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数控操作工全技能速成

作译者：魏云海,张祝强

出版时间：2014-01 千字数：621 版次：01-01 页数：388

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121217760

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纸质书定价：￥59.8

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目录
第一篇数控机床结构与性能
第一章数控系统及组成           1
第一节数控系统概述           1
一、数控发展的简史              1
二、数控市场的现状              1
三、典型数控系统简介              3
四、数控系统的发展             6
第二节数控机床的几大系统组成      8
一、数控机床的组成               8
二、数控系统及其控制方式           9
三、伺服系统及其工作原理            9
四、伺服控制元件                11
五、传动系统                14
第二章落地镗床基本机械结构        19
第一节机床与底座的连接           19
一、基坑的布设         19
二、安装前的准备             20
三、防水防振处理               20
第二节X轴大导轨结构与工作原理          21
一、大导轨的拼接及与底盘的静压接触          21
二、立柱的锁紧与运行导向           22
三、铣面接刀与立柱爬行的原因分析          23
四、硬限位、全系统介绍            25
第三节立柱的悬挂平衡               25
一、立柱的粗略调整              25
二、几种立柱的平衡模式              26
三、镗床主轴箱的重力平衡         26
第四节主轴箱结构及各部分工作分析          27
一、主轴箱与立柱的连接与Y轴抖动的原因              27
二、主轴前端下沉问题              29
三、主轴箱结构与主轴电动机控制              30
四、主轴力矩传递系统及主轴刹车             31
五、主轴和方枕的精度与定位            33
第五节旋转工作台结构与操作要点          34
第六节机床辅助系统与设备          36
一、静压系统——机床运动部件之间的接触形式           36
二、液压泵站——切削液和液压油的回流与压力输出            37
三、排屑器的几种基本结构            38
四、机床附件头的使用             39
第二篇数控镗铣床面板操作
第三章操作面板的使用与机床操作           43
第一节数控操作工作的职责           43
一、手工操作的必要性               43
二、手工操作的职责               43
三、大型机床操作的特点           44
第二节开关机的操作方法            44
第三节数控系统面板的组成与操作         47
一、面板的组成            47
二、系统软键控制区            48
三、CRT显示屏区                   50
四、字母键盘区           51
第四节机床控制面板的组成与操作  54
第四章数控系统操作          62
第一节参数模式          62
一、刀具补偿          62
二、R参数              65
三、设定数据             65
四、零点偏置                 67
五、用户数据              69
六、有效零偏+补偿             69
第二节程序模式          70
一、程序的存储位置和选择             70
二、程序的管理          72
三、程序的编辑             72
四、程序的模拟             73
五、AUTO方式下的面板主界面操作           74
六、程序执行时的机床操作         77
第三节服务模式            78
第四节诊断模式           79
第五节启动模式            81
一、机床数据               81
二、次要功能            82
三、目录树隐藏             83
第六节CYCLE800平面坐标转换        83
一、基本格式               83
二、重编译操作             83
三、注意事项            85
四、参数              86
五、实例分析              87
第三篇加工工艺与图样的识读
第五章数控镗铣类加工工艺            90
第一节机床轴与机床坐标   90
一、机床轴的命名与分类 90
二、机床坐标系   91
第二节几何图形与计算           94
一、坐标方向的确定           94
二、平面           94
三、点位表示方法——直角坐标与极坐标            94
四、绝对坐标和相对坐标            95
五、三角函数的计算与应用                95
第三节刀具切削参数             98
一、线速度Vc              98
二、进给量f          99
三、进给速度Vf          99
四、吃刀量          99
五、切屑参数的选择顺序              100
六、刀具的选用与调整           100
