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第1章 数控编程基础1

1.1 数控机床概述1

1.1.1 数控机床的工作原理1

1.1.2 插补原理与计算机数控系统2

1.1.3 数控编程技术的发展5

1.2 程序编制的基本概念8

1.2.1 程序编制的内容与方法8

1.2.2 程序结构与格式11

1.2.3 程序数据输入格式16

1.3 数控加工工艺分析的特点及内容17

1.3.1 数控加工的工艺设计特点17

1.3.2 数控加工工艺的主要内容19

1.4 数控编程几何基础19

1.4.1 数控机床坐标系和运动方向19

1.4.2 绝对坐标系和增量（相对）坐标系22

1.4.3 工件坐标系22

1.4.4 编程坐标系23

1.4.5 数控编程的特征点23

1.5 程序编制中的基本指令27

1.5.1 准备功能指令——G指令31

1.5.2 辅助功能指令——M指令35

1.5.3 其他功能指令36

第2章 程序编制中的数值计算37

2.1 数控加工中的常用数学模式37

2.1.1 常用的曲线曲面37

2.1.2 三次参数样条39

2.1.3 Bezier曲线41

2.1.4 抛物线拟合46

2.1.5 双三次参数曲面（孔斯曲面）47

2.1.6 Bezier曲面48

2.1.7 B样条曲面48

2.1.8 单线性曲面（直纹面）49

2.2 数值计算的内容49

2.2.1 基点与节点的计算49

2.2.2 刀位点轨迹的计算50

2.2.3 辅助计算51

2.3 直线圆弧系统零件轮廓的基点计算51

2.3.1 联立方程组法求解基点坐标51

2.3.2 三角函数法求解基点坐标52

2.4 直线圆弧系统刀位点轨迹计算55

2.4.1 刀位点的选择及对刀55

2.4.2 刀具中心编程的数值计算55

2.4.3 尖角过渡的数值计算56

2.4.4 刀具轨迹设计中的几个优化问题57

2.5 一般非圆曲线节点坐标计算59

2.5.1 概述59

2.5.2 用直线段逼近非圆曲线60

2.5.3 用圆弧段逼近非圆曲线时的计算方法64

2.5.4 双圆弧法求节点坐标67

2.5.5 NURBS曲线插补技术69

2.6 列表曲线的节点坐标计算71

2.6.1 列表曲线71

2.6.2 插值72

2.6.3 拟合73

2.6.4 光顺73

2.7 曲面曲线加工刀位点轨迹的处理和计算74

2.7.1 曲面的数学处理74

2.7.2 多坐标点位加工刀具轨迹设计79

2.7.3 三坐标球刀多面体曲面加工79

2.7.4 曲面交线的加工81

第3章 数控车床编程83

3.1 数控车床编程基础83

3.1.1 数控车床的分类与特点83

3.1.2 数控车床的编程特点84

3.1.3 数控系统的功能84

3.1.4 数控车床刀具补偿89

3.1.5 数控车床坐标系统94

3.2 数控车床常用编程方法97

3.3 数控车床典型编程实例115

3.3.1 数控车床典型加工编程实例115

3.3.2 FANUC系统编程与加工实例117

3.3.3 SIEMENS系统编程与加工实例122

第4章 数控铣床和加工中心的编程126

4.1 数控铣床和加工中心概述126

4.1.1 数控铣床的组成与分类126

4.1.2 数控铣床和加工中心的主要功能129

4.1.3 数控铣床和加工中心的主要加工对象130

4.1.4 加工中心的自动换刀装置131

4.2 数控铣床和加工中心编程基础134

4.2.1 数控系统的功能134

4.2.2 坐标系统137

4.3 基本编程方法138

4.3.1 坐标系的相关指令138

4.3.2 常用基本指令142

4.3.3 刀具补偿功能145

4.3.4 子程序调用功能149

4.3.5 比例及镜像功能151

4.3.6 坐标系旋转功能154

4.4 孔加工循环指令156

4.5 自动换刀程序165

