数控机床仿真实训（第2版）.pdf

新编21 世纪高等职业教育电子信息类规划教材数控技术应用专业 数控机床仿真实训（第 2 版）徐 伟 主 编 苏 丹 主 编 龙雄辉 副主编 主 编 第 1 章 概 述 1 内 容 提 要 数控机床仿真实训（第 2 版）是一本数控加工仿真实训教程，对上海宇龙软件工程有限公司的“数控加工仿真系统”进行了全面介绍。在讲述过程中注重从初学者的认识规律出发，强调实用性、可操作性。全书不仅对“数控加工仿真系统”的基本概念和基本操作方法的讲述浅显易懂，深入浅出，而且安排了大量短小精悍、典型实用的例题，使学习者能够结合实例进行学习，掌握数控机床的操作方法和技巧。书中对目前市场上的主流数控系统（FANUC 系统、SIEMENS 系统、华中数控系统）车床、铣床的仿真操作全过程进行了详细介绍，具有通俗性、新颖性和实用性等特点。本书可作为大学、高等职业学校、高等专科学校的相关课程教材，也可供工程技术人员参考。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 数控机床仿真实训/徐伟，苏丹主编.2 版.北京：电子工业出版社，2009.7 新编 21 世纪高等职业教育电子信息类规划教材数控技术应用专业 ISBN 978-7-121-08936-7 I.数 .徐 苏 .数控机床计算机仿真高等学校：技术学校教材 .TG659 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2009）第 089125 号 策 划：陈晓明 责任编辑：陈晓明 文字编辑：毕军志 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编：100036 开 本：7871092 1/16 印张：17.5 字数：448 千字 印 次：2009 年 7 月第 次印刷 印 数：4000 册 定价：26.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。I 前 言 数控加工仿真系统可以在计算机屏幕上仿真完成数控加工程序的输入/输出、数控机床操作、工件加工、虚拟测量等数控加工全过程，而且在数控加工仿真系统中，机床操作面板和操作步骤与相应的实际数控机床完全相同，学生在这种虚拟工作环境中可以学习掌握数控机床的加工操作方法，通过数控加工仿真系统既可以使培训达到实物操作训练的目的又可大大减少昂贵的设备投入。基于以上情况，目前许多大、中专院校均采用数控加工仿真系统和真实数控机床相结合的方式进行数控相关专业的实训教学。上海宇龙软件工程有限公司的“数控加工仿真系统”是目前国内市场占有率最高的数控加工仿真系统，国内已有 100 余所院校使用。由于其具有的优秀的使用性能、友好的操作界面等特点，其发展势头迅猛，但缺乏合适的教材，配套教材几乎没有。针对这种情况，我们结合多年来从事“数控加工仿真系统”的教学和实际使用情况，编写了数控机床仿真实训（第 2 版），它保留了第 1 版的原有体系，着重对书中各章节的实际操作部分进行了全新的规划和描述，比较全面地介绍了上海宇龙软件工程有限公司的“数控加工仿真系统”的主要功能和应用技术，从“方便学”和“方便教”两个角度进行编写,书中对目前市场上的主流数控系统（FANUC 系统、SIEMENS 系统、华中数控系统）车床、铣床的仿真操作全过程进行了详细介绍。由于编者对该软件系统的使用具有较深的认识，因此本教程的结构比较合理，其中包括不仅要知道怎么做，而且要知道为什么这么做，以及如何从被动学转入主动学。本书共 8 章。