數(shù)控機床與編程

前言

　　我國現(xiàn)代制造業(yè)的現(xiàn)狀急需在本科層次上培養(yǎng)出大批生產(chǎn)一線急需的、具有較強的解決實際問題能力的應(yīng)用型人才?！皵?shù)控機床與編程”課程是實踐性很強的課程，是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、機械工程及自動化專業(yè)的專業(yè)課程，此課程應(yīng)著力培養(yǎng)本科應(yīng)用型人才數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用能力，尤其是生產(chǎn)現(xiàn)場處理實際數(shù)控問題的能力?！　榇?，本書在編寫中力求做到下列幾點：　　系統(tǒng)性與實用性相結(jié)合。數(shù)控機床部分介紹數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心三類典型數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)，加工程序編制部分介紹數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心相應(yīng)加工程序的編制實例；增加數(shù)控機床的選用、安裝與調(diào)試、檢查驗收、使用與維護等內(nèi)容，以保證數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的系統(tǒng)性：加工程序編制的工藝基礎(chǔ)一章，介紹數(shù)控加工工藝設(shè)計方法、數(shù)控加工工藝文件的編寫方法。　　數(shù)控銑削編程部分同時介紹數(shù)控系統(tǒng)市場份額最大的FANUC、SIEMENS兩種系統(tǒng)。使學(xué)生了解兩種系統(tǒng)的相同與不同之處，以便掌握兩種系統(tǒng)的編程方法。各章的實例是企業(yè)成功的加工實例，各章的練習(xí)保證足夠的工程訓(xùn)練。　　將相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為附錄以方便查閱，并在全書中注重采用國家標(biāo)準(zhǔn)中的詞匯，所列舉程序也注重其規(guī)范性?！　∮善髽I(yè)的專家做主審。本書由北京機床研究所副總工藝師金福吉（第一屆全國數(shù)控技能大賽副總裁判長、2005年北京市職工數(shù)控技能大賽副總裁判長）、北京夏金宇模具科技有限公司總工藝師周維泉（第一屆全國數(shù)控技能大賽技術(shù)工作委員會專家，2005年北京市職工數(shù)控技能大賽數(shù)控車床裁判長）兩位專家主審。兩位專家認(rèn)真地審閱了全書，提出了大量寶貴的修改意見。有的章節(jié)甚至逐字逐句地修改。在工科的應(yīng)用型本科（特別是技術(shù)應(yīng)用型本科）教育教學(xué)改革中，企標(biāo)準(zhǔn)與教育標(biāo)準(zhǔn)的融合是我們追求的目標(biāo)，根據(jù)兩位企業(yè)專家意見修改書稿的過程。就是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與教育標(biāo)準(zhǔn)融合的過程，使本書的作者受益匪淺。在此向兩位專家表示感謝。　　本書由北京聯(lián)合大學(xué)方新教授主編，各章分工如下：第1章由方新編寫，第2章由吉林工程技術(shù)師范學(xué)院周廣文、王桂萍編寫，第3、4章由北京聯(lián)合大學(xué)饒軍編寫（第2、3、4章由北京聯(lián)合大學(xué)饒軍初步統(tǒng)稿），第5章由北京聯(lián)合大學(xué)昝華編寫，第6章由北京聯(lián)合大學(xué)雷保珍編寫。第7、8章由河南科技學(xué)院杜家熙編寫。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹數(shù)控機床與編程的知識，包括緒論，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)，數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)，數(shù)控機床的典型結(jié)構(gòu)，加工程序編制的工藝基礎(chǔ)，數(shù)控車削編程，數(shù)控銑削編程，數(shù)控機床的選用、調(diào)試與維護共8章。    本書重點介紹數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心三類典型數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)加工程序的編制實例；介紹數(shù)控加工工藝設(shè)計方法與數(shù)控加工工藝文件的編寫方法。