本書主要介紹數(shù)控車床、數(shù)控銑床及加工中心的使用、零件加工工藝制訂、數(shù)控編程及機(jī)床操作相關(guān)知識(shí)。采用理實(shí)一體化教學(xué)思路設(shè)計(jì)教學(xué)模式。圍繞典型零件，按照完成工作任務(wù)所需要的知識(shí)組織教學(xué)內(nèi)容。本書共三個(gè)項(xiàng)目，包括十六個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，其中數(shù)控車削安排五個(gè)任務(wù)，數(shù)控銑削安排六個(gè)任務(wù)、加工中心安排五個(gè)任務(wù)。每項(xiàng)目的內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)。
本書第1 版是為配合建設(shè)省級(jí)精品課程“ 數(shù)控加工編程與操作” 而編寫的, 于2011 年8 月出版。2012 年, 本書在江西省教育廳組織的第五屆普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材評(píng)選中榮獲二等獎(jiǎng), 2017 年, 又被評(píng)為首屆全國機(jī)械行業(yè)職業(yè)教育優(yōu)秀教材。承蒙全國同行專家的支持與關(guān)愛, 第1 版教材已多次印刷。為滿足廣大師生需要, 本著精益求精的原則, 我們決定修訂, 并更新部分教學(xué)內(nèi)容。
本次修訂保留了第1 版教材的風(fēng)格和特點(diǎn), 實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué), 先學(xué)后練, 通過項(xiàng)目任務(wù)訓(xùn)練鞏固所學(xué)知識(shí)。全書文字簡潔, 多用圖表表達(dá)。對(duì)第1 版教材中自動(dòng)編程部分使用的軟件進(jìn)行了更新, 由原來的2004 版升級(jí)到了2016 版。對(duì)第1 版教材中每個(gè)項(xiàng)目的技能訓(xùn)練部分中重復(fù)的表格進(jìn)行調(diào)整, 放在附錄之中。考慮到每個(gè)學(xué)校使用的數(shù)控系統(tǒng)不一樣, 附錄中增加了SINUMERIK 808D 數(shù)控車、數(shù)控銑系統(tǒng)指令集, FANUC 0i 數(shù)控銑系統(tǒng)指令集,HNC-21T 華中數(shù)控車系統(tǒng)指令集。因北京凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)的編程指令與FANUC 系統(tǒng)基本相同, 實(shí)際使用時(shí)可參考FANUC 系統(tǒng)來編程, 故不一一列入。
另外, 為方便老師授課和學(xué)生學(xué)習(xí), 我們還提供本課程的教程、授課課件、教學(xué)視頻和習(xí)題集答案以供參考。歡迎使用本書的同行專家和朋友向出版社或作者索取。
教學(xué)建議: 本書一定要以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目引導(dǎo)方式實(shí)施教學(xué), 學(xué)、練、做三位一體。教學(xué)時(shí)建議使用仿真軟件與真實(shí)設(shè)備相結(jié)合進(jìn)行教學(xué), 先在仿真軟件上熟悉控制系統(tǒng)界面及操作, 完成程序輸入與仿真加工, 然后在校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)設(shè)備上完成真實(shí)零件加工。考慮到理實(shí)一體化教學(xué)實(shí)施中項(xiàng)目任務(wù)完成的連續(xù)性, 建議本課程按每周6 學(xué)時(shí)或每周8 學(xué)時(shí)安排, 每周學(xué)時(shí)集中一次授課。
