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第1章 加工中心的机械结构1

1.1 概述1

1.1.1 数字控制技术与数控机床的产生与发展1

1.1.2 中国数控机床发展情况2

1.1.3 数控机床的特点3

1.1.4 数控机床的基本概念4

1.1.5 数控加工的原理5

1.2 加工中心的结构要求、特点及种类6

1.2.1 加工中心的特点及种类7

1.2.2 加工中心的加工对象14

1.2.3 加工中心结构的主要组成部分14

1.3 主传动系统15

1.3.1 对主传动系统的要求15

1.3.2 数控机床主轴的调速方法16

1.3.3 分级变速中齿轮的换挡方法19

1.3.4 无级变速传动链的设计19

1.3.5 主轴轴承24

1.4 进给伺服系统35

1.4.1 概述35

1.4.2 进给机械传动机构37

1.4.3 数控工作台41

1.4.4 滚珠丝杠螺母副47

1.5 自动换刀装置55

1.5.1 刀具（刀座）识别装置55

1.5.2 刀库的形式58

1.5.3 刀具交换方式60

1.5.4 刀具自动装卸及切屑清除装置举例67

第2章 加工中心的控制71

2.1 概述71

2.1.1 数控装置的发展趋势72

2.1.2 计算机数字控制装置的组成与机床的基本控制要求73

2.2 计算机数字控制系统的硬件与软件77

2.2.1 汁算机数字控制装置的硬件结构77

2.2.2 计算机数字控制装置的软件结构84

2.2.3 计算机数字控制装置的工作原理92

2.2.4 计算机数字控制装置的优点94

2.3 计算机数字控制系统的插补算法95

2.3.1 插补加工的原理95

2.3.2 插补方法的分类96

2.3.3 脉冲增量插补97

2.3.4 数字积分法105

2.3.5 数字增量插补110

2.4 CNC系统的刀具补偿和加、减速控制113

2.4.1 刀具半径补偿113

2.4.2 程序段间转接情况分析117

2.4.3 CNC系统的加减速控制122

2.5 PLC的构成及工作原理126

2.5.1 PLC的硬件和软件126

2.5.2 可编程控制器的编程方法129

2.5.3 PLC在数控机床中的应用137

第3章 数控加工编程技术146

3.1 数控编程的基础知识146

3.1.1 程序编制的内容和步骤146

3.1.2 程序编制的方法、标准及代码148

3.1.3 程序段的格式149

3.2 数控机床的坐标系及最小设定单位156

3.2.1 数控机床的坐标系156

3.2.2 最小设定单位160

3.3 程序编制中的数学处理160

3.3.1 非圆曲线节点的计算160

3.3.2 自动编程概述166

3.4 G指令编程应用与举例169

3.4.1 机床的坐标系设定169

3.4.2 直线与圆弧编程指令173

3.4.3 刀具半径及长度补偿指令177

3.4.4 孔加工固定循环指令185

3.4.5 自动返回参考点191

3.5 子程序及编程举例192

3.5.1 子程序192

3.5.2 编程举例194

第4章 加工中心的操作方法201

4.1 Vcenter-65操作201

4.1.1 Vcenter-65型立式加工中心规格201

4.1.2 加工中心机床的基本结构201

4.1.3 机械操作面板203

4.1.4 显示器与手动输入（屏幕显示）面板211

4.1.5 加工操作步骤212

4.2 VMC-600Ⅱ／800Ⅱ／1000Ⅱ／1250Ⅱ／1500Ⅱ立式综合加工中心操作218

4.2.1 操作面板218

4.2.2 各类按钮开关功能说明226

4.2.3 换刀方法230

4.2.4 机器的开机及关机234

4.2.5 手动运转操作235

4.2.6 主轴的启动及停止236

4.2.7 主轴手动换刀236

4.2.8 进给操作237

4.2.9 自动刀具交换（ATC）操作237

4.3 TH5840型立式加工中心的操作241