本書同時介紹FANUC系統(tǒng)與SIEMENS系統(tǒng)；各章的實例是企業(yè)成功的加工實例，各章的練習(xí)保證足夠的工程訓(xùn)練；附錄收有機床數(shù)值控制詞匯的國家標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)控機床坐標(biāo)和運動方向命名的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。    本書適合應(yīng)用性本科機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)、機械工程及自動化專業(yè)的學(xué)生使用，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展    1.1.1  數(shù)控機床的產(chǎn)生    1.1.2  我國數(shù)控機床的現(xiàn)狀    1.1.3  數(shù)控機床的發(fā)展趨勢  1.2  數(shù)控機床的組成及工作過程    1.2.1  CNC機床的組成    1.2.2  數(shù)控機床的工作過程　1.3  數(shù)控機床的特點    1.3.1  數(shù)控機床的特點    1.3.2  CNC機床的特點　1.4  數(shù)控機床的分類　  1.4.1  按工藝用途分類　  1.4.2  按運動方式分類　  1.4.3  按控制方式分類　  1.4.4  按功能水平分類　1.5  數(shù)控機床坐標(biāo)系    1.5.1  機床坐標(biāo)系    1.5.2  工件坐標(biāo)系　1.6  數(shù)控機床的主要性能指標(biāo)    1.6.1  運動性能指標(biāo)    1.6.2  精度指標(biāo)    1.6.3  可控軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)　本章小結(jié)　練習(xí)題第2章  數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)　2.1  對主傳動系統(tǒng)的基本要求和變速方式　  2.1.1  對主傳動系統(tǒng)的基本要求　  2.1.2  主傳動的變速方式　2.2  數(shù)控機床的主軸部件　  2.2.1  主軸端部結(jié)構(gòu)　  2.2.2  主軸軸承　  2.2.3  主軸軸承的配置形式　  2.2.4  主軸準(zhǔn)停裝置　2.3  典型數(shù)控機床的主軸部件　  2.3.1  數(shù)控車床的主軸部件　  2.3.2  數(shù)控銑床的主軸部件　  2.3.3  加工中心的主軸部件　2.4  高速主軸系統(tǒng)和電主軸　　2.4.1  高速主軸系統(tǒng)　　2.4.2  電主軸的結(jié)構(gòu)　　2.4.3  電主軸的軸承　本章小結(jié)　練習(xí)題第3章  數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)　3.1  對進給傳動系統(tǒng)的基本要求　3.2  數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)的基本形式　  3.2.1  滾珠絲杠副　  3.2.2  靜壓絲杠副　  3.2.3  靜壓蝸桿-蝸輪條副　  3.2.4  雙齒輪-齒條副　  3.2.5  直線電動機直接驅(qū)動　3.3  進給傳動系統(tǒng)齒輪傳動間隙消除方法　  3.3.1  剛性調(diào)整法　  3.3.2  柔性調(diào)整法  3.4  典型數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)    3.4.1  MJ-50型數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)    3.4.2  JCS-018A型立式加工中心的進給傳動系統(tǒng)　本章小結(jié)　練習(xí)題第4章  數(shù)控機床的典型結(jié)構(gòu)　4.1  數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的組成、特點及要求    4.1.1  數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要組成    4.1.2  數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的主要特點    4.1.3  數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的基本要求  