模块一　数控加工工艺基础　1

任务一　认识数控铣削设备　1

一、数控铣床及其适用范围　1

(一)数控铣床的分类　1

(二)数控铣床的结构　3

(三)数控铣床适宜的加工对象　3

二、加工中心及其适用范围　4

(一)加工中心的分类　5

(二)加工中心适宜的加工对象　6

任务二　学习数控加工基本工艺　7

一、数控加工工艺的主要内容及工艺文件　8

(一)数控加工工艺主要内容　8

(二)数控加工工艺文件　8

二、数控铣削加工工序　11

(一)数控加工阶段的确定　11

(二)数控铣削加工顺序的安排　11

(三)数控加工工序的划分　12

三、刀具及切削用量选择原则　12

(一)刀具选用原则　12

(二)切削用量选用原则　13

任务三　数控铣削加工中零件的装夹　14

一、工件的装夹找正方式　14

二、用机用平口虎钳装夹工件　16

三、用压板装夹工件　20

四、用卡盘装夹工件　21

五、用直角铁(弯板)装夹工件　21

六、用轴用虎钳装夹工件　22

七、定中心装夹工件　22

模块二　数控编程基础　27

任务一　数控编程概述　27

一、插补的概念　27

二、刀位点、对刀点、换刀点与刀具补偿的概念　27

(一)刀位点　27

(二)对刀点和换刀点位置的确定　28

(三)刀具位置补偿　28

三、数控加工程序结构及程序编制方法　29

任务二　认识数控机床坐标系　31

一、数控机床坐标系统　31

二、机床坐标系、机床零点和机床参考点　32

(一)机床坐标系与机床零点　32

(二)机床参考点与机床行程开关　32

(三)机床回参考点与机床坐标系的建立　32

三、工件坐标系和程序原点　33

任务三　学习数控铣床基本编程指令　34

一、数控系统功能指令　34

(一)准备功能与辅助功能　34

(二)进给功能、主轴功能、刀具功能　35

二、工件坐标系设定指令G92　35

三、工件坐标系选择指令G54～G59　36

四、坐标平面选择指令G17～G19　36

五、坐标指令G90与增量坐标指令G91　37

六、单位设定指令　37

七、点位控制指令G00　37

八、直线插补指令G01　38

九、圆弧插补及螺旋线进给指令G02/G03　39

十、暂停指令G04　43

十一、辅助功能指令　44

任务四　拓展知识一：SINUMERIK 802D sl数控系统基本编程指令　45

模块三　平面铣削工艺与编程　50

任务一　熟悉平面铣削的基本工艺　50

一、平面铣削方法　50

(一)周铣与端铣　50

(二)逆铣和顺铣　51

(三)固定斜角平面铣削方法　53

(四)平面铣削的进给路线　53

二、平面铣削刀具选择　54

(一)面铣刀　54

(二)立铣刀　56

任务二　铣削台阶面　58

任务三　铣削板状零件周边轮廓　60

一、刀具半径补偿指令　61

二、刀具长度补偿指令　64

任务四　平面轮廓铣削工艺分析与编程实例　65

任务五　拓展知识：SINUMERIK 802D sl数控系统的刀具补偿指令　68

模块四　槽和型腔铣削工艺与编程　72

任务一　熟悉槽和型腔加工工艺　72

一、沟槽的加工　72

(一)直角沟槽的铣削　72

(二)键槽的铣削方法　73

(三)T形槽的铣削　74

二、型腔加工　75

(一)内轮廓加工的进刀和退刀　75

(二)型腔的铣削方法　75

三、型腔加工中的下刀方式　77

(一)垂直下刀　77

(二)螺旋下刀　78

(三)斜线下刀　78

任务二　学习简化编程指令及其用法　80

一、子程序的应用　80

二、比例缩放功能指令　84

三、镜像功能指令　85

四、旋转变换指令　87

五、极坐标编程指令　88

(一)FANUC 0i数控系统的极坐标编程指令　89

(二)HNC-21M数控系统极坐标编程指令　89

任务三　利用简化编程指令编制三叉型腔零件加工程序　90

任务四　拓展知识：SINUMERIK 802D sl的极坐标及简化编程指令　94

模块五　孔加工工艺与编程　100

任务一　熟悉孔加工工艺　100

一、孔加工方法的选择　100

二、孔加工常用切削用量　109

三、孔加工方法的选择　111

四、孔加工进给路线　112

(一)确定XY平面内的进给路线　112

(二)确定Z向(轴向)的进给路线　113

任务二　孔加工固定循环及其应用　114

一、孔加工固定循环一般格式　114

二、高速深孔钻削循环指令G73(啄钻)　115

三、深孔钻削循环指令G83　116

四、钻孔循环指令G81与G82　116

五、攻丝循环指令G84与攻反丝循环指令G74　116

六、精镗孔循环指令G85与精镗阶梯孔循环指令G89　117

七、精镗孔循环指令G76与反镗孔循环指令G87　117

八、镗孔循环指令G86与G88　118

九、孔加工固定循环应用实例　118

任务三　模板零件加工工艺分析与编程　120

任务四　拓展知识：SINUMERIK 802D sl的固定循环指令　125

一、钻孔，钻中心孔CYCLE81　126

二、钻中心孔CYCLE82　126

三、深度钻孔CYCLE83　126

四、刚性攻丝CYCLE84　127

五、带补偿夹具攻螺纹CYCLE840　128

