹具146

第六节　典型零件的加工工艺设计146

一、轴类零件数控车削加工工艺146

二、轴套类零件数控车削加工工艺148

三、平面凸轮零件的数控铣削加工工艺157

四、铣床变速箱体加工中心的加工工艺161

第七节　成组技术在数控加工上的应用168

一、成组工艺的编制方法168

二、成组生产组织形式170

三、GT在车间设备布置中的应用170

第八节　数控加工的生产管理173

一、程序分析173

二、PDCA循环176

三、“5S”管理177

四、定置管理180

五、目视管理182

第四章　数控编程基础184

第一节　数控机床的坐标系184

一、坐标系的确定原则184

二、运动方向的确定184

第二节　数控机床的有关功能188

一、准备功能188

二、辅助功能191

三、进给速度199

四、主轴转速功能202

五、刀具功能204

第三节　数控加工程序的格式与组成206

一、程序段格式206

二、小数点输入208

三、零件加工程序的结构208

四、程序的分类212

第四节　数控机床上的有关点215

一、机床原点215

二、机床参考点216

三、刀架相关点219

四、装夹原点220

五、工件坐标系原点220

六、程序起点227

第五节　刀具补偿功能229

一、刀具位置补偿（主要应用于车床）229

二、刀具长度补偿231

三、二维刀具半径补偿234

四、三维刀具半径补偿249

第六节　数控机床的编程规则250

一、直径编程和半径编程250

二、绝对值编程（G90）251

三、增量值编程（G91）251

四、混合编程252

五、直角坐标编程253

六、极坐标编程253

七、柱坐标254

八、用一个角度和一个坐标值定义坐标点254

第五章　数控车床与车削中心的编程与操作255

第一节　直线插补的应用255

一、指令简介255

二、倒角、倒圆编程258

三、锥的切削261

四、程序延时264

第二节　圆弧程序的编制265

一、数控车床所用圆弧插补指令265

二、球弧的车削270

第三节　螺纹加工272

一、单行程螺纹切削273

二、螺纹切削循环281

第四节　循环加工285

一、单次循环285

二、单一固定循环切削（G90、G94）287

三、多次固定循环切削289

四、车削中心上的钻孔固定循环297

第五节　子程序的应用305

一、数控车床上的子程序306

二、车削中心上的子程序308

第六节　零点偏置310

一、用G54～G59指令实现310

二、应用G50来实现311

三、局部坐标系的设定312

四、可编程原点313

第七节　数控车削中心编程313

第八节　数控车床编程举例331

一、轴类零件车削加工331

二、普通盘类零件的车削加工333

第九节　FANUC系统数控车床的操作338

一、操作面板简介338

二、电源接通前后的检查工作348

三、数控车床的基本操作348

第十节　SIEMENS系统数控车床的编程359

一、编程指令359

二、子程序的组成360

三、参数编程360

四、固定循环功能363

五、轴类零件加工363

六、螺纹零件加工366

七、未知点编程（轮廓几何元素的链接）367

第十一节　SIEMENS系统数控车床的操作371

一、操作面板371

二、工作方式的选定379

三、程序编辑操作385

四、刀具偏置（刀具补偿）和设定数据390

五、引导编程（操作辅助输入）392

六、数据的输入输出399

第六章　数控铣床与加工中心的编程与操作402

第一节　一般工件的编程402

一、单方向定位402

二、准确停止校验方式／切削方式（G61/G64）403

三、英／米制转换（G20/G21）403

四、存储行程极限404

五、圆弧插补（G02、G03）406

六、任意角度倒棱角C、倒圆角R410

七、分度盘分度机能413

第二节　刀具偏置功能415

一、刀具偏置的指令415

二、刀具偏置注意事项415

三、刀偏的应用418

四、偏置量的设定421

第三节　固定循环功能422

一、孔的固定循环功能概述422

二、固定循环424

三、孔的固定循环取消（G80）430

四、使用孔的固定循环注意事项431

五、孔加工固定循环中重复次数的使用方法435

六、钻孔路径循环436

七、刚性模式的固定循环439

八、型腔固定循环446

第四节　子程序在加工中心编程上的应用448

一、指令448

二、子程序的嵌套450

三、子程序的特殊使用方法451

四、Haas CNC系统的通用铣腔加工循环G150452

第五节　图形变换456

一、图形比例（G50、G51）456

二、坐标系旋转457

三、镜像功能460

第六节　极坐标编程与柱面坐标编程462

一、极坐标编程462

二、极坐标插补（G12.1、G13.1）463

三、柱面坐标编程［G07.1(G107)］466

四、假想轴切削469

第七节　螺旋线切削与螺纹加工469

一、螺旋线插补469

二、等导程螺纹切削（G33）471

第八节　零点偏置与转移加工473

一、零点偏置473

二、转移加工479

第九节　FANUC系统加工中心的操作481

一、加工中心的操作面板简介481

二、加工中心的基本操作484

第十节　SINUMERIK系统加工中心的编程497

一、准备功能简介497