4.2  數(shù)控機床的整體布局    4.2.1  數(shù)控車床常見布局形式    4.2.2  加工中心常見布局形式    4.2.3  高速數(shù)控機床的布局形式    4.2.4  并聯(lián)運動機床的布局形式  4.3  數(shù)控機床的導(dǎo)軌    4.3.1  數(shù)控機床對導(dǎo)軌的基本要求    4.3.2  數(shù)控機床導(dǎo)軌的種類與特點    4.3.3  塑料滑動導(dǎo)軌    4.3.4  滾動導(dǎo)軌    4.3.5  靜壓導(dǎo)軌    4.3.6  導(dǎo)軌的潤滑與防護  4.4  數(shù)控機床的自動換刀裝置    4.4.1  自動換刀裝置的類型    4.4.2  刀庫的類型與容量    4.4.3  換刀時的自動選刀    4.4.4  自動換刀實例  4.5  數(shù)控機床的回轉(zhuǎn)工作臺    4.5.1  分度工作臺    4.5.2  數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺  本章小結(jié)  練習(xí)題第5章  加工程序編制的工藝基礎(chǔ)  5.1  概述  5.2  手工零件編程的基礎(chǔ)知識    5.2.1  加工程序編制的基本概念    5.2.2  手工編程的方法及步驟    5.2.3  加工程序的結(jié)構(gòu)與格式    5.2.4  加工程序指令代碼5.3  數(shù)控加工工藝設(shè)計    5.3.1  數(shù)控加工工藝分析    5.3.2  數(shù)控加工工藝的設(shè)計  5.4  手工編程中的數(shù)值計算    5.4.1  基點與節(jié)點坐標(biāo)的計算    5.4.2  刀具中心軌跡的計算    5.4.3  手工編程的輔助計算    5.4.4  平面輪廓基點坐標(biāo)計算  5.5  數(shù)控加工工藝文件的編寫    5.5.1  數(shù)控加工工藝文件的格式    5.5.2  數(shù)控加工工藝文件的編寫要求    5.5.3  典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例  5.6  自動編程簡介    5.6.1  自動編程的概念    5.6.2  CAD／CAM集成系統(tǒng)的自動編程簡介    5.6.3  CAD／CAM集成系統(tǒng)軟件介紹  5.7  高速切削技術(shù)    5.7.1  高速切削技術(shù)概述    5.7.2  高速切削的優(yōu)勢    5.7.3  高速切削實現(xiàn)的條件和要求    5.7.4  高速切削工藝規(guī)劃  本章小結(jié)  練習(xí)題第6章  數(shù)控車削編程  6.1  數(shù)控車削編程特點及坐標(biāo)系    6.1.1  數(shù)控車削編程特點    6.1.2  數(shù)控車床的原點與參考點    6.1.3  坐標(biāo)系    6.1.4  預(yù)置工件坐標(biāo)系  6.2  數(shù)控車削工藝    6.2.1  走刀路線的確定    6.2.2  夾具和刀具的選擇    6.2.3  切削用量的選擇  6.3  數(shù)控車削編程    6.3.1  基本編程方法    6.3.2  固定循環(huán)功能    6.3.3  螺紋加工    6.3.4  刀具補償功能與編程  6.4  數(shù)控車削編程綜合實例    6.4.1  綜合實例一    6.4.2  綜合實例二  本章小結(jié)  練習(xí)題第7章  數(shù)控銑削編程  7.1  數(shù)控銑削編程特點及坐標(biāo)系    7.1.1  數(shù)控銑削編程特點    7.1.2  坐標(biāo)系與原點  7.2  數(shù)控銑削工藝    7.2.1  選擇并確定數(shù)控銑削部位及工序內(nèi)容    7.2.2  零件圖工藝性分析    7.2.3  走刀路線的確定    7.2.4  銑削刀具的選擇    7.2.5  切削用量的選擇  7.3  數(shù)控銑削編程方法    7.3.1  基本編程方法    7.3.2  固定循環(huán)功能  7.4  數(shù)控銑削編程實例    7.4.1  實例17    7.4.2  實例18  7.5  加工中心用加工程序編制    7.5.1  加工中心特點與加工對象    7.5.2  加工中心用加工程序編制要點  7.6  加工中心用加工程序編制實例    7.6.1  工藝分析    7.6.2  確定夾具、選用刀具    7.6.3  確定編程原點、對刀位置及對刀方法    7.6.4  