多工序数控加工

本书以培养应用型、技术型、创新型人才为目标，以职业能力为主线，以职业资格认证为基础，内容上充分体现职业技术和高技能人才培训的要求，紧扣初、中级数控加工岗位核心技能，详细讲解了多工序数控加工技能标准、安全文明生产、识读机械零件图纸、零件毛坯的选用、多工序数控机床、工件的定位夹紧与夹具设计、多工序数控加工刀具、切削冷却、多工序加工工艺、数控手工编程与校验、数控机床操作、机械零件检测、机床点检与维护保养等基础技能，以及曲面轮廓车削加工、螺纹轴加工、单面型腔铣削、多面铣削件加工、车铣复合工序加工等典型零件加工实训项目。
本书可作为普通高等院校、中高级职业院校、技工学校的数控技术、智能制造、模具设计、机电一体化等专业教学用书，也可作为技术培训基地、企业数控加工人员的学习参考用书。

近几年来，随着科技的飞速发展，“中国制造”也不断向“中国智造”加快转型。在“中国智造”发展的背景下，加工方式也发生着改变，多工序数控加工的概念应运而生。制造业不能仅局限在传统的加工方式上，单工序加工工种也不能满足现在的加工需要，各工序联合作业形成工序综合单元体符合目前的加工环境。“中国智造”的载体是机床，机床的现代化、数字化是智能制造的必备条件，所以多工序数控加工是未来机械加工的具体执行单元。同时，培养多工序加工技术人员已是迫在眉睫。本书正是在这样的背景之下，应时代之需求而编写。
本书以数控编程、机械制造与工艺设计、机床维修与保养、刀具选用等知识点为基础，结合企业实际生产案例，由数控技术应用专业领域技能大师、一线专业教师、企业工程师依据相关课程教学、培训和考证的要求，结合多年的实训教学经验，坚持课程改革创新，内容编写突出应用性和实践性。本书所引用的企业实际加工案例，确保先进性和权威性，并力争起到培养学生自主学习能力的作用。
本书由提升篇和高级篇两大部分组成，由简到难，由基础到专业，由理论到实践，力求将产学研相融合。其中提升篇共13章，高级篇共6章。提升篇主要介绍数控加工的基本知识，达到多工序加工的中级技能水平；高级篇主要以企业生产案例为依托，帮助学员提高多工序加工的能力，达到高级工水平。本书可作为普通高等院校、中高级职业院校、技术学校的数控技术、智能制造、模具设计、机电一体化等专业教学用书，也可作为技术培训基地、企业数控加工人员的学习参考用书。
本书由王传龙、周长武主编，赵亮亮、张会利、郜玲玲副主编，郝长城、王丽、吕明杰、孔令佩、邵冉冉、战忠秋、潘志恒、骆书芳、崔建波、王传奇、姜艳伟、刘运苏、贺琼义、史清卫、张世军参加编写。本书在编写过程中参考了一些技术资料和书刊，在此向各位作者致以衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中内容难免有不妥之处，敬请各位同行、专家和广大读者批评指正。

天津轻工职业技术学院、
天津市王传龙技能大师工作室
王传龙
2024年9月

提升篇
第1章多工序数控加工技能标准 001
1.1多工序数控加工 001
1.1.1多工序数控加工的定义 001
1.1.2多工序数控加工的特点 002
1.1.3多工序数控加工的分类 002
1.2多工序数控机床操作工的技能与知识要求 002
1.2.1职业技能等级划分 002
1.2.2职业技能等级知识要求 003
1.3知识与技能考核比重 005
1.3.1技能鉴定方式 005
1.3.2技能鉴定理论知识组成 005
1.3.3技能鉴定技能知识组成 006
1.4适用院校专业 006
1.5本书对标的职业标准 007

第2章安全文明生产 008
2.1职业健康安全 008
2.2机械加工及电器使用安全 009
2.2.1机械加工常用安全防护技术 009
2.2.2车削加工危险和防护 011
2.2.3铣削加工危险和防护 011
2.3机械设备常用安全标识 012
2.4数控车床安全操作规程 013
2.5加工中心/数控铣床安全操作规程 013
2.68s 生产规定及职业素养 014
2.6.1车间8s 生产规定 014
2.6.2职业素养 017

