本书主要包括数控车床简介、数控车床编程的基本概念、循环指令编程、数控加工及程序的编制，内容的编排上，理论知识遵循深入浅出，突出数控车削加工技术的先进性和实用性。案例加工以项目形式进行设计，教学的过程体现工作过程。教材内容的选取选择了与企业非常接近的典型零件的加工项目，注重学生的岗位职业能力，充分体现了“以职业能力为主线，以岗位需求为依据”的教材开发理念。本书适合作为高等职业院校各相关专业双语教学使用，也可作为留学生教材，并可供相关工程技术人员使用。

为了全面贯彻国家《关于加快和扩大新时代教育对外开放的意见》,快速推进具有全球视野的高层次国际化人才教育,服务“一带一路”倡议,大力开展留学生的职业教育,本着以就业为导向,以企业岗位操作要领为依据,结合国家职业技能鉴定标准,我们编写了《数控车削编程与加工(中英双语版)》一书。

本书是在编者多年来一直从事双语教学、留学生教学,以及从事数控车削编程与加工教学、科研、生产工作经验的基础上编写的。理论知识遵循深入浅出,遵循知识点的前后衔接,突出数控车削加工技术的先进性和实用性。从系统的角度和学生的认知规律考虑教材内容的编排,使教学内容由浅入深,循序渐进,符合认知规律。

本书以企业广泛使用的发那科( FUNC) 系统数控车床为例进行讲解,共4章:第1 章数控车床简介,第2 章数控车床编程的基本概念,第3 章车削固定循环指令,第4 章数控加工及程序编制。从数控车床简介、编程的基本概念、特殊指令编程方法、典型产品程序编制、产品的加工与尺寸控制,以及附件的加工过程中重要安全防护措施,形成了一个完整系统的产品加工闭环和工程技术创新能力的培养链;加工案例的选取体现知识能力与应用能力相融合,从简单到复杂,从单一到综合,并通过项目教学体现能力发展与职业发展规律相适应、教学过程与工作过程相一致的教学体系和模式,既具有先进性,也具有可读性。同时本书在重要的知识点、技能点上,配有丰富的视频、微课、图片等资源,学习者可以通过扫描其中的二维码获取相关信息。

本书适合作为高等职业院校数控技术、模具设计与制造、机械制造及自动化、机电一体化技术等相关专业双语教学使用,也可作为留学生教材,并可供相关工程技术人员学习参考。本书由苏州市职业大学朱学超、刘旭任主编,张良、陈琪、田菲任副主编。编写分工:朱学超、张良编写了第1 章,刘旭、陈琪、田菲编写了第2 章,刘旭、张良、朱学超编写了第3 章,张良、陈琪、田菲编写了第4 章,附录由张良编写。全书由朱学超负责统筹定稿。

本书的编写,特别感谢苏州市职业大学陈洁、陆春元的支持,校企合作单位苏州圣保利机械制造有限公司为本书提供了典型产品案例,苏州戴尔菲精密机械科技有限公司兑松华高级工程师对本书编写提出宝贵意见,在此一并表示感谢。

