数控机床编程与加工(熊学慧)

活页教材，企业案例，配套视频课件，双色印刷

本书是校企合作开发的一本项目化教材。以数控车床、数控铣床的加工工艺、编程及操作为核心，以典型零件为载体，通过零件的数控加工工艺分析、编程和数控加工过程组织学习内容；以《数控车铣加工职业技能等级标准（中级）》为评价依据，按照数控编程员由生手到熟手的学习规律，安排了“数控加工的初步认识、典型车削件的数控编程与加工、典型铣削件的数控编程与加工、复杂零件的数控宏程序编程”四个项目；设计了“数控机床的认识、简单台阶轴的数控车削编程与加工、凸台件的数控铣削编程与加工”等11 个学习任务。每个任务设计有引导问题、工作准备、任务实施、实战演练和评价反馈等环节，所涉及的典型零件均有详细的工艺分析过程和程序注解，便于学习者更好地掌握所学内容，强化数控编程和零件加工的能力培养。为便于读者自学，本书配套了电子课件、习题参考答案（可在QQ 群410301985 下载）和相关操作技能的数字资源。本书可作为职业院校的数控技术专业及机械类相关专业的教材，以及数控车铣加工职业技能等级证书培训教材，也可供从事数控工艺编制、数控编程和操作等相关人员学习、培训或参考使用。

无

项目一 数控加工的初步认识  001
任务一 数控机床的认识  002
【任务导入】  002
【工作准备】  003
一、数控机床发展史与数控系统  003
二、数控机床的组成与特点  005
三、数控机床坐标系  007
【任务实施】  009
一、手柄结构分析  009
二、手柄加工设备选择  010
【实战演练】  011
【评价反馈】  012
任务二 数控加工工艺文件的识读  013
【任务导入】  013
【工作准备】  015
一、机械加工工艺相关术语  015
二、数控加工工艺文件制定  017
【任务实施】  019
一、手柄机械加工工艺过程卡识读  019
二、手柄数控车削刀具卡识读  019
三、手柄数控工序卡识读  020
四、手柄程序单识读  020
【实战演练】  021
【评价反馈】  022
【课后习题】  023
【项目总结】  025

项目二 典型车削件的数控编程与加工  027
任务一 简单台阶轴的数控车削编程与加工  028
【任务导入】  028
【工作准备】  029
一、数控车床的加工特点  029
二、数控车削加工工艺的制定  029
三、车刀的选择  033
四、数控车床编程代码与程序格式  036
五、坐标系设定指令  039
六、坐标单位、主轴转速与进给量等相关指令  040
七、直线插补指令G01 与快速定位指令G00  041
八、单一固定循环指令G80 与G81  044
【任务实施】  048
一、小台阶轴数控加工工艺文件的制定  048
二、小台阶轴数控车削程序的编制  051
三、小台阶轴的数控车削加工  052
【实战演练】  057
【评价反馈】  060
任务二 球头台阶轴的数控车削编程与加工  063
【任务导入】  063
【工作准备】  064
一、圆弧插补指令G02 与G03  064
二、刀尖圆弧半径补偿指令G41 与G42  066
三、复合循环指令G71 ～ G73  069
四、进给暂停指令G04  074
【任务实施】  074
一、球头台阶轴的数控加工工艺文件的制定  074
二、球头台阶轴数控车削程序的编制  075
三、球头台阶轴的数控车削加工  077
【实战演练】  079
【评价反馈】  082
任务三 螺纹轴的数控车削编程与加工  085
【任务导入】  085
【工作准备】  086
一、螺纹车削工艺  086
二、外径切槽循环指令G75  088
三、螺纹车削指令G32、G82 与G76  089
【任务实施】  095
一、螺纹轴数控加工工艺分析  095
二、螺纹轴数控车削程序的编制  097
三、螺纹轴的数控车削加工  099
【实战演练】  101
【评价反馈】  105
任务四 半空心轴的数控车削编程与加工  109
【任务导入】  109
【工作准备】  110
一、车削内孔的工艺要点  110
二、数控车削内孔的编程要点  111
【任务实施】  112
一、编写传动轴数控车削工艺文件  112
二、传动轴数控车削程序的编制  116
三、传动轴的数控车削加工  121
【实战演练】  123
【评价反馈】  127
【课后习题】  131
【项目总结】  137