4.3.1 加工中心的布局与特点241

4.3.2 TH5840立式加工中心的操作242

4.4 操作系统的操作方法与分析245

4.4.1 立式加工中心FNC86-A的操作方法245

4.4.2 操作系统分析246

4.5 VMC600Ⅱ安全操作247

4.5.1 一般安全守则247

4.5.2 电器安全248

4.5.3 机器安全251

4.5.4 日常的检查251

4.5.5 操作253

4.5.6 机械上的警告标志257

4.5.7 换挡操作方式257

第5章 数控加工工艺260

5.1 数控加工方案的确定260

5.1.1 对零件图进行数控加工工艺性分析261

5.1.2 确定加工方案263

5.2 装夹方法的确定264

5.2.1 工件装夹方式的确定264

5.2.2 加工中心用夹具269

5.2.3 零件毛坯的工艺性分析273

5.3 加工中心的刀具274

5.3.1 加工中心对刀具的基本要求274

5.3.2 刀具的种类276

5.3.3 刀具系统及其刀具的选择284

5.4 切削用量的选择286

5.4.1 铣削用量的选择286

5.4.2 钻削用量的选择287

5.5 对刀点、换刀点及走刀路线的确定291

5.5.1 确定对刀点和换刀点291

5.5.2 走刀路线的确定293

5.5.3 加工方法的选择与加工方案的确定298

5.5.4 在加工中心上加工零件的实例300

5.6 寻边器简介303

5.6.1 寻边器的功能和结构303

5.6.2 机械偏心式寻边器的外形及结构303

5.6.3 光电式寻边器的外形及结构304

5.6.4 机械偏心式寻边器的使用305

5.6.5 光电式寻边器的使用306

5.7 Z轴设定器简介308

5.7.1 Z轴设定器的校对方法308

5.7.2 Z轴设定器的使用方法309

第6章 典型数控系统加工编程311

6.1 FANUC系统编程举例311

6.1.1 连杆的数控铣削加工311

6.1.2 平面凸轮轮廓加工313

6.2 OPS系统320

6.2.1 指令代码的分类综述320

6.2.2 区域加工规则325

6.2.3 周边铣削（RMILO,RMILI）330

6.3 SINUMERKFM-NC、810D和840D控制系统的编程335

6.3.1 钻孔循孔335

6.3.2 镗孔循环336

6.3.3 阵列孔——HOLES1338

6.3.4 铣花米槽342

6.4 FANUC系统的用户宏编程343

6.4.1 宏程序的定义、特点及应用343

6.4.2 宏调用命令345

6.4.3 用户宏程序及其应用实例347

第7章 计算机自动编程351

7.1 CAD/CAM自动编程软件简介351

7.1.1 自动编程软件简介351

7.1.2 Mastercam9.0简介352

7.2 加工中心综合加工实例372

7.2.1 零件图分析372

7.2.2 工艺分析374

7.2.3 零件型腔方向CAD造型375

7.2.4 零件三角形槽方向CAD造型397

7.2.5 型腔方向加工刀具路径规划402

7.2.6 电缆接头立式加工刀具路径433

第8章 数控机床的故障诊断与维修443

8.1 数控机床可靠性和维护的基本概念443

8.2 加工中心常见故障与排除446

8.2.1 主轴部件故障446

8.2.2 进给系统故障448

8.2.3 自动换刀装置故障451

8.2.4 CNC系统故障自诊断功能451

8.2.5 其他故障453

8.3 数控机床故障诊断的基本原则和方法456

8.3.1 CNC系统的诊断方法456

8.3.2 故障诊断的基本原则458

8.3.3 数控机床故障诊断的常用方法460

8.3.4 数控机床故障诊断技术的发展461

8.4 加工中心维修实例462

附录Ⅰ FANUC数控系统的准备功能G代码470

附录Ⅱ FANUC数控系统的准备功能M代码473

附录Ⅲ 准备功能G代码（JB 3208—83）475

附录Ⅳ 辅助功能M指令（JB 3208—83）478