第四节铣削方式的选择         101
一、顺铣与逆铣的概念       101
二、顺铣和逆铣的特点        101
三、顺铣和逆铣的工艺性论证           102
第五节刀具补偿的使用            102
第六节装夹、定位、分坐标           104
一、工件空间自由度的限制            104
二、工件摆放           104
三、工件调整            105
四、压紧               106
五、定位基准               107
六、坐标划分              108
第七节金属材料与热处理             109
第八节机加工工艺工艺方法分析          111
一、工艺                   111
二、工步           112
三、工艺方法分析               112
四、工艺实例           113
第六章机械图样      116
第一节认识图样的基本知识               116
一、图纸结构            116
二、认识尺寸标注           116
三、构图的投影方法               117
第二节三视图                 118
第三节基本形体视图           119
一、棱柱             120
二、棱锥            120
三、圆柱             121
四、圆锥与圆台           121
五、球体                121
第四节组合体视图             122
一、截交线            122
二、相贯线                     123
第五节基本读图方法         123
第六节剖视图与局部、旋转等视图               125
一、剖视图        125
二、局部、旋转等视图           128
三、剖面            128
四、简略画法            129
第七节标准件的简略画法          130
一、孔         130
二、螺纹孔         131
三、螺纹技术参数与表示方法          131
四、齿轮         134
第八节公差与配合         135
一、尺寸公差与配合    135
二、形位公差         135
三、表面粗糙度       139
第九节复杂图样的读法         140
一、全局         140
二、孔        140
三、面           140
四、合箱孔        141
五、其他          142
第四篇数控加工刀具与量具
第七章刀具材质与分类        143
第一节刀具的材质           143
一、高速钢             143
二、碳素工具钢、合金工具钢    143
三、硬质合金            144
四、涂层    144
五、陶瓷         144
六、金刚石刀具            145
七、刀具材料的发展方向      145
第二节有代表性的刀具厂商简介     145
一、瑞典山特维克集团    146
二、德国瓦尔特股份有限公司      146
三、德国钴领集团            146
四、德国高迈特集团            146
五、德国蓝帜集团           147
六、瑞典山高刀具有限公司          147
七、以色列伊斯卡公司           148
八、韩国特固克刀具公司           148
九、美国肯纳金属有限公司         148
十、日本三菱综合材料株式会社          149
十一、美国斯特拉姆公司          149
十二、株洲钻石切削刀具股份有限公司       149
第三节数控镗铣类刀具的结构与分类       149
一、BT或HSK刀柄与主轴的连接          149
二、刀柄与刀具的连接         151
三、镗铣刀具的分类         152
第八章镗铣类加工刀具          154
第一节钻削刀具          154
一、钻头——孔的粗加工刀具         154
二、丝锥——内螺纹加工刀具                159
三、铰刀——销孔加工刀具       161
第二节镗削刀具       162
一、粗镗刀              162
二、精镗刀              162
三、反刮刀（可拆刀片式）       163
四、整体反刮刀          163
五、扩孔刀         164
第三节铣削刀具          164
一、粗铣刀       164
二、精铣刀     165
三、棍铣刀                166
四、三面刃（切槽）  168
五、螺纹铣刀    169
六、铣削刀具的技术参数         170
第四节刀具应用实例         171
一、挖实体槽、斜插加工              171
二、大镗刀、有限空间加工            172
三、精镗刀、台阶孔加工            172
四、钻孔、薄板振动加工、CYCLE83解决        173
五、普通钻头、深孔加工、前尖和背角问题     174
六、浅孔钻（可有钻芯）、钻速        175
七、深孔加工的导向问题        175
八、浅孔钻头的刀片导向问题         176
九、铣刀——精铣时逆铣，防止打滑         176
十、铣刀吃量的最佳位置         177
十一、面铣刀        178
十二、铣刀加工的切入方案分析    178
十三、粗铣（切）深直槽或圆槽时的排屑问题     179
十四、铣圆时的入刀位置和操作者观察位置的调整       179
十五、铣削刀具的长径比问题       179
十六、侧精铣刀的磨损问题       180
第九章量具        182
