本书重点叙述了金属切削加工基本知识、零件的工艺分析、工艺规程文件、典型零件（轴类、壳体类、盘盖类和叉架类）的数控加工工艺及CAM加工。金属切削加工基本知识，重点讲述切削运动、切削刀具、切削用量、切削层参数等；零件的工艺分析，重点讲述分析图样、选择毛坯、选择加工机床和加工方法、划分加工阶段和加工工序、定位与装夹、确定加工余量和加工路线等；工艺规程文件，重点介绍机械加工工艺规程和各种工艺规程文件、相关案例以及应用CAXA CAPP规划工艺规程文件等；典型零件的数控加工工艺及CAM加工，重点分析轴类、壳体类、盘盖类和叉架类零件的数控加工工艺及CAM加工（应用SIEMENS UG）。
本书遵循“理论联系实际，体现应用性、实用性、实践性和综合性，激发创新”的原则编写，可作为高等学校机械工程相关专业的教材，也可供相关企事业单位从事机械制造的工程技术人员参考。

前　　言
制造业是立国之本、强国之基、兴国之器。机床尤其是数控机床及其装备是制造业的工作母机，是衡量一个国家制造水平先进程度的主要标志之一。
当前，以物联网、大数据、人工智能、工业互联网为代表的新一代信息技术与制造业加速融合，促进了智能制造的发展。数控加工是智能制造的重要环节，数控加工工艺规划既是数控加工的前提和基础，又是机械工程相关专业核心课程的内容。数控加工工艺课程的主要教学目标是培养学生在使用数控机床加工零件过程中规划各种加工方案和工艺手段的能力。而传统教学模式单一、内容单调，导致学生数控加工工艺规划的能力不足以满足当前工业现场的需求。很多教师提出了相关的改进意见，并且付诸教学实践，但教学效果并不理想。
为了满足新经济发展对岗位的需求，培养学生的数控加工工艺规划能力，本书重构了“数控加工工艺学”的知识体系，在内容与风格上力求贴近专业，贴近实践，案例驱动，应用为主，同时体现现代信息技术的作用，体现现代教学改革的成果和先进的教育教学理念。
党的二十大报告指出：建设现代化产业体系。坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。工业和信息化部“十四五”规划把智能制造作为优先发展的战略方向，数控机床是制造过程的关键装备，工艺是制造的基础。本书融入了典型零件工艺规划的相关视频，重点突出典型零件工艺规划能力的掌握和提升，详细叙述数控加工工艺的基础和过程，根据工业现场常见零件的特征将零件的数控加工工艺分成四类，每一类选取一个案例（真实的工业零件），将“对象”教学理念贯穿始终，做到有“机”可谈，有用“武”之地，以期达到培养学生的工程实践能力、工程应用能力和工程创新能力的目的。本书文字简练，图文并茂，操作步骤明确，指示清楚，便于学生进行现场操作，有利于学生对实操技能的掌握和提升。
本书的主要特色为：
1）在阐述数控加工工艺基本概念的基础上，详细阐述轴类、壳体类、盘盖类和叉架类四种典型零件的数控加工工艺，具有鲜明的实用性特色。
2）重构了知识体系，加入了企业特色。在知识的安排顺序上，打破了大部分同类教材的知识结构，以突出工业实际应用及工程背景，淡化理论过程为原则。
3）介绍先进的信息技术手段。把工业软件的使用过程纳入到教材内容中，让学生学会利用现有的信息技术规划零件的工艺规程。例如，利用CAXA CAPP软件编制零件工艺规程文件；利用CAM软件（SIEMENS UG）规划零件的数控加工工艺，包括典型零件的数控刀轨动画、视频以及数控程序。
4）加大实践内容的篇幅，培养工程实践能力。采用企业真实案例，如轴类零件选取的是某型号电机轴，叉架类零件选取的是某密码锁的叉架轴，加大实践力度，并采用现代信息技术手段进行虚拟仿真实践。
本书由葛新锋任主编，负责统筹全书。本书由葛新锋编写第1～3章，秦涛编写第4、5章，张贝贝编写第6、7章，梁满营编写第8章。李瑞华编写第1～4章的拓展阅读，卢帅编写第5、6章的拓展阅读，李凌乐编写第7、8章的拓展阅读，臧立新编写了书中案例的数控加工程序。全书由河南农业大学刘存祥教授担任主审，刘教授在本书的编写过程中提出了许多宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢。在编写本书的过程中参考了许多兄弟院校的教案、教材，书中软件采用SIEMENS UG，在此表示感谢。
由于编者水平有限，书中疏漏和谬误在所难免，恳请读者不吝指教，以便进一步修改。
最后，希望学习者学习本书之后都能有所收获，能规划各种零件的数控加工工艺。

