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第1章 常用资料与计算1

1.1 常用字母及符号1

1.1.1 希腊字母1

1.1.2 主要元素的化学符号1

1.2 常用计量单位及其换算1

1.2.1 公制计量单位1

1.2.2 英制长度单位1

1.2.3 角度与弧度4

1.2.4 各种硬度对照表5

1.3 常用三角函数计算5

1.3.1 常用三角函数计算公式5

1.3.2 特殊角度的三角函数值7

1.4 点的坐标7

1.4.1 坐标系7

1.4.2 直角坐标系与极坐标系的互换8

1.5 平面解析几何8

1.5.1 直线方程8

1.5.2 点、直线的位置关系9

1.5.3 二次曲线9

1.5.4 常见图形轮廓节点计算12

1.6 数控技术常用术语12

1.7 常用工程材料18

1.7.1 金属材料的力学性能18

1.7.2 钢的热处理21

1.7.3 钢的表面热处理23

1.7.4 常用钢的牌号、用途及热处理25

1.7.5 铸铁33

1.7.6 有色金属及其合金43

1.7.7 工程塑料47

1.8 切削液的功效与选用51

1.8.1 切削液的作用51

1.8.2 切削液的种类52

1.8.3 切削液的选用原则54

1.8.4 铣削用切削液的选用54

第2章 极限与配合、形位公差、表面粗糙度56

2.1 尺寸极限与配合56

2.1.1 标准公差的概念及其等级56

2.1.2 极限偏差56

2.1.3 基本偏差56

2.1.4 基准制60

2.1.5 公差带代号60

2.1.6 配合60

2.1.7 未注公差的线性和角度尺寸的一般公差61

2.2 形位公差63

2.2.1 形位公差项目及其公差带63

2.2.2 形位公差的标注73

2.2.3 公差原则73

2.2.4 形位公差的选择与应用78

2.2.5 形位公差的等级与公差值87

2.3 表面粗糙度91

2.3.1 常用的表面粗糙度评定参数91

2.3.2 表面粗糙度符号和代号92

2.3.3 表面粗糙度与光洁度的新旧对照92

2.3.4 主要工业国家表面粗糙度及其数值对照92

2.4 金属切削加工零件结构要素103

2.4.1 中心孔103

2.4.2 各类槽的尺寸和形式104

2.4.3 球面半径114

第3章 加工中心115

3.1 加工中心分类115

3.1.1 加工中心的分类115

3.1.2 加工中心的型号116

3.2 加工中心的结构119

3.3 加工中心主轴系统121

3.3.1 主轴传动系统121

3.3.2 主轴部件结构123

3.4 加工中心的进给伺服系统125

3.4.1 进给伺服系统结构125

3.4.2 进给伺服系统的典型元件127

3.5 加工中心刀库130

3.5.1 刀库形式130

3.5.2 自动换刀装置131

3.6 位置检测装置133

3.6.1 光栅133

3.6.2 光电式增量编码器134

3.7 加工中心的维护保养134

3.7.1 CNC系统日常维护的内容134

3.7.2 刀库及换刀机械手的维护内容135

3.7.3 滚珠丝杠副维护内容138

3.7.4 主传动链的维护内容138

3.7.5 液压系统维护内容139

3.7.6 气动系统维护内容139

3.8 加工中心的检验与验收139

3.8.1 加工中心验收依据140

3.8.2 试车和空载运行140

3.8.3 机床几何精度检测141

3.8.4 机床定位精度检验146

3.8.5 机床切削精度检验154

3.8.6 加工中心性能验收158

3.8.7 加工中心外观检查162

3.9 加工中心安全操作规程163

第4章 加工中心常用刀具及辅具166

4.1 对加工中心刀具的要求166

4.2 加工中心刀具的材料及其选用167

4.2.1 高速钢167

4.2.2 硬质合金172

4.2.3 陶瓷175

4.2.4 金刚石179

4.2.5 立方氮化硼（CBN）181

4.3 刀具基础知识181

4.3.1 刀具切削部分的组成181

4.3.2 刀具几何角度参考系182

4.3.3 刀具的标注角度183

4.3.4 刀具工作角度及定义184

4.3.5 刀具角度正负的规定185

4.4 加工中心常用孔加工刀具186

4.4.1 麻花钻186

4.4.2 深孔钻198

4.4.3 扩孔钻201

4.4.4 锪钻202

4.4.5 扁钻203