本書由江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院李河水、梁斯仁擔(dān)任主編, 李河水負(fù)責(zé)全書的案例精選、教學(xué)內(nèi)容組織與安排、課程教學(xué)方法與手段設(shè)計(jì), 以及其他老師編寫內(nèi)容的修改與統(tǒng)稿。本書編寫分工如下: 李河水編寫項(xiàng)目一中的任務(wù)一、任務(wù)二, 項(xiàng)目二中的任務(wù)二、任務(wù)五, 項(xiàng)目三中的任務(wù)四; 吳在丞編寫項(xiàng)目一中的任務(wù)三、任務(wù)四、任務(wù)五; 江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院范洪斌編寫項(xiàng)目三中的任務(wù)一、任務(wù)二、任務(wù)三; 梁斯仁編寫項(xiàng)目二中的任務(wù)四、任務(wù)六,項(xiàng)目三中的任務(wù)五; 彭實(shí)名編寫項(xiàng)目二中的任務(wù)一和任務(wù)三。本書由龔建國教授擔(dān)任主審。
本次修訂得到企業(yè)技術(shù)人員、數(shù)控專業(yè)老師及江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院老師的大力支持, 在此表示衷心的感謝。
由于編者水平有限, 時(shí)間倉促, 書中難免存在疏漏之處, 希望讀者給予指正。
編 者
前言
項(xiàng)目一 數(shù)控車削編程與加工 1
任務(wù)一 數(shù)控車床認(rèn)識(shí)與操作 1
一、任務(wù)導(dǎo)入 1
(一) 任務(wù)描述 1
(二) 知識(shí)目標(biāo) 1
(三) 能力目標(biāo) 2
二、知識(shí)準(zhǔn)備 2
(一) 數(shù)控車床概述 2
(二) FANUC 0i-T 數(shù)控車床操作面板
簡介 5
三、方案設(shè)計(jì) 9
四、任務(wù)實(shí)施 9
(一) 開機(jī)操作 9
(二) 手動(dòng)回參考點(diǎn) 9
(三) 輸入程序 10
(四) 裝夾工件 10
(五) 刀具的選擇與安裝 11
(六) 一把刀的對(duì)刀 11
(七) 程序校驗(yàn) 12
(八) 自動(dòng)加工 13
(九) 關(guān)機(jī) 13
五、檢查評(píng)估 13
六、技能訓(xùn)練 13
任務(wù)二 使用簡單指令的編程與加工 16
一、任務(wù)導(dǎo)入 16
(一) 任務(wù)描述 16
(二) 知識(shí)目標(biāo) 16
(三) 能力目標(biāo) 16
二、知識(shí)準(zhǔn)備 17
(一) 數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí) 17
(二) 粗加工進(jìn)給路線設(shè)計(jì)方法 20
(三) 數(shù)控車削編程特點(diǎn) 22
(四) 數(shù)控車削編程時(shí)的注意事項(xiàng) 22
(五) 數(shù)控車削簡單G 指令 22
(六) M 指令 24
(七) 數(shù)控車床刀具補(bǔ)償功能 24
(八) 多把刀的對(duì)刀 24
三、方案設(shè)計(jì) 25
(一) 分析零件圖 25
(二) 選擇機(jī)床與夾具 25
(三) 制訂加工方案 25
(四) 選擇刀具及切削用量 25
(五) 確定編程原點(diǎn) 25
(六) 設(shè)計(jì)毛坯粗加工的進(jìn)給路線 25
(七) 坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算 25
四、任務(wù)實(shí)施 27
(一) 編寫零件的加工程序 27
(二) 零件的加工 29
五、檢查評(píng)估 32
六、技能訓(xùn)練 33
任務(wù)三 使用單一固定循環(huán)指令的編程與
加工 36
一、任務(wù)導(dǎo)入 36
(一) 任務(wù)描述 36
(二) 知識(shí)目標(biāo) 36
(三) 能力目標(biāo) 36
二、知識(shí)準(zhǔn)備 36
(一) 套類零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求 36
(二) 套類零件的加工方案 37
(三) 數(shù)控車削孔類刀具介紹 37
(四) 單一固定循環(huán)指令 38
(五) 螺紋切削參數(shù)的確定 40
三、方案設(shè)計(jì) 41
(一) 分析零件圖 41
(二) 制訂加工方案 41
(三) 選擇刀具與切削用量 41
(四) 確定編程原點(diǎn) 41
Ⅴ
(五) 確定毛坯粗加工的方法 41
(六) 數(shù)學(xué)處理 42
四、任務(wù)實(shí)施 42
(一) 編寫零件加工程序 42
(二) 零件的加工 44
五、檢查評(píng)估 44
六、技能訓(xùn)練 44
任務(wù)四 使用復(fù)合固定循環(huán)指令的編程與