4.6 数控铣床和加工中心典型加工编程实例166

4.6.1 典型零件的数控铣削工艺制订166

4.6.2 数控铣床与加工中心编程实例168

第5章 数控宏程序编制179

5.1 概述179

5.1.1 宏程序定义179

5.1.2 宏程序特点179

5.2 宏程序基础知识179

5.3 华中HNC-21/22T系统宏程序编程182

5.3.1 数控车床华中HNC-21/22T宏程序编程182

5.3.2 数控铣床华中HNC-21/22T宏程序编程187

5.4 FANUC 0i系统宏程序编程190

5.4.1 A类宏程序190

5.4.2 B类宏程序195

5.4.3 数控车床FANUC 0i系统宏程序编程206

5.4.4 数控铣床FANUC 0i系统宏程序编程208

5.5 SIEMENS 802D系统宏程序编程210

5.5.1 数控车床SIEMENS 802D系统宏程序编程212

5.5.2 数控铣床SIEMENS 802D系统宏程序编程213

第6章 其他数控机床编程216

6.1 数控电火花成形加工技术216

6.1.1 电火花成形加工原理与特征216

6.1.2 电火花成形加工的应用218

6.1.3 数控电火花成形加工工艺过程219

6.1.4 数控电火花加工编程方法220

6.1.5 数控电火花加工实例222

6.2 数控线切割编程226

6.2.1 数控线切割机床简介226

6.2.2 数控电火花线切割加工工艺229

6.2.3 数控电火花线切割编程方法及加工实例231

6.3 数控磨床236

6.3.1 数控磨床简介236

6.3.2 数控外圆磨削技术239

6.4 数控激光加工技术248

6.4.1 激光产生的原理及特点249

6.4.2 激光加工工艺及特点249

6.4.3 数控激光加工程序的编制250

第7章 自动编程254

7.1 自动编程概述254

7.1.1 自动编程的概念254

7.1.2 自动编程方式分类255

7.1.3 CNC技术的新进展STEP-NC259

7.2 APT语言自动编程262

7.2.1 APT语言的基本组成262

7.2.2 几何定义语句264

7.2.3 刀具运动语句267

7.2.4 后置处理语句和其他辅助语句272

7.2.5 APT语言自动编程实例273

7.3 图形交互式（CAD/CAM系统）自动编程275

7.3.1 Mastercam三轴编程及应用实例275

7.3.2 UG NX多轴编程及应用实例283

第8章 刀位验证与轨迹编辑295

8.1 刀位数据验证295

8.2 程序文件检查295

8.3 显示验证296

8.3.1 刀位轨迹显示验证296

8.3.2 加工表面与刀位轨迹的组合显示验证298

8.3.3 组合模拟显示验证298

8.4 截面验证法299

8.4.1 横截面验证300

8.4.2 纵截面验证300

8.4.3 曲截面验证300

8.5 距离验证301

8.6 加工过程动态仿真302

8.6.1 数控加工仿真系统结构304

8.6.2 几何仿真306

8.6.3 加工过程物理仿真308

8.7 刀具轨迹编辑功能310

第9章 编程系统的后置处理312

9.1 后置处理过程及特点312

9.1.1 刀具路径文件格式的多样性313

9.1.2 NC程序格式的多样性314

9.1.3 技术需求的多样性315

9.2 后置处理算法316

9.2.1 带回转工作台的四坐标数控机床后置处理算法316

9.2.2 五坐标数控机床后置处理算法318

9.2.3 五坐标数控机床进给速度的计算324

9.3 通用后置处理系统原理及实现途径325

9.3.1 通用后置处理系统结构原理325

9.3.2 通用后置处理系统的实现途径326

9.4 UG NX后置处理举例328

9.4.1 UG NX后置处理开发方法328

9.4.2 UG NX后置处理实例334

参考文献341