二、固定循环程序510

三、辅助功能M515

四、子程序516

第十一节　SINUMERIK系统加工中心的操作519

一、西门子880控制器操作面板519

二、机床控制板的操作接口524

三、西门子880数控系统的操作方式527

四、西门子880加工中心的操作顺序531

第十二节　加工实例536

一、壳体零件加工工序简图536

二、调节器壳体工艺方案及工艺路线544

第七章　用户宏程序560

第一节　用户宏程序概述560

一、概念560

二、变量及变量的使用方法562

三、变量的种类563

第二节　A类型的用户宏程序565

一、宏指令G65565

二、宏指令的应用570

第三节　B类型的用户宏程序579

一、调用指令579

二、控制指令582

三、刀具补偿量的读取582

四、运算指令582

五、圆周点阵孔群的加工582

六、直线点阵孔群的加工583

七、网式点阵孔群加工585

第八章　数控磨床的编程590

一、机床特点590

二、机床坐标系及坐标轴591

三、工艺特点591

第一节　数控外圆磨床的编程592

一、轴外圆及轴肩端面的磨削592

二、复杂外圆形面的磨削594

三、测量磨削595

四、宏程序在数控磨床上的应用596

五、应用中要注意的问题601

第二节　数控强力磨床与数控坐标磨床的编程603

一、强力磨削的编程603

二、强力磨削608

三、数控坐标磨床的编程609

第三节　数控立式磨床的编程612

一、数控立式磨床的程序编制612

二、数控立式磨床常用的程序编制指令614

三、数控磨床常用变量618

第九章　其他常用数控设备的编程与操作619

第一节　数控冲床的编程619

一、常用指令介绍619

二、起始冲压位置（X0,Y0）（绝对值）的计算630

三、数控冲压加工的其他数值计算632

第二节　数控冲床的操作635

一、电源接通635

二、电源切断636

三、急停操作636

四、加工前的准备工作636

五、数控冲床加工操作顺序638

第三节　数控线切割机的加工工艺638

一、毛坯准备639

二、工艺参数的选择640

三、工件的装夹与调整640

第四节　数控线切割机的编程642

一、固定程序段格式642

二、可变程序段格式647

第五节　数控快走丝线切割机床的操作660

一、系统控制柜上各部分的名称和功能660

二、基本操作661

三、主机基本操作663

四、加工运行671

第六节　电火花机床的编程与操作672

一、电火花加工工艺规律672

二、电火花机床的操作672

三、加工实例690

第七节　数控等离子弧切割机的编程693

第八节　数控齿轮加工机床的编程696

一、加工方法696

二、Y轴补偿值δy的计算697

三、程序编制698

四、精切前的准备704

第十章 自动编程706

第一节　自动编程概述706

一、自动编程的基本原理706

二、自动编程的主要特点707

三、自动编程的分类708

第二节　探针编程介绍712

一、探针的分类712

二、数控探针的特点与功用713

三、探针检测时的程序编制714

第三节　CAD/CAM集成数控编程系统的应用概述720

一、熟悉系统的功能与使用方法720

二、分析加工零件721

三、对待加工表面及其约束面进行几何造型722

四、确定工艺步骤并选择合适的刀具722

五、刀具轨迹生成及刀具轨迹编辑722

六、刀具轨迹验证722

七、后置处理723

第四节 Matser CAM系统的应用723

一、二维零件数控加工编程723

二、三维零件数控加工编程730

第五节　数控冲床用CAD/CAM软件简介734

第六节　图形编程在线切割机床上的应用740

第七节　会话编程745

一、会话编程的特点745

二、会话编程的应用745

三、会话编程实例745

四、基本特点745

第十一章　数控机床的使用776

第一节　数控机床的购置776

一、工作流程776

二、确定要加工的零件776

三、技术分析报告778

四、经济性分析792

五、制造厂信誉、质量、可靠性、售后服务考察793

六、签订合同793

第二节　数控机床的验收793

一、数控机床的验收依据793

二、工作流程794

三、接机前的准备工作794

四、到货签收795

五、开箱安装796

六、通电试车796

七、空载运行797

八、精度检查800

九、典型零件批量试加工816

十、书写测试报告816

十一、评估816

第三节　数控机床的使用816

一、数控加工的支持系统816

二、加工程序编制的组织818

三、从事数控加工的人员819

四、对编程人员的要求820

五、对维修人员的要求821

六、对车间管理人员（或高级技师）的要求822

七、数控机床的日常维护保养822

附录834

附录A　数控功能的基本术语834

一、数控系统的术语834

二、程序编制的术语839

三、数控机床的术语840

四、电加工与特种加工数控机床的基本术语842

附录B　G、M代码845

附录C　对刀仪简介850

一、加工中心用对刀仪850

二、数控车床用对刀仪852

附录D　数控车床的非对刀仪对刀与找正853

一、国产数控车床的对刀与找正853

二、FANUC-0T数控车床的对刀与找正854

三、SIEMENS-810T数控车床的对刀与找正856

参考文献859