加工 47
一、任務(wù)導(dǎo)入 47
(一) 任務(wù)描述 47
(二) 知識(shí)目標(biāo) 47
(三) 能力目標(biāo) 47
二、知識(shí)準(zhǔn)備 47
(一) 數(shù)控車削工藝知識(shí) 47
(二) 復(fù)合固定循環(huán)指令 48
三、方案設(shè)計(jì) 51
(一) 分析零件圖 51
(二) 制訂加工方案 51
(三) 選擇刀具與切削用量 51
(四) 確定編程原點(diǎn) 51
(五) 確定毛坯粗加工的方法 51
(六) 數(shù)學(xué)處理 51
四、任務(wù)實(shí)施 51
(一) 編寫零件加工程序 51
(二) 零件的加工 53
五、檢查評(píng)估 53
六、技能訓(xùn)練 54
任務(wù)五 使用宏程序的編程與加工 57
一、任務(wù)導(dǎo)入 57
(一) 任務(wù)描述 57
(二) 知識(shí)目標(biāo) 58
(三) 能力目標(biāo) 58
二、知識(shí)準(zhǔn)備 58
(一) 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 58
(二) 宏程序編程 60
三、方案設(shè)計(jì) 63
(一) 分析零件圖 63
(二) 制訂加工方案 63
(三) 選擇刀具及切削用量 63
(四) 確定編程原點(diǎn) 64
四、任務(wù)實(shí)施 64
(一) 編寫零件加工程序 64
(二) 零件的加工 68
五、檢查評(píng)估 68
六、技能訓(xùn)練 68
項(xiàng)目二 數(shù)控銑削編程與加工 75
任務(wù)一 數(shù)控銑床認(rèn)識(shí)與操作 75
一、任務(wù)導(dǎo)入 75
(一) 任務(wù)描述 75
(二) 知識(shí)目標(biāo) 76
(三) 能力目標(biāo) 76
二、知識(shí)準(zhǔn)備 76
(一) 數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu) 76
(二) 數(shù)控銑床的維護(hù)和保養(yǎng) 77
(三) 數(shù)控銑床的分類 78
(四) 數(shù)控銑床的加工對(duì)象 78
(五) 華中系統(tǒng)數(shù)控銑床的控制面板 78
三、方案設(shè)計(jì) 82
四、任務(wù)實(shí)施 82
(一) 開機(jī) 82
(二) 回參考點(diǎn) 82
(三) 設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速 83
(四) 編輯程序 83
(五) 工件的裝夾 84
(六) 刀具的安裝 84
(七) 對(duì)刀 84
(八) 程序校驗(yàn)與首件試切 85
(九) 零件的加工 85
(十) 關(guān)機(jī) 86
五、檢查評(píng)估 86
六、技能訓(xùn)練 86
任務(wù)二 以平面和外輪廓為主的板類零件的
編程與加工 89
一、任務(wù)導(dǎo)入 89
(一) 任務(wù)描述 89
(二) 知識(shí)目標(biāo) 89
(三) 能力目標(biāo) 90
二、知識(shí)準(zhǔn)備 90
(一) 數(shù)控銑床的坐標(biāo)系 91
(二) 平面與外輪廓銑削加工方案的
設(shè)計(jì) 91
(三) 華中數(shù)控銑系統(tǒng)基本編程指令 92
(四) 子程序 95
三、方案設(shè)計(jì) 96
(一) 分析零件圖 96
Ⅵ
(二) 選擇機(jī)床與夾具 96
(三) 制訂加工方案 96
(四) 設(shè)計(jì)進(jìn)給路線 96
(五) 選擇刀具與切削用量 97
(六) 確定編程原點(diǎn) 97
四、任務(wù)實(shí)施 97
(一) 編寫零件加工程序 97
(二) 零件的加工 99
(三) 設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng) 99
五、檢查評(píng)估 99
六、技能訓(xùn)練 100
任務(wù)三 以孔為主的蓋板類零件的編程與
加工 103
一、任務(wù)導(dǎo)入 103
(一) 任務(wù)描述 103
(二) 知識(shí)目標(biāo) 103
(三) 能力目標(biāo) 103
二、知識(shí)準(zhǔn)備 103
(一) 孔的加工方法 103
(二) 孔加工進(jìn)給路線的確定 105