项目三 典型铣削件的数控编程与加工  139
任务一 凸台件的数控铣削编程与加工  140
【任务导入】  140
【工作准备】  141
一、数控铣削加工工艺的制定  141
二、铣刀的选择  145
三、工件坐标系选择指令  146
四、坐标平面与位置坐标方式指令  147
五、 快速定位指令G00、直线插补指令G01 和圆弧插补指令G02/G03  148
六、刀具半径补偿指令G41/G42  150
七、子程序调用及返回指令M98、M99  153
【任务实施】  155
一、简单凸台件数控铣削工艺的制定  155
二、简单凸台件数控铣削程序的编制  157
三、简单凸台件的数控铣削加工  159
【实战演练】  163
【评价反馈】  166
任务二 凹槽件的数控铣削编程与加工  169
【任务导入】  169
【工作准备】  170
一、铣削内腔轮廓的进刀与下刀方式  170
二、简化编程的指令  172
【任务实施】  175
一、简单凹槽件数控铣削工艺的制定  175
二、简单凹槽件数控铣削程序的编制  177
三、简单凹槽件的数控铣削加工  181
【实战演练】  183
【评价反馈】  186
任务三 孔系零件的数控铣削编程与加工  189
【任务导入】  189
【工作准备】  190
一、常规孔的加工工艺  190
二、孔系的走刀路线设计  191
三、孔加工固定循环指令  192
四、刀具长度补偿指令G43、G44、G49  200
【任务实施】  201
一、盖板数控加工工艺分析  201
二、盖板孔系加工程序的编制  202
三、盖板件的数控铣削加工  204
【实战演练】  205
【评价反馈】  208
【课后习题】  212
【项目总结】  218

项目四 复杂零件的数控宏程序编程  219
任务一 椭圆面传动轴的数控车削宏程序编程  220
【任务导入】  220
【工作准备】  221
一、用户宏程序  221
二、宏程序的调用  225
【任务实施】  227
一、传动轴零件数控加工工艺分析  227
二、传动轴数控车削程序的编制  228
【实战演练】  231
【评价反馈】  233
任务二 双曲线槽板的数控铣削宏程序编程  235
【任务导入】  235
【工作准备】  236
【任务实施】  237
一、双曲线槽板数控铣削的加工方案  237
二、双曲线槽板数控铣削程序的编制  238
【实战演练】  243
【评价反馈】  245
【课后习题】  246
【项目总结】  247

附录  249
附录Ⅰ 华中数控HNC-8-T/M 主要指令一览表  249
附录Ⅱ FANUC 0i-TF/MF 系统主要G 代码一览表  253

参考文献  258

随着数控机床的普及，零件的数控加工工艺分析与程序编制已成为企业机械加工工艺师、编程员等岗位的典型工作任务。简单零件的手工数控编程，也是数控机床操作工、数控机床装调工和维修工的典型工作任务。数控机床编程与加工是职业院校机械类专业重要的专业主干课程。
本书编写团队在充分解读“1 X 数控车铣加工职业技能等级标准”的基础上，按照高职高专人才培养目标，遵循“数控加工”职业人的成长规律，结合编者多年的企业工作、课程教学和改革的实践经验，采用任务驱动型教学法进行教材编写，设计了“数控加工的初步认识、典型车削件的数控编程与加工、典型铣削件的数控编程与加工、复杂零件的数控宏程序编程”四个项目。对照“数控车铣加工职业技能等级标准”，将其细化、分解到每个任务中。同时，融入敬业、精益、专注、创新等工匠精神，突出课程思政，提高学习者的职业素养。
本书采用活页教材形式编写，以企业数控编程员的成长需求为逻辑起点设计任务顺序，每个任务按照“【工作准备】→【任务实施】→【实战演练】→【评价反馈】”四个阶段组织学习内容。其中，在【工作准备】阶段，以“数控学徒工→熟练工→师傅→编程员”的思考方式提出引导问题，学习者可以根据已有的知识和技能储备解决问题，达到帮助学习者整合以往经验与知识的目的；也可以通过教材中针对每个问题所给的提示和指引，通过信息检索等方式，查找解决方案，以培养学习者的信息检索与应用能力。在【任务实施】阶段，给出了任务的完整解决方案，为后面的实战演练提供必要的参考。在【实战演练】阶段，设计了与该任务相似的工作任务，以方便学习者知识与技能的习得。在【评价反馈】阶段，由学习者和教师共同对学习过程、学习成果进行评价，总结知识与技能的掌握情况，查找不足，以促进知识和技能的进一步提高。
本书可作为职业院校的数控技术专业及机械类相关专业的教材，以及数控车铣加工职业技能等级证书培训教材，也可供从事数控工艺编制、数控编程的相关人员参考。本书参考学时72～80，可根据实际情况适当增减。
本书由广东工贸职业技术学院熊学慧、佛山职业技术学院冯安平和广东工贸职业技术学院曾锋主编并统稿；广东工贸职业技术学院邱腾雄、卢伟明、黄丽副主编，由华中数控股份有限公司熊清平副总裁和广东工贸职业技术学院徐勇军教授主审。广东工贸职业技术学院吴秀杰、何显运、王亚芳、陈娟、宋显文，秦皇岛职业技术学院鲁浩胜，华中数控莫奕举、蔡松明、何正文，以及武汉高德信息产业有限公司金磊等参加了本书的编写。熊学慧、冯安平、卢伟明编写了项目三和项目四，曾锋、邱腾雄和黄丽编写了项目二，何显运和鲁浩胜编写了项目一。吴秀杰、陈娟、宋显文提供了书中课后习题。数控车铣技能等级考核案例由华中数控莫奕举、蔡松明、何正文提供；书中所用部分视频资料由高德信息产业有限公司金磊提供；附录及书中部分图片由王亚芳整理。本书在编写过程中得到华中数控、北京发那科机电有限公司、武汉高德信息产业有限公司等企业的技术人员的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者和专家批评指正。

编者