確定加工路線    7.6.5  確定加工所用各種工藝參數(shù)    7.6.6  數(shù)值計算    7.6.7  編制程序    7.6.8  程序檢驗    7.6.9  編程實例  本章小結(jié)  練習(xí)題第8章  數(shù)控機床的選用、調(diào)試與維護  8.1  數(shù)控機床的選用    8.1.1  根據(jù)典型工件選用數(shù)控機床    8.1.2  數(shù)控機床規(guī)格的選擇    8.1.3  數(shù)控機床精度的選擇    8.1.4  數(shù)控系統(tǒng)的選擇    8.1.5  自動換刀裝置的選擇及刀柄的配置    8.1.6  數(shù)控機床可選功能及附件的選擇    8.1.7  購置數(shù)控機床時應(yīng)注意的其他問題  8.2  數(shù)控機床的安裝    8.2.1  數(shù)控機床初就位    8.2.2  數(shù)控機床部件的連接    8.2.3  數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)整  8.3  數(shù)控機床的調(diào)試    8.3.1  通電試車    8.3.2  數(shù)控機床精度和功能的調(diào)試    8.3.3  試運行  8.4  數(shù)控機床的檢查與驗收    8.4.1  數(shù)控機床外觀的檢查    8.4.2  數(shù)控機床幾何精度的檢查    8.4.3  數(shù)控機床定位精度的檢查    8.4.4  數(shù)控機床切削精度的檢查    8.4.5  數(shù)控機床性能及數(shù)控功能檢查  8.5  數(shù)控機床的使用與維護    8.5.1  數(shù)控機床的使用要點    8.5.2  數(shù)控機床維修的基本概念    8.5.3  數(shù)控機床的維護和保養(yǎng)    8.5.4  數(shù)控機床故障診斷的一般方法  本章小結(jié)  練習(xí)題附錄  附錄一  中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)自動化系統(tǒng)機床數(shù)值控制詞匯  附錄二  中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機床坐標(biāo)和運動方向的命名參考文獻

章節(jié)摘錄

　　手工編程的主要內(nèi)容有分析零件圖確定工藝過程、數(shù)值計算、編寫加工程序、校對程序及首件試切。手工編寫加工程序流程如圖5－1所示?！　∈止ぞ幊痰木唧w步驟說明如下：　　1.分析零件圖、確定工藝過程　　在數(shù)控機床上加工零件，工藝人員拿到的原始資料是零件圖。根據(jù)零件圖，可以對零件的形狀、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯種類和熱處理狀況等進行分析，然后選擇機床、刀具，確定定位夾緊裝置、加工方法、加工順序及切削用量的大小。在確定工藝過程中，應(yīng)充分考慮所用數(shù)控機床的指令功能，充分發(fā)揮機床的效能，做到加工路線合理、走刀次數(shù)少和加工時間短。　　此外，還應(yīng)編制有關(guān)的工藝技術(shù)文件，如數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡、走刀路線圖等?！　?.計算刀位軌跡的坐標(biāo)值　　根據(jù)零件圖的幾何尺寸及設(shè)定的編程坐標(biāo)系，計算出刀具中心的運動軌跡，得到全部刀位數(shù)據(jù)。常見數(shù)控系統(tǒng)具有直線插補和圓弧插補的功能，對于形狀比較簡單的平面形零件（如直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，只需要計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心（或圓弧的半徑）、兩幾何元素的交點或切點的坐標(biāo)值。如果數(shù)控系統(tǒng)無刀具補償功能，則要計算刀具中心的運動軌跡坐標(biāo)值。對于形狀復(fù)雜的零件（如由非圓曲線、曲面組成的零件），需要用直線段或圓弧段逼近實際的曲線或曲面，根據(jù)所要求的加工精度計算出各節(jié)點的坐標(biāo)值?！　?.編寫加工程序根據(jù)計算出刀具運動軌跡數(shù)據(jù)和已確定的工藝參數(shù)及輔助動作，編程人員可以按照所用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令及程序段格式，逐段編寫出零件的加工程序。

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