第3章识读机械零件图纸 018
3.1零部件描绘(零件图概述） 018
3.1.1徒手绘图的基本技法 018
3.1.2零件图草图画法示例 020
3.2零件图识读与分析 020
3.2.1零件图的内容 021
3.2.2零件图的标题栏识读 021
3.2.3零件图的尺寸分析 021
3.2.4零件图的形位公差分析 021
3.2.5零件图上的技术要求 022
3.3案例分析 023
3.3.1车削零件图分析 023
3.3.2铣削零件图分析 023

第4章零件毛坯的选用 025
4.1常用材料的切削加工性 025
4.1.1切削加工性的概念和指标 025
4.1.2影响切削加工的因素 026
4.1.3改善金属材料加工性的途径 029
4.1.4常见金属材料的切削加工性 029
4.1.5典型难加工材料的切削加工性 030
4.2毛坯的制造及选用原则031
4.2.1毛坯的制造方法 031
4.2.2毛坯种类的选择 033
4.2.3毛坯形状和尺寸的特殊处理 034
4.2.4常见零件毛坯形态及选用 034
4.3数控加工毛坯选择及余量计算 036
4.3.1车削毛坯加工工艺分析及加工性 036
4.3.2铣削毛坯加工工艺分析及加工性 037
4.3.3毛坯加工余量的计算 038

第5章多工序数控加工机床 040
5.1数控车床 040
5.1.1数控车削技术与数控车床概述 040
5.1.2数控车床的结构与组成 042
5.1.3数控车床的加工范围与特点 044
5.1.4数控车床技术参数（常用机床参数的选择） 045
5.1.5典型案例机床选择 047
5.2加工中心 048
5.2.1加工中心概述 048
5.2.2加工中心机床结构与组成 050
5.2.3加工中心加工范围与特点 052
5.2.4加工中心机床技术参数 054
5.2.5典型案例机床选择 056
5.3多工序数控机床组合 057
5.3.1数控车单元多工序布局 058
5.3.2加工中心单元多工序布局 058
5.3.3车铣复合单元多工序布局 059

第6章工件的定位夹紧与夹具设计 060
6.1夹具的基本概念 060
6.1.1夹具的定义及组成 060
6.1.2夹具的作用与分类 061
6.1.3常见的通用夹具 062
6.1.4工件在夹具中的加工误差 064
6.2工件在夹具中的定位与夹紧 065
6.2.1工件的安装、定位与调整 065
6.2.2工件定位方法与定位元件 067
6.2.3典型零件的定位、安装与找正 071
6.2.4工件在夹具中的夹紧 073
6.3专用夹具设计与应用（案例） 074
6.3.1简易专用夹具介绍 074
6.3.2数控车床夹具 074
6.3.3加工中心夹具 076

第7章多工序数控加工刀具 079
7.1数控车削刀具 079
7.1.1常用刀具 079
7.1.2刀具选择 081
7.1.3刀柄的选择 082
7.1.4刀具切削用量 082
7.2数控铣削刀具 083
7.2.1常用刀具 083
7.2.2刀具选择 084
7.2.3刀柄的选择 085
7.2.4刀具切削用量 085
7.3数控孔系加工刀具 087
7.3.1麻花钻 087
7.3.2定位钻 088
7.3.3可转位刀片快速钻 089
7.3.4深孔钻 090
7.3.5扩孔钻 091
7.3.6镗刀 092
7.3.7铰刀 093
7.4案例分析（刀具选择流程） 094
7.4.1案例1 094
7.4.2案例2 095