第 1 章介绍数控仿真实训教学的思路、数控仿真网络教学实训系统的组成和特点；第 2 章介绍数控编程、加工基础知识；第 3 章介绍上海宇龙软件工程有限公司的“数控加工仿真系统”的安装、基本功能、特点和基本操作方法；第 4 章介绍 FANUC 系统数控机床加工的仿真操作过程、方法和技巧；第 5 章介绍 SIEMENS 系统数控机床加工的仿真操作过程、方法和技巧；第 6 章介绍华中数控系统数控机床加工的仿真操作过程、方法和技巧；第 7 章通过大量的实例介绍不同数控系统的数控车床的仿真编程、加工过程；第 8 章通过大量的实例介绍不同数控系统的数控铣床、加工中心的仿真编程、加工过程。本教程内容新颖、加工程序示例丰富，各部分内容既相互联系又相互独立，例如，同一零件的数控加工程序，分别采用 FANUC 系统、SIEMENS 系统和华中数控系统来介绍其仿真加工过程，便于读者对不同数控系统的功能、特点进行比较学习。同时，依据教学特点对全书进行了精心编排，以方便用户根据自己需要进行选择。本教材不仅适合教学，也非常适合“数控加工仿真系统”用户的学习和参考，通过阅读本书，结合上机操作练习，能在较短的时间内基本掌握“数控加工仿真系统”应用技术。为了方便上课教学演示，本书配有电子课件，需要者可到电子工业出版社教育资源网上下载，网址：http:/。本书由广东技术师范学院徐伟教授（第 1 章、第 6 章）、广州铁路职业技术学院苏丹（第7 章、第 8 章）任主编，由广州铁路职业技术学院龙雄辉（第 3 章、第 4 章）任副主编，参加本书编写的还有广州铁路职业技术学院刘灏霖（第 2 章）、邹伟全（第 5 章、附录 A、B、C）。其他很多同志对本书的编写提供了许多帮助，在此一并感谢。限于作者水平，不当之处在所难免，恳请读者多提宝贵意见。编 者 2009 年 1 月 I 目 录 第 1 章 绪论（1）1.1 数控仿真实训教学的思路（1）1.1.1 数控加工仿真技术简介（1）1.1.2 数控仿真软件的教学应用（2）1.2 数控仿真网络教学实训系统的组成（6）1.3 数控仿真网络教学实训系统的特点（7）习题 1（8）第 2 章 数控编程、加工基础知识（9）2.1 数控机床的坐标系（9）2.1.1 坐标系及工作台运动方向（9）2.1.2 绝对坐标和相对坐标（11）2.2 数控编程与工艺参数（11）2.2.1 编程的一般步骤（12）2.2.2 切削用量的选择原则（12）2.3 数控加工工艺过程（16）2.3.1 数控机床加工工艺分析（16）2.3.2 数控加工工艺路线设计（18）2.4 刀具材料（20）2.4.1 数控机床对刀具的要求（20）2.4.2 数控机床对刀具材料的要求（20）2.4.3 刀具材料的种类（21）2.5 数控车床刀具（22）2.5.1 数控车床刀具类型（22）2.5.2 可转位刀片型号与 ISO 表示规则（22）2.5.3 可转位刀片型号的选用（25）2.6 数控铣床刀具（28）2.6.1 数控铣刀与工具系统（28）2.6.2 数控铣床刀具的选择（30）2.7 数控工艺分析实例（31）2.7.1 车削加工轴类零件（31）2.7.2 铣削平面凸轮零件（32）2.7.3 铣削三维曲面零件（33）2.8 数控车床基本指令（34）II 2.8.1 数控车床编程基础（34）2.8.2 F、S、T 指令功能、G 指令应用（35）2.8.3 刀尖圆弧半径补偿（49）2.9 数控铣床基本指令（50）2.9.1 数控铣床编程基础（51）2.9.2 数控铣床基本指令（51）习题 2（63）第 3 章 数控机床仿真软件（65）3.1 软件简介（65）3.2 软件安装（65）3.3 基本功能（68）3.3.1 项目文件（68）3.3.2 视图设置（69）3.3.3 系统管理（70）3.4 工件和机床（72）3.4.1 机床选择（72）3.4.2 工件的使用（73）3.4.3 刀具选择（76）3.4.4 车床基准确定（对刀）（78）3.4.5 铣床基准确定（对刀）（84）3.4.6 NC 程序错误及其处理（89）3.5 软件的教学功能（91）3.5.1 授课功能（91）3.5.2 操作回放功能（92）3.5.3 考试功能（92）习题 3（103）第 4 章 FANUC 0i 系统（104）4.1 