CNC Programming Handbook pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Smid, Peter

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2007-11

价格:$ 84.69

装帧:

isbn号码:9780831133474

丛书系列:

图书标签:

• CNC编程
• 数控编程
• G代码
• M代码
• 铣削
• 车削
• 加工工艺
• 数控机床
• 工业制造
• 机械加工

机械制造的基石：现代数控加工技术精要 本书导言 在当今高精度、高效率的现代制造业领域，数控（NC）技术无疑是驱动生产力革命的核心动力之一。本书并非聚焦于特定编程语言或操作系统的手册式指导，而是旨在为读者构建一个全面、深入、且具备高度实践指导意义的数控加工技术知识体系。我们相信，深刻理解“为什么”和“如何做”背后的原理，远比单纯记忆代码指令更为重要。 本书将带领读者从宏观的制造理念出发，逐步深入到微观的工艺控制和优化层面，全面覆盖从零件设计、工艺规划到最终加工实现的全流程。它为机械工程专业学生、新入行的数控技术人员，乃至寻求技术升级的资深工艺师，提供了一幅清晰的现代数控加工全景图。 --- 第一部分：现代制造理念与数控基础重构 第一章：从传统到智能——制造范式的演变 本章探讨了工业革命以来，机械加工技术如何经历从手动、半自动到全自动的根本性转变。我们着重分析了数控技术如何成为实现“柔性制造系统”（FMS）和“智能工厂”的基石。讨论将围绕以下核心展开： 1. 效率的量化： 探讨加工时间、刀具路径效率、设备综合效率（OEE）的计算模型，强调如何通过技术升级实现生产力的指数级增长。 2. 质量的内涵： 深入解析尺寸精度、形位公差（GD&T）在数控环境下的实现挑战与保障措施。不仅仅是达到公差，而是如何系统性地控制误差源。 3. 信息流驱动制造： 讨论产品数据管理（PDM）、制造执行系统（MES）与数控机床之间的信息交互机制，为数字化车间打下理论基础。 第二章：机床几何与运动学基础 理解机床的“骨架”是掌握数控编程与操作的前提。本章将详细解析先进数控机床的结构特点，重点关注其运动学的复杂性。 1. 坐标系与参考点定义： 系统梳理绝对坐标系、相对坐标系、工件坐标系（G54-G59）以及机床坐标系之间的转换逻辑。重点剖析多工位、多工序中坐标系设定的最佳实践。 2. 先进轴系分析： 深入探讨五轴及以上复杂联动机构（如 H/B 轴、Y 轴等）的运动学模型，包括正解与反解的数学原理，以及由此带来的干涉风险判断。 3. 驱动系统与精度保证： 解析伺服驱动（直流/交流）、滚珠丝杠、直线导轨的工作原理，及其对最终加工精度的影响机制。讨论如何通过回差补偿、螺距误差补偿等手段，提升机床的静态与动态性能。 --- 第二部分：工艺规划与路径生成原理 第三章：面向数控的零件设计与工程图纸解读 数控加工的成功始于设计阶段的优化。本章聚焦于如何将工程图纸转化为可被机床理解的制造指令。 1. 公差与表面要求的映射： 探讨如何根据零件的几何特征（如深孔、窄槽、复杂曲面）合理分配公差带，并选择匹配的加工策略。 2. 特征识别与工艺拆解： 教授如何系统地将复杂零件分解为可加工特征（如孔、平面、凹槽、倒角等），并确定每一步工序的最佳加工顺序。 3. 装夹定位基准的确定： 详细论述“三坐标系”在实际装夹中的应用，分析一次装夹、多面加工的策略，强调基准一致性的重要性，避免因重复定位引入的累积误差。 第四章：先进切削理论与刀具选择的科学 刀具是实现切削的媒介，其性能直接决定了加工的效率和表面质量。 1. 切削参数的优化模型： 不仅是背诵推荐值，而是探讨切削速度、进给量、背吃刀量（APX）与刀具寿命、主轴功率、切屑控制之间的非线性关系。介绍基于材料硬度、刀具涂层、冷却方式的动态优化模型。 2. 刀具几何与材料科学： 详细分析不同类型的刀具（铣刀、车刀、钻头）的几何角度（前角、后角、主偏角）对材料去除率和刀具磨损的影响。深入探讨硬质合金、陶瓷、PCD 等先进刀具材料的适用场景。 3. 切削力与振动控制： 阐述切削过程中产生的力学行为，如何通过调整进给方向和切削策略（如等量铣削、偏置铣削）来降低峰值切削力，从而抑制颤振（Chirp/Vibration），保证加工稳定性。 --- 第三部分：高级加工策略与系统集成 第五章：曲面加工的数学表达与算法 对于航空航天、模具等行业，复杂曲面的高效、精确加工是核心挑战。 1. 曲面数学模型： 深入剖析 NURBS、Bezier 曲面在 CAD/CAM 系统中的数学基础，理解曲面法线向量的计算及其在刀具路径规划中的作用。 2. 刀具轴向控制（TCPC）： 详细解析五轴加工中刀尖点控制（Tool Center Point Control, TCPC）的原理，如何确保刀尖始终定位在目标曲面之上，并讨论其在不同机床结构（如万向头、旋转工作台）上的实现差异。 3. 路径插补与误差： 探讨 G01/G02/G03 指令如何将连续的曲线拟合成离散的直线段或圆弧段，分析插补频率与加工表面光洁度之间的关系，并介绍高精度数控系统如何处理微小段误差。 第六章：柔性制造单元与自动化集成 现代车间强调自动化和无人值守。本章聚焦于如何将数控机床融入更大的自动化体系。 1. 自动化上下料系统： 探讨机器人系统、自动化库存储（AS/RS）与机床之间的接口标准（如 OPC UA），以及如何通过视觉系统辅助定位和抓取。 2. 刀具管理与预调系统： 详细介绍刀具预调仪（Tool Presetter）的工作流程、数据传输协议，以及如何利用 RFID 或条形码技术实现刀具在机床和管理系统间的实时追踪。 3. 机床联网与远程诊断： 讨论数据采集（Daqing）在预测性维护（PdM）中的应用，如何通过监控主轴电流、温漂、振动信号来预判设备故障，实现远程故障诊断和参数微调。 --- 结语：面向未来的制造工程师 本书的最终目标是培养读者独立分析、解决复杂数控问题的能力。掌握这些原理，意味着您不仅能“写出”程序，更能“设计”出高效、可靠的制造过程。未来的制造将更加依赖于数据驱动的决策和高度集成的系统，本书所构建的坚实基础，将是您在这个领域持续进步的关键所在。

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