由于编者水平有限,书中难免有不足之处,恳请广大读者和同仁提出宝贵意见。

编 者

2022 年6 月

Chapter 1 Introduction to the CNC Lathe 1
第1 章  数控车床简介 1
Chapter Objectives 1
学习目标 1
1.1 Background on the CNC Lathe 2
1.1 数控车床背景介绍 2
1.2 CNC Lathe Axes of Motion 9
1.2 数控车床坐标轴 9
1.3 Features of the Machine Control Unit (MCU) Lathe 10
1.3 数控车床的特点及控制单元 10
1.4 Basic Lathe Operations 21
1.4 数控车床的基本操作 21
1.5 Tooling for CNC Lathe Operations 25
1.5 数控车床刀具 25
1.6 Tool Speeds, Feeds, and Depth of Cut for Lathe Operations 28
1.6 数控车床的切削速度、进给量及切削深度 28
1.7 Feed Directions and Rake Angle for Lathe Operations 31
1.7 数控车床操作过程中的进给方向及前角 31
Chapter Summary 35
本章总结 35
Review Exercises 36
回顾练习 36
Chapter 2 Fundamental Concepts of CNC Lathe Programming 40
第2 章  数控车床编程的基本概念 40
Chapter Objectives 40
学习目标 40
2.1 Establishing Locations Via Cartesian Coordinates 42
2.1 通过笛卡儿法则建立坐标系 42
2.2 Types of Tool Positioning Modes 43
2.2 刀具定位方式 43
2.3 Reference Point, Machine Origin, Program Origin (Fanuc Controllers) 45
2.3 机床参考点、机床原点和编程原点(FANUC 控制器) 45
2.4 Methodizing of Operations for CNC Lathe 47
2.4 数控车床的操作方法 47
2.5 Setup Procedures for CNC Lathe 51
2.5 数控车床加工前的设置 51
2.6 Programming Language Format 57
2.6 程序格式 57
2.7 Important Preparatory Functions (G Codes) for Lathe 61
2.7 数控车床的重要准备功能代码(G 代码) 61
2.8 Important Miscellaneous Functions (M Codes) for Lathe 62
2.8 数控车床重要的辅助功能代码(M 代码) 62
2.9 Setting the Machining Origin 63
2.9 建立机床原点 63
2.10 Feed Rate (F Code) 65
2.10 进给功能(F 代码) 65
2.11 Spindle Speed (S Code) 66
2.11 主轴功能(S 代码) 66
  2.11.1 Spindle Speed With Constant Surface Speed Control 66
  2.11.1 主轴恒定线速度控制 66
  2.11.2 Spindle Speed With Clamp Speed and Constant Surface Speed Controls 67
  2.11.2 恒定线速度控制 67
2.12 Automatic Tool Changing 69
2.12 自动换刀功能 69
2.13 Tool Edge Programming 70
2.13 刀尖编程方式 70
2.14 Tool Nose Radius Compensation Programming 71
2.14 刀尖圆弧半径补偿编程方式 71
  2.14.1 Setting Up Tool Nose Radius Compensation 72
  2.14.1 设置刀具刀尖圆弧半径补偿 72
  2.14.2 Some Restrictions With Tool Nose Radius Compensation 73
  2.14.2 刀尖圆弧半径补偿的注意事项 73
  2.14.3 Tool Nose Radius Compensation Commands 74
  2.14.3 刀尖圆弧半径补偿指令 74
2.15 G Code 77
2.15 G 指令 77
  2.15.1 Linear Interpolation Commands 77
  2.15.1 直线插补指令 77
  2.15.2 Circular Interpolation Commands 79
  2.15.2 圆弧插补指令 79
  2.15.3 Grooving Commands 87
  2.15.3 切槽指令 87
2.16 Return to Reference Point Command 89
2.16 返回机床参考点指令 89
Chapter Summary 90
本章总结 90
Review Exercises 92
回顾练习 92
Chapter 3 Techniques and Fixed Cycles for CNC Lathe
Programming 98
第3 章  车削固定循环指令 98
Chapter Objectives 98
学习目标 98
3.1 Turning and Boring Cycle: G90 99
3.1 外圆车削和镗孔循环指令：G90 99