第一节直线游标类量具       182
一、游标卡尺——直线游标类的代表       182
二、游标深度尺      184
三、带表卡尺         185
四、数显卡尺        186
第二节螺旋测微类    186
一、内径千分尺（千分棍）   186
二、三爪内径规        188
三、螺纹中径尺        188
四、外径千分尺         189
第三节标准块与片类       190
一、标准量块          190
二、塞尺           191
第四节百分表、杠杆表与内径表的使用      192
一、百分表的使用         192
二、杠杆表的使用         194
三、内径表的使用             195
第五篇编 程 基 础
第十章基本G代码      197
第一节手工编程的特点和本章学习要点          197
一、手工编程的特点           197
二、本章的学习要点        197
第二节G代码指令与功能对照          198
第三节程序编写的规则               199
一、程序的基本构成          199
二、程序段中的代码指令先后顺序       200
三、字符及特殊字符的含义与使用          201
四、程序功能指令的组成——地址+数字          201
第四节位置控制数据指令       203
一、G90/G91指令           203
二、DC/ACP/CAN指令——用于旋转轴的绝对尺寸      204
三、G70/G71指令——公制/英制尺寸测量          204
四、可设定零偏的指令     204
五、G17/G18/G19指令——工作平面选择        205
六、G25/G26指令——工作区域限制         205
七、G74指令——基准点运行（即回参考点）           205
第五节轴位移（机床运动）指令      205
一、极坐标指令G110/G111/G112/AP/RP       205
二、快速移动指令G0       206
三、直线插补指令G1           207
四、圆弧插补指令G2/G3、I、J、K           207
五、3D圆弧加工指令CIP、CT           212
第六节倒角与倒圆指令   214
第七节螺旋线插补指令    215
第八节攻丝指令    216
一、刚性攻丝指令G331/G332    216
二、柔性攻丝指令G63        216
第九节进给控制指令      217
一、G93/G94/G95、F/FGROUP/FGRE指令的定义    217
二、进给率模式指令G93/G94/G95       217
三、进给率指令F/FB/OVR            219
四、停留时间指令G4                221
五、进给率优化指令——轨迹速度在圆弧铣削中的特殊控制  222
第十节主轴控制223
一、机床定位轴指令POS/POSA/POSP           223
二、主轴运动指令S/SPCON/SPCOF                224
三、主轴定位指令SPOS/SPOSA/M19                  225
第十一章运动路径特性      226
第一节定位、连续及倒角指令   226
一、G60、G9、G601、G602、G603指令     226
二、G64、G641、G642、G643、G644、ADIS、ADISPOS指令   226
三、加工实例    227
第二节辅助控制指令   228
一、机床轴的加速特性控制指令   228
二、带预控制的运行指令   228
三、可编程的轮廓精度指令   229
第三节绕行特性指令   229
一、NORM指令      229
二、KONT指令      230
三、KONTC/KONTT指令    230
四、编程实例1     231
五、编程实例2     232
第四节拐角特性指令   232
一、交点过渡指令G451    233
二、圆弧过渡指令G450   233
三、过渡轨迹控制指令DISC    234
四、加工实例     234
第五节柔性逼近     235
一、参数释义    235
二、逼近功能详解    237
三、退出功能详解   238
四、逼近和退出的方向    238
五、应用举例    239
六、加工实例    240
*七、交点轮廓保护指令G460/G461/G462    241
*八、轮廓冲突监控（CDON启动，CDOF关闭）  242
第十二章框架——可编程的工件坐标操作    243
第一节工件坐标在程序中的偏置旋转等控制   243
第二节可编程的零点偏移    244
一、指令释义    244
二、功能使用    246
三、功能示例    247
四、应用实例     248
第三节可编程的旋转    249
一、指令释义     249
二、功能使用      249
三、旋转方向和角度的确定      250
四、加工实例1——平面旋转  252
五、加工实例2——空间旋转   253
六、加工实例3——框架旋转    254
七、编程的框架旋转（带立体角）   255
第四节可编程的比例缩放    256
一、指令释义    256
二、功能使用    257
三、功能示例    257
四、加工实例     258
第五节可编程的镜像    260
一、指令释义    260
二、功能使用    261
三、系统控制：机床数据    262
四、加工实例    262
第六节对刀后产生框架    263
一、TOFROME    264
二、TOROT         264
三、PAROT           265
第七节取消框架          265
第十三章程序运算与子程序调用        266
第一节程序运算参数R        266
一、实例1         266
二、实例2         267
三、计算方式           268
四、固定循环中的赋值与计算          268