(三) 孔加工用刀具及切削用量的
選擇 105
(四) 孔加工固定循環(huán)指令 108
三、方案設(shè)計(jì) 114
(一) 分析零件圖 114
(二) 選擇機(jī)床及夾具 114
(三) 確定工件坐標(biāo)系 114
(四) 制訂加工方案 114
(五) 選擇刀具與切削用量 115
四、任務(wù)實(shí)施 115
(一) 編寫零件加工程序 115
(二) 零件的加工 117
五、檢查評(píng)估 117
六、技能訓(xùn)練 118
任務(wù)四 槽類零件的編程與加工 121
一、任務(wù)導(dǎo)入 121
(一) 任務(wù)描述 121
(二) 知識(shí)目標(biāo) 121
(三) 能力目標(biāo) 121
二、知識(shí)準(zhǔn)備 121
(一) 型腔槽類零件的加工方法 121
(二) 型腔槽類零件加工刀具的
選擇 124
(三) SINUMERIK 802S 系統(tǒng)基本指令
與挖槽循環(huán)指令 124
三、方案設(shè)計(jì) 127
(一) 分析零件圖 127
(二) 選擇機(jī)床 127
(三) 選擇夾具 127
(四) 制訂加工方案 128
(五) 選擇刀具與切削用量 128
(六) 確定編程原點(diǎn) 128
四、任務(wù)實(shí)施 128
(一) 編寫零件加工程序 128
(二) 零件的加工 129
五、檢查評(píng)估 129
六、技能訓(xùn)練 130
任務(wù)五 具有對(duì)稱輪廓的零件的編程與
加工 133
一、任務(wù)導(dǎo)入 133
(一) 任務(wù)描述 133
(二) 知識(shí)目標(biāo) 133
(三) 能力目標(biāo) 133
二、知識(shí)準(zhǔn)備 133
(一) 鏡像功能指令G24、G25 133
(二) 圖形旋轉(zhuǎn)指令G68、G69 135
三、方案設(shè)計(jì) 135
(一) 分析零件圖 135
(二) 選擇機(jī)床和夾具 135
(三) 確定工步 135
(四) 選擇刀具與切削用量 135
(五) 設(shè)計(jì)刀具進(jìn)給路線 136
(六) 確定編程原點(diǎn)及編程思路 136
四、任務(wù)實(shí)施 136
(一) 編寫零件加工程序 136
(二) 零件的加工 139
五、檢查評(píng)估 139
六、技能訓(xùn)練 140
任務(wù)六 具有非圓曲線輪廓的零件的編程與
加工 143
一、任務(wù)導(dǎo)入 143
(一) 任務(wù)描述 143
(二) 知識(shí)目標(biāo) 143
(三) 能力目標(biāo) 143
二、知識(shí)準(zhǔn)備 143
(一) 計(jì)算參數(shù)R 143
Ⅶ
(二) 標(biāo)記符 145
(三) 絕對(duì)跳轉(zhuǎn) 145
(四) 有條件跳轉(zhuǎn) 145
三、方案設(shè)計(jì) 146
(一) 分析零件圖 146
(二) 選擇機(jī)床 146
(三) 選擇夾具 146
(四) 制訂加工方案 146
(五) 選擇刀具及切削用量 146
(六) 確定編程原點(diǎn)與編程思路 147
四、任務(wù)實(shí)施 147
(一) 編寫零件加工程序 147
(二) 零件的加工 148
五、檢查評(píng)估 148
六、技能訓(xùn)練 149
項(xiàng)目三 加工中心的編程與加工 155
任務(wù)一 加工中心認(rèn)識(shí)與操作 155
一、任務(wù)導(dǎo)入 155
(一) 任務(wù)描述 155
(二) 知識(shí)目標(biāo) 157
(三) 能力目標(biāo) 157
二、知識(shí)準(zhǔn)備 157
(一) 加工中心的分類 157
(二) 加工中心的組成 158
(三) 加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 159
(四) 數(shù)控系統(tǒng)操作面板和機(jī)床操作
面板 159
三、方案設(shè)計(jì) 164
四、任務(wù)實(shí)施 164
(一) 開機(jī) 164
(二) 返回參考點(diǎn) 164
(三) 首次轉(zhuǎn)動(dòng)主軸 164
(四) 程序的輸入與編輯 164
(五) 工件的裝夾 165
(六) 刀具的安裝 165
(七) 刀庫操作 166
(八) 對(duì)刀 166
(九) 刀具半徑補(bǔ)償?shù)妮斎肱c修改 167
(十) 自動(dòng)加工 167