第8章切削冷却 097
8.1冷却分类 097
8.2冷却目的 098
8.3冷却方式 099
8.4案例分析 099

第9章多工序加工工艺 101
9.1加工工艺文件制定原则 101
9.1.1加工流程划定原则 101
9.1.2工序工步划分原则 102
9.2加工工艺文件制定内容 102
9.2.1工艺过程卡片 102
9.2.2工序卡片 103
9.2.3刀具卡片 104
9.2.4量具卡片（含测量夹具） 105
9.2.5程序卡片 105
9.3车削多工序加工工艺 106
9.3.1图纸分析 106
9.3.2工艺性分析 106
9.3.3确定工艺过程 107
9.3.4制定加工工艺方案 108
9.4铣削多工序加工工艺 113
9.4.1图纸分析 113
9.4.2工艺性分析 113
9.4.3确定工艺流程 114
9.4.4制定加工工艺方案 115
9.5复合多工序加工工艺 119
9.5.1图纸分析 119
9.5.2工艺性分析 119
9.5.3确定工艺流程 120
9.5.4制定加工工艺方案 121

第10章数控手工编程与校验 127
10.1数控加工编程概述 127
10.1.1数控机床与数控加工 127
10.1.2数控编程的步骤 128
10.1.3数控编程有关标准 128
10.1.4程序的结构与格式 129
10.2常用编程指令 130
10.2.1绝对值和增量值编程指令 131
10.2.2进给功能指令 131
10.2.3快速定位与插补功能指令 132
10.2.4常用辅助功能和其他功能 134
10.3数控车床手工编程基础 136
10.3.1数控车床的编程特点 136
10.3.2工件零点偏置与主轴转速功能 136
10.3.3刀具偏置与刀尖半径补偿 138
10.3.4外圆及端面切削循环 140
10.3.5螺纹切削循环 147
10.3.6典型数控车床编程实例 150
10.4加工中心手工编程基础 152
10.4.1加工中心的编程特点 152
10.4.2坐标系选择指令 152
10.4.3刀具半径补偿及长度偏置 155
10.4.4常用固定循环指令 156
10.4.5典型加工中心编程实例 159

第11章数控机床操作 161
11.1数控车床操作 161
11.1.1数控车削机床的准备 161
11.1.2数控车削刀具安装 162
11.1.3数控车削零件的装夹与找正 163
11.1.4数控车削机床的对刀操作 164
11.1.5数控车削参数设定 167
11.1.6数控车削加工流程 230 
11.1.7数控车削零件的检测、清理与精整 169
11.1.8加工结束 169
11.2加工中心操作 170
11.2.1加工中心机床准备 170
11.2.2加工中心刀具安装 170
11.2.3加工中心铣削零件的装夹与找正 171
11.2.4加工中心机床的对刀操作 172
11.2.5加工中心铣削参数设定 176
11.2.6加工中心铣削加工流程 176
11.2.7加工中心铣削零件的检测与精整 177
11.2.8加工结束 178

第12章机械零件检测 179
12.1常用量具 179
12.1.1游标卡尺 179
12.1.2千分尺 180
12.1.3百分表 181
12.1.4游标万能角度尺 182
12.2测量方法 183
12.3精度检测 184
12.3.1加工精度和表面质量的基本概念 184
12.3.2表面质量对零件使用性能的影响 185
12.3.3影响加工精度的因素及提高精度的主要措施 185
12.3.4影响表面粗糙度的工艺因素及改善措施 186
12.3.5形位误差的检测 186
12.3.6形位误差产生的原因及改善措施 187
12.3.7常见加工误差及解决方法 188

第13章机床点检与维护保养 189
13.1数控车床点检与维护 189
13.1.1数控车床点检 189
13.1.2数控车床日常维护保养 189
13.1.3数控车床常见故障诊断 192
13.2加工中心点检与维护 194
13.2.1加工中心机床点检 194
13.2.2加工中心机床日常维护保养 195
13.2.3加工中心常见故障诊断 196


高级篇
第14章项目1曲面轮廓车削加工 201
14.1任务描述 201
14.2任务准备 202
14.2.1图纸分析 202
14.2.2工艺流程 203
14.2.3毛坯选择 203
14.2.4机床选择 203
14.2.5刀具选择 204
14.2.6夹具选择 205
14.2.7切削液的选择 205
14.2.8考核与评价标准 205
14.3任务实施 206
14.3.1工艺方案编制 206
14.3.2加工程序编制 210
14.3.3工件车削加工 211
14.3.4自检内容及范围 221
14.3.5交件 222
14.3.6整理 222
14.3.7工件评价检测 222
14.3.8准备批量加工 222
14.4项目总结 222
14.4.1根据测量结果反馈加工策略 222
14.4.2分析项目过程总结经验 222