第二节程序段跳跃            269
一、绝对跳转指令GOTO           269
二、程序段的重复指令REPEAT       271
三、条件跳跃指令IF            273
第三节子程序的调用           274
第六篇固定循环——孔及轮廓的特定加工
第十四章孔加工循环          277
第一节CYCLE81——点孔或一钻到底        277
一、基本格式与功能             277
二、参数              277
三、循环共性           278
四、钻削动作              278
五、加工实例              279
第二节CYCLE82——刮平面循环        280
一、基本格式与功能           280
二、加工实例                280
第三节CYCLE83——高速深孔钻循环       282
一、基本格式                 282
二、参数           282
三、暂停时间的规定             283
四、排屑时的钻削动作         284
五、断屑时的钻削动作           285
六、第一钻深和递减量的计算       285
七、加工实例                    287
第四节CYCLE85——铰销子循环        288
一、基本格式与功能             288
二、参数             288
三、钻削动作              288
四、加工实例               289
第五节CYCLE89——镗孔，G1退刀        290
一、基本格式与功能          290
二、加工实例               290
第六节CYCLE88——镗孔          291
一、基本格式与功能             291
二、参数                        292
三、注意事项                   293
四、加工实例                293
第七节CYCLE87——镗孔，孔底主轴停止    294
第八节CYCLE86——精镗孔，孔底SPOS，反向让刀  294
一、基本格式与功能           294
二、参数            295
三、钻削动作              295
四、注意事项              296
五、加工实例                 296
第十五章螺纹加工           299
第一节CYCLE90——螺纹铣削                299
一、基本格式与功能             299
二、参数            299
三、注意事项                301
四、刀具的检测              302
五、钻削动作           302
六、加工实例               304
第二节CYCLE84——刚性攻丝      305
一、基本格式与功能           305
二、参数                305
三、攻丝动作             308
四、加工实例            308
第三节CYCLE840——柔性攻丝              310
一、基本格式与功能              310
二、参数               310
三、攻丝动作              311
四、ENC计算模式                311
第十六章孔位及长槽加工            315
第一节HOLES1——成排孔点位控制     315
一、基本格式与功能       315
二、参数                 315
三、循环                315
四、加工实例        316
第二节HOLES2——圆弧排列的孔点位      317
一、基本格式与功能             317
二、参数                318
三、循环             318
四、加工实例                 318
第三节CYCLE801——网格孔点位       319
一、基本格式与功能                 319
二、参数         320
三、循环       320
四、加工实例         320
第四节LONGHOLE——按圆弧排列的长槽铣削，槽宽不可控     322
一、基本格式与功能          322
二、参数            323
三、循环                   323
四、进给深度的计算方法        324
五、铣削动作        324
六、加工实例           325
第五节SLOT1——按圆弧排列的长槽铣削，槽宽可控    325
一、基本格式与功能      325
二、参数            326
三、循环                327
四、粗精铣全套加工动作           328
五、加工实例           329
第六节SLOT2——按圆弧排列的环形槽铣削，槽宽可控          330
一、基本格式与功能          330
二、参数            331
三、注意事项               331
四、粗精铣全套加工动作             332
五、加工实例              332
第十七章挖槽加工                 334
第一节POCKET1——挖矩形实体槽    334
一、基本格式与功能        334
二、参数                 334
三、铣削动作           336
四、加工实例               337
第二节POCKET2——挖圆形实体槽       338
一、基本格式与功能           338
二、参数          338
三、循环          339