4.4.6 孔加工刀具尺寸确定204

4.5 镗削刀具206

4.5.1 镗刀的类型及结构206

4.5.2 镗刀的选择209

4.6 铰刀209

4.6.1 铰刀的结构和种类210

4.6.2 铰刀主要结构要素对铰削过程的影响211

4.6.3 铰刀切削部分的几何角度213

4.7 复合孔加工刀具214

4.8 螺纹加工刀具215

4.8.1 丝锥的结构与几何参数215

4.8.2 丝锥的选用216

4.9 铣削刀具及其选择216

4.9.1 立铣刀216

4.9.2 端铣刀225

4.9.3 模具铣刀230

4.9.4 键槽铣刀231

4.9.5 鼓形铣刀231

4.9.6 成形铣刀232

4.9.7 铣刀角度的换算233

4.10 刀具失效形式及可靠性234

4.10.1 刀具的失效形式234

4.10.2 刀具磨损标准235

4.10.3 加工中心刀具的可靠性237

4.10.4 改善刀具磨损的途径239

4.11 加工中心的对刀装置244

4.11.1 对刀装置的种类244

4.11.2 对刀装置的使用244

4.12 镗铣类工具系统248

4.12.1 整体式数控工具系统248

4.12.2 模块式工具系统250

4.12.3 加工中心刀柄选择253

第5章 技术测量及量具280

5.1 测量的一般概念280

5.1.1 测量器具的参数和特性280

5.1.2 与测量精度有关的几个概念280

5.2 量具选择283

5.2.1 计量器具的不确定度283

5.2.2 几种常用计量器具的不确定度283

5.2.3 常用量具可测的工件精度等级285

5.3 基准量具的使用与维护方法286

5.3.1 量块286

5.3.2 角度块292

5.4 游标量具296

5.4.1 游标卡尺296

5.4.2 公制双排刻线游标卡尺301

5.4.3 带表卡尺302

5.4.4 高度游标卡尺302

5.4.5 深度游标卡尺305

5.5 千分尺306

5.5.1 外径千分尺306

5.5.2 内径千分尺308

5.5.3 深度千分尺311

5.6 指示表类量具313

5.6.1 百分表313

5.6.2 内径百分表314

5.6.3 杠杆百分表316

5.6.4 千分表318

5.7 角度测量量具319

5.7.1 万能角度尺319

5.7.2 直角尺321

5.7.3 刀口角尺323

5.7.4 正弦规323

5.7.5 框式水平仪329

5.7.6 光学合像水平仪337

5.8 其他量具、量规338

5.8.1 塞尺338

5.8.2 半径样板340

5.9 量仪342

5.9.1 万能工具显微镜342

5.9.2 轮廓投影仪344

5.9.3 三坐标测量机345

第6章 加工中心编程方法347

6.1 数控编程的方法347

6.2 数控机床的坐标系和运动方向348

6.2.1 标准坐标系的命名原则348

6.2.2 坐标轴运动方向的判定方法349

6.2.3 绝对坐标系与增量坐标系350

6.2.4 数控机床坐标系的设定350

6.3 编程格式351

6.3.1 程序的结构351

6.3.2 程序段格式352

6.3.3 程序段内各字说明353

6.4 编程规则364

6.4.1 绝对值编程和增量编程364

6.4.2 小数点编程365

6.4.3 自保持功能365

6.4.4 指令的取消和替代366

6.5 程序编制中的数值计算366

6.5.1 基点坐标的计算366

6.5.2 节点坐标的计算368

6.6 常用指令的编程方法376

6.6.1 工件坐标系和编程零点376

6.6.2 与坐标系有关的指令377

6.6.3 工件坐标系选取指令G54～G59378

6.6.4 自动返回参考点G27、G28、G29379

6.6.5 刀具长度补偿指令G43、G44、G49380

6.6.6 刀具半径补偿指令G41、G42、G40381

6.6.7 快速定位指令G00381

6.6.8 直线插补指令G01382

6.6.9 圆弧插补指令G02、G03382

6.6.10 暂停指令G04384

6.6.11 英制／公制转换指令385

6.7 刀具功能T、进给功能F、主轴转速功能S的编程方法385

6.7.1 刀具功能T编程方法385

6.7.2 进给功能F编程方法386

6.7.3 主轴转速功能S编程方法387

6.8 固定循环功能的编程方法387