六、铰孔1(镗孔1)CYCLE85　128

七、镗孔(镗孔2)CYCLE86　129

八、铰孔2(镗孔3)CYCLE87　129

九、镗孔时可以停止(镗孔4)CYCLE88　130

十、镗孔时可以停止2(镗孔5)CYCLE89　130

模块六　曲面加工工艺与编程　135

任务一　学习曲面加工基本工艺　135

一、直纹面加工　135

二、规则曲面的加工　136

三、空间轮廓表面的加工　136

任务二　学习宏程序基本知识　137

一、变量及其运算　138

二、转移和循环语句　139

三、用户宏调用指令　140

任务三　宏程序在数控铣削加工中的应用　142

一、宏程序在规则曲面加工中的应用　142

二、宏程序在零件倒圆角中的应用　144

三、宏程序在自动报警中的应用　146

任务四　拓展知识：SINUMERIK 802D sl系统用户宏程序　147

一、R参数　147

二、赋值　148

三、算术运算　148

四、程序跳转　149

五、参数在编程中的赋值方法　150

模块七　三轴与多轴加工中心铣削工艺与编程　154

任务一　在三轴加工中心加工　154

一、回参考点控制指令G28/G29　155

(一)自动返回参考点指令G28　155

(二)自动从参考点返回指令G29　156

二、加工中心的换刀　156

(一)加工中心的换刀形式　156

(二)加工中心的主轴准停　157

(三)加工中心换刀指令　158

三、三轴加工中心数控加工实例　160

任务二　在四轴立式加工中心上加工　165

一、多轴编程概述　165

二、多面体的数控编程与加工　166

任务三　在四轴卧式加工中心上加工　172

一、卧式加工中心与立式加工中心的区别　172

二、自动托盘交换装置(APC)　173

三、四轴卧式加工中心编程实例　175

模块八　数控铣床及加工中心操作　181

任务一　熟悉数控铣床/加工中心操作与维护保养规程　181

一、数控铣床/加工中心安全操作规程　181

(一)文明生产　181

(二)安全操作规程　181

二、数控铣床/加工中心的维护与保养　183

(一)定期检查　183

(二)维修保养　183

任务二　操作FANUC系统数控铣床/加工中心　185

一、认识机床面板　185

二、数控铣床/加工中心的手动操作　191

三、用MDI键盘创建数控加工程序　194

四、编辑程序　196

五、对刀操作　197

六、设定和显示刀具偏置补偿值　201

七、检查数控程序　201

八、试切削　202

九、运行数控程序　202

任务三　操作SINUMERIK 802D sl数控铣床/加工中心　204

一、认识机床操作面板及数控系统操作面板　204

二、认识SINUMERIK 802D sl系统显示屏幕的划分及其功能　205

三、SINUMERIK 802D sl数控铣床/加工中心的操作方法　206

任务四　HNC-21M数控铣床的操作　217

一、数控铣床操作面板　217

二、手动操作　218

三、MDI操作　219

四、坐标系数据设置　219

五、刀具库及刀具参数的输入　220

任务五　使用对刀工具对刀　221

一、以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点　221

二、以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点　223

任务六　学习设定加工中心刀具长度补偿的方法　224

一、预先设定刀具长度的方法　224

二、用接触测量法测量刀具长度的方法　226

三、基准刀方法　226

任务七　设定加工中心刀具长度补偿训练　226

一、刀具长度补偿的测量方法　226

二、设定加工中心刀具长度补偿　227

附录1　FANUC 0i MC系统常用G代码　230

附录2　SINUMERIK 802D sl系统常用G代码　232

附录3　HNC-21M数控系统准备功能一览表　233

附录4　数控铣工国家职业标准　235

附录5　加工中心操作工国家职业标准　245

参考文献　256

本书以FANUC 0i数控系统、华中数控系统为主，将SINUMERIK 802D数控系统作为拓展学习任务进行介绍。全书以“模块”为教学单元组织教学内容，采取任务驱动模式编排，相关单元中安排了“课堂讨论”等小组活动内容，各学习模块后安排有习题，以体现学、思、知、行的统一。模块一为数控加工工艺基础，模块二为数控编程基础，模块三为平面铣削工艺与编程，模块四为槽与型腔铣削工艺与编程，模块五为孔加工工艺与编程，模块六为曲面加工工艺与编程，模块七为三轴与多轴加工中心铣削工艺与编程，模块八为数控铣床及加工中心操作。

本书将数控编程与工艺分析紧密结合，以实际工作任务为载体，穿插介绍刀具、夹具的特点及使用方法。不仅包括一般立式铣床/加工中心编程与操作，还包括多轴编程、卧式加工中心编程、简易工装设计、系统变量在编程中的应用等知识和技能。书中作为知识载体的实例，既能贯穿章节主要知识、技能点，又不太复杂，便于教学实施。

本书适用于高等职业教育数控、模具、机制和机电一体化专业的教学用书，也可作为职业技能鉴定培训的“双证”教材，还可用于本科院校数控加工实训指导书。