四、铣削动作          340
五、加工实例         340
第三节POCKET3——挖矩形空心槽    342
一、基本格式与功能     342
二、参数             342
三、循环               344
四、加工动作              346
五、加工实例                347
第四节POCKET4——挖圆形空心槽   349
一、基本格式与功能           349
二、参数       350
三、循环      351
四、加工动作           351
五、加工实例           352
第十八章轮廓加工           355
第一节CYCLE71——平面余量铣削   355
一、基本格式与功能    355
二、参数        355
三、循环         356
四、铣削动作             356
五、加工实例          358
第二节CYCLE72——轮廓切入方式   359
一、基本格式与功能         359
二、参数            359
三、循环              360
四、粗加工铣削动作            361
五、加工实例                362
第三节CYCLE76——方形块加工     364
一、基本格式与功能           364
二、参数            365
三、循环             365
四、铣削动作              366
五、加工实例                367
第四节CYCLE77——圆柱体加工         369
一、基本格式与功能           369
二、参数               369
三、铣削动作             369
四、加工实例                  370
第五节CYCLE60——刻字程序            372
一、基本格式与功能            372
二、参数               372
三、循环           372
四、铣削动作          375
五、加工实例          375

前言
在现代的机械工业加工中，越来越多地采用了数控机床，数控技术的发展日新月异，与之配套的数控刀具与量具，先进的加工工艺也都在快速向前发展，那么在数控技术知识的普及上应该相应地跟上这个趋势。
有些新入行的朋友整天盯着数控代码，而忽略了其他一些基础知识的学习，这也是一个很大的误区。其实，机械原理、图纸读取、刀具量具等才是基础，没有这些知识，用几个代码就想把活干出来是很难的。
在数控技术的培训上，教育机构、图书市场等都有些和数控技术的发展脱节。例如，现在西门子的系统都已经发展到了828D，而市场上还充斥着关于西门子802和810系统这样的书籍。这是一个瓶颈，很容易使技术上出现一个新老员工的断层，去除一些悟性很高的年轻
人，总体上，会造成一代不如一代的危险趋势。为改变这种现状，笔者编写了这本书，希望能够对提高数控从业人员的操作与编程水平有一个较大的帮助。
本书内容并不单纯偏重于讲道似的理论，而在每一个知识点的后边都配有一个加工实例，这是本书的一大特色。另一大特色，就是我根据自己的理解，给每一个知识点配了一张图片，有我自己画的，也有实物图，图片数量之大，是同类书中不多见的。知其然，必须知其所以然，这是我带徒弟时的一贯观点。所以，本书会有比工厂中传阅的西门子说明书中更加详尽的技术讲解。
在本书内容结构上，也是一个比较全面的安排，它包含了机械结构与原理、手工操作、加工工艺、识图方法、刀具量具的使用、编程基本G代码和循环指令的使用。本书之所以会有这么多的内容，原因如下。
（1）操作人员必须懂得机械原理，这对那些半路出家的新人们尤其重要，仅仅懂得编制几个G代码就想启动程序来加工是不实际的，这样他们无法对产品质量做出准确分析，无法预知机床结构对产品质量带来的影响。
（2）一个合格的操作者，应该能够自己根据图纸要求来安排加工工艺，使工件的加工省时省力，保质保量，所以本书关于工艺这块知识单列了一章。本书把工艺分成不同的部分，把一些操作性很强的内容，都划分到了具体的章节中，如刀具的使用对工艺的影响，直接安排在了关于刀具、量具使用的相关章节中。
（3）识图方法很少会在编程操作的书籍中出现，一般都会单列。其实，一个刚入门的工人不必熟知机械制图中的所有内容，而只要求他们拿到加工图，能够迅速看懂。所以，本书只是一些能够快速识图的方法，而摒弃了一些繁杂的理论引导。
（4）关于刀具、量具的使用本书配备了非常详尽的实物图和加工实例，使新人们能够非常快速地掌握刀具、量具的使用要领，避免在实际加工中不必要的刀具损耗和量具的不正确操作方法带来的质量问题。
（5）手工编程这部分内容放在了最后，因为这是加工的最后一步，只有先知道了自己的机床是什么样，产品来了知道图纸上的技术要求，才能够据此安排加工工艺，并选择相应的刀具来加工，最后根据这些信息来确定程序的编写。这种结构顺序上的安排，就显得清楚明了。
总之，本书使新手能够逐步掌握加工中的各个环节，省去了在师傅后边偷偷学艺的过程。不夸张地说，把这本书“吃透”，有机会上机床实操的话，半年就能达到一个3～5年工的技术水平。另一方面，对于已经在工厂工作了一段时间的朋友来说，也省去了在实际加工中反复演练积累每个知识点的过程，少走弯路，一步到位。
本书由魏云海和广东省岭南工商第一技师学院张祝强担任主编，广东省岭南工商第一技师学院赵冬晚担任副主编，其他参编人员还有王艳、石兵和李文蛟。
本书在编写过程中，得到了北重阿尔斯通（北京）的电气工程师王勇、编程工程师王宇等提供的大量信息，并在北京2013年机床展会上获得部分图片资料，使得本书能够顺利编著完成，在此一并感谢！
由于受编者经历和水平所限，难免存在不足或疏漏，敬请批评指正。

                                                   魏云海 
                                                2013-10-27于北京

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