6.8.1 FANUC系统常用固定循环388

6.8.2 FAGOR系统常用固定循环397

6.9 子程序编程方法400

6.9.1 子程序的概念及应用400

6.9.2 子程序的嵌套401

6.9.3 子程序的编写格式401

6.9.4 子程序调用格式402

6.9.5 子程序编程示例402

第7章 加工中心选用与操作404

7.1 加工中心的选用404

7.1.1 加工中心类型的选用404

7.1.2 加工中心规格的选用405

7.1.3 加工中心精度的选用406

7.1.4 加工中心数控系统的选择407

7.1.5 工作台自动分度功能选择408

7.1.6 刀库容量和自动换刀装置（ATC）选择408

7.1.7 冷却方式选择409

7.1.8 加工中心附件、刀柄的选择409

7.2 工件在加工中心上的安装410

7.2.1 定位基准选择410

7.2.2 零件在机床工作台上装夹的位置411

7.3 加工中心夹具412

7.3.1 对夹具的基本要求412

7.3.2 通用夹具413

7.3.3 组合夹具414

7.3.4 通用可调夹具422

7.3.5 成组夹具425

7.4 加工中心的对刀与换刀426

7.4.1 对刀点与换刀点的确定426

7.4.2 对刀方法427

7.4.3 卧式加工中心多工位加工中的对刀问题429

7.5 几种常用加工中心的操作方法434

7.5.1 JCS-081A立式加工中心操作方法（FANUC-6M系统）435

7.5.2 TH5660A立式加工中心的操作方法（FAGOR 8055M系统）447

7.5.3 国内加工中心选用数控系统情况454

第8章 加工中心加工工艺456

8.1 加工中心加工工艺的编制步骤456

8.2 零件图的数控加工工艺性分析457

8.2.1 检查零件图的完整性和正确性457

8.2.2 零件结构工艺性分析及处理458

8.2.3 加工内容选择458

8.3 加工中心加工工艺方案设计459

8.3.1 加工方法选择459

8.3.2 加工阶段划分和工序顺序安排461

8.3.3 加工进给路线的确定463

8.3.4 数控铣削型腔的几种典型加工方法469

8.3.5 加工余量的确定474

8.3.6 工序尺寸及公差的确定方法475

8.3.7 切削用量的选择488

8.4 数控加工工艺文件的编写495

8.4.1 数控加工编程任务书496

8.4.2 数控加工工序卡496

8.4.3 数控机床调整单497

8.4.4 数控加工刀具调整单500

8.4.5 数控加工进给路线图501

8.4.6 数控加工程序单502

第9章 典型零件加工504

9.1 齿轮泵泵体加工实例504

9.1.1 零件工艺分析505

9.1.2 零件加工工艺方案设计505

9.1.3 加工程序编制507

9.2 定位板加工514

9.2.1 零件工艺分析514

9.2.2 零件加工工艺方案设计515

9.2.3 加工程序编制516

9.3 配合件加工实例530

9.3.1 零件工艺分析530

9.3.2 零件加工工艺方案设计531

9.3.3 加工程序编制531

第10章 加工中心常见故障及其排除539

10.1 数控机床故障诊断方法539

10.1.1 数控机床故障分类539

10.1.2 数控机床故障诊断与维修的基本原则541

10.1.3 常用诊断仪器542

10.2 加工中心常见机械故障与维修547

10.2.1 主轴部件故障与维修547

10.2.2 滚珠丝杠与螺母550

10.2.3 刀库与换刀装置553

10.3 数控系统故障诊断与维修556

10.3.1 数控系统故障诊断方法556

10.3.2 故障诊断与维修的准备工作559

10.3.3 数控系统的软件故障诊断与排除560

10.4 主轴伺服系统故障及诊断562

10.4.1 主轴伺服系统故障分类562

10.4.2 主轴伺服系统故障诊断与排除562

10.5 进给伺服系统故障与诊断564

10.5.1 CRT上显示报警内容的故障（软件报警故障）565

10.5.2 报警指示灯报警的故障（硬件报警故障）568

10.5.3 无报警显示的故障569

10.6 加工中心维修实例571

10.6.1 机械手无法从主轴和刀库中取刀具571

10.6.2 位置检测装置维修实例577

10.6.3 加工中心主传动系统故障维修579

10.6.4 JCS-018立式加工中心故障排除实例583

参考文献586