编　者

前言
第1章　数控加工概述 1
1.1　数控机床的概念及组成 1
1.1.1　数控设备和数控机床 1
1.1.2　数控机床的组成 2
1.1.3　数控机床加工零件的过程和
工艺处理 4
1.2　数控机床加工的特点及应用 5
1.2.1　数控机床加工的特点 5
1.2.2　数控加工的应用范围 5
1.2.3　常见的通用数控机床 6
1.3　数控加工工艺相关概念 10
1.3.1　基本概念 10
1.3.2　生产纲领和生产类型 12
1.3.3　数控加工工艺和数控加工工艺
过程 14
1.3.4　数控加工工艺特点 14
1.3.5　数控加工工艺主要内容 15
1.4　智能制造与数控加工 16
1.4.1　世界各国的智能制造计划 16
1.4.2　智能制造背景下机械制造行业的
挑战 19
1.4.3　智能制造背景下的数控机床
发展趋势 21
拓展阅读 26
第2章　金属切削加工基本知识 31
2.1　切削过程中的运动和形成的表面 31
2.1.1　切削过程中的运动 31
2.1.2　切削过程中形成的表面 32
2.2　金属切削刀具 33
2.2.1　常见的数控加工刀具种类 33
2.2.2　刀具的基本结构 35
2.2.3　刀具的基本角度 35
2.2.4　常用刀具材料 37
2.2.5　现代刀具系统介绍 41
2.2.6　数控加工刀具的选择 47
2.2.7　切削液的选择 48
2.3　切削用量与切削层参数 49
2.3.1　切削用量的确定 49
2.3.2　切削层参数 51
拓展阅读 52
第3章　零件的工艺分析 54
3.1　零件图的工艺分析 54
3.1.1　零件图的分析 55
3.1.2　结构工艺性分析 57
3.2　选择毛坯 61
3.2.1　常见的毛坯种类 61
3.2.2　毛坯选择的原则 61
3.2.3　毛坯形状与尺寸 62
3.3　选择加工机床和加工方法 63
3.3.1　选择加工机床 63
3.3.2　选择加工方法 64
3.4　划分加工阶段 66
3.4.1　加工阶段的划分 66
3.4.2　划分加工阶段的原因 66
3.5　划分加工工序 67
3.5.1　加工工序划分的方法 67
3.5.2　加工工序划分的原则 68
3.6　确定加工余量 69
3.6.1　工序间加工余量的选择原则 70
3.6.2　确定加工余量的方法 71
3.6.3　工序尺寸及其偏差的确定 71
3.7　定位与装夹 71
3.7.1　工件的定位 71
3.7.2　工件的夹紧 73
3.7.3　选择定位基准 74
3.7.4　数控机床常用夹具 78
3.8　确定数控加工路线 83
3.8.1　走刀轨线的确定 84
3.8.2　数控机床坐标系 85
拓展阅读 87
第4章　工艺规程文件 90
4.1　机械加工工艺规程 90
4.1.1　机械加工工艺规程的作用 90
4.1.2　工艺规程制订的原则 91
4.1.3　制订工艺规程的原始资料 91
4.1.4　制订工艺规程的步骤 92
4.1.5　影响数控加工工艺规划的
主要因素分析 92
4.1.6　各种工艺文件简介 93
4.1.7　工艺文件案例—滑动叉 96
4.2　CAXA CAPP工艺图表 101
4.2.1　软件的安装运行 101
4.2.2　工艺模板定制 105
4.2.3　工艺卡片填写 113
4.2.4　工艺附图的绘制 130
4.2.5　高级应用功能 133
拓展阅读 140
第5章　轴类零件的数控加工工艺 143
5.1　轴类零件的加工工艺分析 143
5.1.1　加工工艺分析 143
5.1.2　分析零件图 144
5.1.3　任务规划 144
5.2　加工工艺CAM操作 149
5.2.1　工序1 149
5.2.2　工序2 163
5.2.3　工序3 176
拓展阅读 184
第6章　壳体类零件的数控加工工艺 186
6.1　壳体类零件的加工工艺分析 186
6.1.1　加工工艺分析 186
6.1.2　加工方法和机床 187
6.1.3　任务规划 188
6.2　加工工艺CAM操作 193
6.2.1　工序1 193
6.2.2　工序2 209
拓展阅读 210
第7章　盘盖类零件的数控加工工艺 211
7.1　盘盖类零件的加工工艺分析 211
7.1.1　加工工艺分析 211
7.1.2　任务规划 212
7.2　加工工艺CAM操作 219
7.2.1　工序1 219
7.2.2　工序2 229
7.2.3　工序3 231
拓展阅读 235
第8章　叉架类零件的数控加工工艺 237
8.1　叉架类零件的加工工艺分析 237
8.1.1　加工工艺分析 237
8.1.2　任务规划 238
8.2　加工工艺CAM操作 243
8.2.1　工序1 243
8.2.2　工序2 297
拓展阅读 336
参考文献 338