机床基本操作（104）4.1.1 自动和手动加工方式（104）4.1.2 MDI 模式（106）4.1.3 轨迹模式（106）4.1.4 回零模式（106）4.2 数控程序处理（107）4.2.1 导入数控程序（107）4.2.2 数控程序管理（108）4.2.3 编辑程序（108）4.2.4 保存程序（109）4.3 参数设置（109）4.3.1 G54G59 参数设置（109）III 4.3.2 车床刀具补偿参数（110）4.3.3 铣床及加工中心刀具补偿参数（111）4.4 车床仿真（111）4.4.1 零件车削实例（112）4.4.2 仿真加工步骤（113）4.5 铣床仿真（118）4.5.1 零件铣削实例（118）4.5.2 仿真加工步骤（120）习题 4（125）第 5 章 SIEMENS 810D 数控系统仿真（127）5.1 机床操作（127）5.1.1 回零模式操作（127）5.1.2 自动模式/手动模式（128）5.1.3 MDI 模式（130）5.1.4 轨迹模式（130）5.2 数控程序处理（130）5.2.1 数控程序导入（130）5.2.2 数控程序管理（131）5.2.3 数控程序编辑（132）5.2.4 保存程序（133）5.3 参数设置（133）5.3.1 G54G57 参数设置（133）5.3.2 刀具参数设置（134）5.3.3 R 参数设置（136）5.3.4 输入设置参数（137）5.4 车床仿真（139）5.4.1 零件车削实例（139）5.4.2 仿真加工步骤（140）5.5 铣床仿真（146）5.5.1 零件铣削实例（146）5.5.2 仿真加工步骤（147）习题 5（153）第 6 章 华中数控系统仿真（155）6.1 机床基本操作（155）6.1.1 自动/手动/单步/连续模式（155）6.1.2 MDI 模式（157）6.1.3 轨迹模式（157）6.1.4 回零模式（157）6.2 数控程序处理（158）IV 6.2.1 导入数控程序（158）6.2.2 程序管理（159）6.2.3 程序编辑（159）6.3 参数设置（160）6.3.1 坐标系参数设置（160）6.3.2 车床刀具补偿参数设置及对刀（160）6.3.3 数控铣床及加工中心刀具补偿参数设置（162）6.4 车床仿真（163）6.4.1 车床仿真实例（163）6.4.2 仿真加工步骤（164）6.5 铣床仿真（171）6.5.1 零件铣削实例（171）6.5.2 仿真加工步骤（172）习题 6（178）第 7 章 数控车床仿真编程、加工实例（180）7.1 数控车床综合加工实例（180）7.1.1 零件加工工艺分析（180）7.1.2 编程与仿真操作（181）7.2 利用子程序编程与仿真加工（187）7.2.1 相关知识（187）7.2.2 加工工艺分析（188）7.2.3 数学计算（188）7.2.4 编程与仿真操作（188）7.3 公、英制螺纹的编程与仿真加工（194）7.3.1 相关知识（194）7.3.2 加工工艺分析（195）7.3.3 数学计算（196）7.3.4 编程与仿真操作（196）7.4 复杂零件的编程及仿真加工（202）7.4.1 相关知识（203）7.4.2 加工工艺分析（204）7.4.3 数学计算（204）7.4.4 编程与仿真操作（204）习题 7（211）第 8 章 数控铣床仿真编程、加工实例（213）8.1 子程序综合应用加工实例（213）8.1.1 零件加工工艺分析（213）8.1.2 编程与仿真操作（213）8.2 固定循环指令综合应用加工实例（219）V 8.2.1 相关知识（219）8.2.2 零件加工工艺分析（220）8.2.3 编程与仿真操作（220）8.3 刀具半径补偿功能的编程与仿真加工（227）8.3.1 相关知识（227）8.3.2 加工工艺分析（227）8.3.3 编程与仿真操作（228）8.4 二维复杂零