(十一) 零件的檢測 167
(十二) 關(guān)機(jī) 167
(十三) 去毛刺 168
五、檢查評(píng)估 168
六、技能訓(xùn)練 168
任務(wù)二 配合件的編程與加工 170
一、任務(wù)導(dǎo)入 170
(一) 任務(wù)描述 170
(二) 知識(shí)目標(biāo) 173
(三) 能力目標(biāo) 173
二、知識(shí)準(zhǔn)備 173
(一) 工藝基礎(chǔ)部分 173
(二) 編程基礎(chǔ)部分 174
三、方案設(shè)計(jì) 176
(一) 機(jī)床及夾具的選擇 176
(二) 毛坯尺寸及精度 176
(三) 確定工件坐標(biāo)系 176
(四) 設(shè)計(jì)加工方案 176
四、任務(wù)實(shí)施 177
(一) 編寫零件加工程序 177
(二) 零件的加工 184
五、檢查評(píng)估 185
六、技能訓(xùn)練 186
任務(wù)三 薄壁件的編程與加工 190
一、任務(wù)導(dǎo)入 190
(一) 任務(wù)描述 190
(二) 知識(shí)目標(biāo) 191
(三) 能力目標(biāo) 191
二、知識(shí)準(zhǔn)備 191
(一) 鏡像功能指令(G51. 1、
G50. 1) 191
(二) 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令(G68 、
G69) 192
(三) 極坐標(biāo)指令(G16、G15) 192
三、方案設(shè)計(jì) 193
(一) 選擇機(jī)床及夾具 193
(二) 毛坯尺寸及精度 193
(三) 確定工件坐標(biāo)系 193
(四) 設(shè)計(jì)加工方案 193
四、任務(wù)實(shí)施 194
(一) 編寫零件加工程序 194
(二) 零件的加工 201
五、檢查評(píng)估 202
六、技能訓(xùn)練 202
任務(wù)四 箱體類零件的編程與加工 205
一、任務(wù)導(dǎo)入 205
(一) 任務(wù)描述 205
Ⅷ
(二) 知識(shí)目標(biāo) 206
(三) 能力目標(biāo) 206
二、知識(shí)準(zhǔn)備 206
(一) 箱體類零件加工中定位基準(zhǔn)的
選擇 206
(二) 箱體類零件加工順序的安排 206
(三) 箱體類零件的編程 207
(四) 箱體類零件的定位與調(diào)整 208
三、方案設(shè)計(jì) 209
(一) 分析零件圖, 了解生產(chǎn)綱領(lǐng) 209
(二) 制訂零件加工工藝方案 209
(三) 安排加工中心工序 210
(四) 選擇刀具及切削用量 210
(五) 確定編程原點(diǎn) 211
四、任務(wù)實(shí)施 211
(一) 編寫零件加工程序 211
(二) 零件的加工 215
五、檢查評(píng)估 216
六、課后思考 217
任務(wù)五 零件的自動(dòng)編程與加工 217
一、任務(wù)導(dǎo)入 217
(一) 任務(wù)描述 217
(二) 知識(shí)目標(biāo) 217
(三) 能力目標(biāo) 218
二、知識(shí)準(zhǔn)備 218
(一) CAXA 制造工程師2016 軟件
界面簡介 218
(二) 等高線粗加工 219
(三) 掃描線精加工 228
三、方案設(shè)計(jì) 231
(一) 分析零件圖 231
(二) 選擇機(jī)床類型 231
(三) 選擇夾具 231
(四) 制訂加工方案 231
(五) 確定刀具及切削用量 231
(六) 確定編程原點(diǎn) 232
四、任務(wù)實(shí)施 232
(一) 生成軌跡 232
(二) 傳輸程序 236
(三) 加工中心操作及加工 237
五、檢查評(píng)估 237
六、技能訓(xùn)練 238
附錄 242
附錄A 任務(wù)完成檢查考核表 242
附錄B 任務(wù)完成綜合評(píng)價(jià)表 242
附錄C SINUMERIK 808D 數(shù)控車系統(tǒng)
指令集 243
附錄D HNC-21T 華中數(shù)控車系統(tǒng)
指令集 247
附錄E SINUMERIK 808D 數(shù)控銑系統(tǒng)
指令集 249
附錄F FANUC 0i 數(shù)控系統(tǒng)指令集 255
參考文獻(xiàn) 258
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