3.2 Facing Cycle G94 105
3.2 端面车削循环指令 G94 105
3.3 Multiple Repetitive Cycles: G70 TO G75 109
3.3 复合循环指令：G70 ~ G75 109
  3.3.1 Stock Removal in Turning and Boring Cycle:G71 109
  3.3.1 粗车及粗镗循环指令：G71 109
  3.3.2 Finish Turning and Boring Cycle: G70 111
  3.3.2 精车及精镗循环指令：G70 111
  3.3.3 Peck Drilling and Face Grooving Cycle: G74 122
  3.3.3 钻孔和端面切槽循环指令：G74 122
  3.3.4 Peck Cutoff and Grooving Cycle: G75 130
  3.3.4 切断和切槽循环指令：G75 130
3.4 Thread Cutting on CNC Lathes and Turning Centers 138
3.4 数控车床及车削中心中的螺纹加工 138
  3.4.1 Single-Pass Threading Cycle: G32 139
  3.4.1 单线螺纹循环指令：G32 139
  3.4.2 Multiple-Pass Threading Cycle: G92 144
  3.4.2 多线螺纹循环指令：G92 144
  3.4.3 Multiple Repetitive Threading Cycle: G76 147
  3.4.3 多重复合螺纹循环指令：G76 147
Chapter Summary 152
本章总结 152
Review Exercises 153
回顾练习 153
Chapter 4  CNC Machining and Programming 165
第4 章  数控加工及程序编制 165
Chapter Objectives 165
学习目标 165
4.1 Project 1 Program External Contour 166
4.1 项目1 外轮廓的数控编程 166
  4.1.1 Project Import 166
  4.1.1 项目导入 166
  4.1.2 Project Implementation 166
  4.1.2 项目实施 166
4.2 Project 2 Program a Simple Stepped Shaft 169
4.2 项目2 阶梯轴的数控编程 169
  4.2.1 Project Import 169
  4.2.1 项目导入 169
  4.2.2 Project Implementation 169
  4.2.2 项目实施 169
4.3 Project 3 Program a Complex Stepped Shaft 173
4.3 项目3 复杂阶梯轴数控编程 173
  4.3.1 Project Import 173
  4.3.1 项目导入 173
  4.3.2 Project Implementation 174
  4.3.2 项目实施 174
4.4 Project 4 Program a Shaft with Arcs 179
4.4 项目4 带圆弧轴的数控编程 179
  4.4.1 Project Import 179
  4.4.1 项目导入 179
  4.4.2 Project Implementation 179
  4.4.2 项目实施 179
4.5 Project 5 Program a Threaded Shaft 184
4.5 项目5 螺纹轴的数控编程 184
  4.5.1 Project Import 184
  4.5.1 项目导入 184
  4.5.2 Project Implementation 185
  4.5.2 项目实施 185
Appendix A Important Safety Precautions 191
附录 A 重要安全措施 191
Appendix B Summary of G Codes, M Codes and Auxiliary
Functions for Turning Operations 195
附录 B  数控车的 G 代码、M 代码和辅助变量汇总 195
Appendix C  Summary of Speeds and Feeds for Turning 202
附录 C  车削加工过程中的车削速度和进给量汇总 202
参考文献 204
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朱学超，苏州市职业大学

刘旭，苏州市职业大学

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本书以国际化制造业人才培养为目标, 通过中英文结合的方式介绍现代前沿的数控车削编程与加工技术。

本书共分4 章, 包括数控车床简介、数控车床编程的基本概念、车削固定循环指令、数控加工及程序编制。内容的编排上, 理论知识遵循深入浅出, 突出数控车削加工技术的先进性和实用性。案例加工以项目形式进行设计, 教学的过程体现工作过程。本书选择与企业非常接近的典型零件加工项目, 注重学生的岗位职业能力培养, 充分体现了“以职业能力为主线, 以岗位需求为依据” 的教材开发理念。

本书以英文为主, 中文作为概括及解释, 详略视内容的难易程度而定。文中配有大量插图,以利于提高记忆效果, 并减少对中文注释的依赖。同时本书在重要的知识点、技能点上, 配有丰富的视频、微课、图片等资源, 学习者可以通过扫描其中的二维码获取相关信息。

本书适合作为高等职业院校数控技术、模具设计与制造、机械制造及自动化、机电一体化技术等相关专业双语教学使用, 也可作为留学生用教材, 并可供相关工程技术人员学习参考。