第15章项目2螺纹轴加工 223
15.1任务描述 223
15.2任务准备 224
15.2.1图纸分析 224
15.2.2工艺流程 225
15.2.3毛坯选择 225
15.2.4机床选择 226
15.2.5刀具选择 226
15.2.6夹具选择 227
15.2.7切削液的选择 227
15.2.8考核与评价标准 227
15.3任务实施 228
15.3.1工艺方案编制 228
15.3.2加工程序编制 232
15.3.3工件车削加工 233
15.3.4自检内容及范围 236
15.3.5交件 236
15.3.6整理 236
15.4项目总结 236
15.4.1根据测量结果反馈加工策略 236
15.4.2分析项目过程总结经验 236

第16章项目3单面型腔铣削 237
16.1任务描述 237
16.2任务准备 239
16.2.1图纸分析 239
16.2.2工艺流程 240
16.2.3毛坯选择 240
16.2.4机床选择 240
16.2.5刀具选择 241
16.2.6夹具选择 241
16.2.7切削液的选择 241
16.2.8考核与评价标准 241
16.3任务实施 242
16.3.1工艺方案编制 242
16.3.2加工程序编制 249
16.3.3工件铣削加工 252
16.3.4交件 259
16.3.5整理 259
16.3.6工件评价检测 259
16.3.7准备批量加工 259
16.4项目总结 260
16.4.1根据测量结果反馈加工策略 260
16.4.2分析项目过程总结经验 260

第17章项目4多面铣削件加工 262
17.1任务描述 262
17.2任务准备 264
17.2.1图纸分析 264
17.2.2工艺流程 265
17.2.3毛坯选择 265
17.2.4机床选择 265
17.2.5刀具选择 266
17.2.6夹具选择 267
17.2.7切削液的选择 268
17.2.8考核与评价标准 268
17.3任务实施 269
17.3.1工艺方案编制 269
17.3.2加工程序编制 276
17.3.3工件铣削加工 279
17.3.4交件 281
17.3.5整理 281
17.3.6工件评价检测 281
17.3.7准备批量加工 281
17.4项目总结 282
17.4.1根据测量结果反馈加工策略 282
17.4.2分析项目过程总结经验 282

第18章项目5车铣复合工序加工一 283
18.1任务描述 283
18.2任务准备 284
18.2.1图纸分析 284
18.2.2工艺流程 285
18.2.3毛坯选择 285
18.2.4机床选择 286
18.2.5刀具选择 286
18.2.6夹具选择 288
18.2.7切削液的选择 289
18.2.8考核与评价标准 290
18.3任务实施 290
18.3.1工艺方案编制 290
18.3.2加工程序编制 296
18.3.3工件车削加工 298
18.3.4工件铣削加工 300
18.3.5交件 301
18.3.6整理 301
18.3.7工件评价检测 301
18.3.8准备批量加工 302
18.4项目总结 302
18.4.1根据测量结果反馈加工策略 302
18.4.2分析项目过程总结经验 302

第19章项目6车铣复合工序加工二 303
19.1任务描述 303
19.2任务准备 305
19.2.1图纸分析 305
19.2.2工艺流程 306
19.2.3毛坯选择 306
19.2.4机床选择 306
19.2.5刀具选择 307
19.2.6夹具选择 308
19.2.7切削液的选择 309
19.2.8考核与评价标准 309
19.3任务实施 310
19.3.1工艺方案编制 310
19.3.2加工程序编制 316
19.3.3工件车削加工 317
19.3.4工件铣削加工 319
19.3.5交件 321
19.3.6整理 321
19.3.7工件评价检测 321
19.3.8准备批量加工 321
19.4项目总结 321
19.4.1根据测量结果反馈加工策略 321
19.4.2分析项目过程总结经验 321


附录 323

参考文献 327