数控加工手册（第4卷）

　　本手册结合航空航天、汽车工业等高端制造行业的应用需求，以数控机床和数控加工工艺为主线，系统整理和总结了数控加工相关的关键技术和方法、标准数据资料、典型工艺编程实例等内容，并将逐步采用多种数字媒体形式出版。本手册分为4卷，共8篇。第1卷包括第1篇数控加工常用资料（共3章）和第2篇数控机床（共20章）；第2卷包括第3篇数控刀具（共16章）和第4篇机床夹具、组合夹具与机床辅具（共20章）；第3卷包括第5篇数控加工工艺（共11章）和第6篇数控编程技术（共12章）；第4卷包括第7篇数控测量技术（共8章）和第8篇常用数控系统（共7章）。本手册汇集了国内数控行业与制造行业生产、科研、教学一线的几十位资深专家与学者的智慧，紧跟数控技术发展前沿，以先进翔实的技术内容结构、充实的经验图表实例和最新的国家、行业标准，体现了国内外数控技术发展的最新水平，具有较高的技术水平与实际应用价值，能够满足生产、教学、科研的广泛需求，可作为从事数控方面工作的广大技术人员、科研人员以及大中专院校师生的工具书。

　　张定华，博士生导师，教授，西北工业大学机电学院前院长，国家数控加工领域领军人物，现代设计与集成制造技术教育部重点实验室主任，航空宇航制造工程国家重点学科负责人。先后主持完成了8项国家、部委基金项目，18项重大、重点科研项目。并先后获国家科技进步二等奖2项、三等奖1项。张定华教授在叶轮叶片类零件五坐标数控加工技术方面取得了突出成就，突破了多轴数控加工中的多个理论难题，并在复杂多重约束区域加工和防干涉等方面取得国内领先、国际先进水平的成果；他主持研制的涡轮叶片精铸模具CAD/CAM系统，在国内首次实现了涡轮叶片、铸件、陶芯、电极、模具的设计制造和无缝集成，解决了铸件三维收缩计算、活块自动划分与开模仿真难题。在国内首台高性能航空动力装置预研中，主持解决了空心叶片测量造型和精铸模具制造难题，为国防建设做出了突出贡献，荣获国家科技进步二等奖。在新概念航空发动机的整体叶盘、大小叶片转子等关键零件制造方面，攻克了一系列的关键技术难题，在型号研制中应用并取得实质性重大突破，达到了国际先进水平。在国际上率先将平板探测器应用于高分辨率体积CT研制，获SPIE MI’99国际学术奖。

第7篇 数控测量技术
第1章 在机测量系统
1.1 在机测量系统概述
1.1.1 在机测量的概念
1.1.2 在机测量系统的组成
1.1.3 在机测量系统的工作原理
1.1.4 在机测量系统的功能
1.2 在机测量主要硬件设备
1.2.1 触发测头
1.2.2 无线电接收器
1.2.3 对刀仪
1.3 在机测量软件
1.3.1 在机测量软件的特征
1.3.2 常用商业在机测量软件
1.4 在机测量方法及步骤
1.4.1 在机测量使用方法及步骤
1.4.2 在机测量实施步骤
第2章 三坐标测量机
2.1 三坐标测量机概述
2.1.1 三坐标测量机定义
2.1.2 三坐标测量机分类
2.1.3 选用坐标测量机时应该考虑的因素
2.2 三坐标测量机的结构
2.2.1 标尺系统
2.2.2 导轨
2.2.3 驱动机构
2.2.4 直线步进电机
2.2.5 平衡部件
2.2.6 附件
2.2.7 三坐标测量机测头
2.3 三坐标测量机控制系统
2.3.1 控制系统的结构
2.3.2 空间坐标测量控制
2.3.3 测量进给控制
2.4 探测系统
2.4.1 测头
2.4.2 触发测头
2.4.3 扫描测头
2.4.4 光学测头
2.4.5 测头附件
2.4.6 分度测座
2.4.7 常用探测系统
2.5 坐标测量软件
2.5.1 坐标测量软件功能
2.5.2 选择测量软件需要考虑的要素
2.5.3 测量编程的几种模式
2.6 测头半径补偿
2.6.1 二维补偿技术
2.6.2 三维补偿技术
2.6.3 三维补偿的计算
2.7 坐标测量机测量路径规划
2.7.1 平面形状的规划路径的设计
2.7.2 自由曲面的测量规划技术
2.7.3 曲面测量区域划分规则
2.7.4 测量路径的生成方法分类
2.7.5 测量路径规划策略
2.7.6 常用曲面测量路径规划方法
2.8 三坐标测量机坐标系的建立
2.8.1 坐标系的建立
2.8.2 建立零件坐标系步骤
2.8.3 常用的工件坐标系建立方法
2.8.4 柱坐标与直角坐标系的关系
2.8.5 球坐标与直角坐标的关系
2.9 三坐标测量机误差补偿
2.9.1 三坐标误差补偿分类
2.9.2 误差补偿的步骤
2.1 0三坐标测量机误差的检定
2.1 0.1 几何单项误差的评定
2.1 0.2 测头及其附件的误差检测
2.1 1测量机的安装与维护
2.1 1.1 测量机安装地点的一般原则
2.1 1.2 测量机工作温度和工作湿度
2.1 1.3 测量机供气系统
2.1 1.4 电气要求
2.1 1.5 检定验收环境要求
2.1 1.6 测量机维护
2.1 2三坐标测量机的应用实例
2.1 2.1 曲面的测量
2.1 2.2 齿轮测量
2.1 2.3 螺纹的测量
2.1 2.4 叶片测量
2.1 2.5 叶盘测量
第3章 光 学 测 量
3.1 激光测量
3.1.1 激光干涉仪
3.1.2 激光跟踪测量仪
3.1.3 激光扫描仪
3.2 白光测量
3.2.1 摄影测量
3.2.2 白光干涉测量
3.2.3 三维白光扫描
3.3 CT测量
3.3.1 工业CT原理及组成
3.3.2 工业CT检测流程和软件系统
3.3.3 射线数字成像系统的类型
3.3.4 典型应用
3.4 典型光学测量产品
3.4.1 3D Camega产品
3.4.2 ATOS光学扫描仪
3.4.3 HDI白光三维扫描仪
3.4.4 海克斯康Optigo白光测量系统
3.4.5 CoreView系列软件
3.4.6 Optiv复合式影像测量系统
3.4.7 TESA 轴类零件光学测量仪
第4章 测量对象和测量方法
4.1 测量工具
4.2 测量方法
4.2.1 常见的测量
4.2.2 测量误差
4.2.3 验收
4.2.4 测量数值分析
4.2.5 测量标准
4.2.6 软件的使用
4.3 渗氮层检验
4.3.1 渗氮
4.3.2 侵蚀剂的选择
4.4 黏度测量
4.4.1 平氏黏度计
4.4.2 芬氏黏度计
4.4.3 乌氏黏度计
4.4.4 逆流黏度计
4.4.5 动能修正
4.5 硬度测量
4.6 直线度误差和平面度误差检测
第5章 常用量具量仪
5.1 千分尺
5.1.1 外径千分尺
5.1.2 内径千分尺
5.1.3 公法线千分尺
5.1.4 深度千分尺
5.1.5 杠杆千分尺
5.1.6 螺纹千分尺
5.2 塞尺与方形角尺
5.2.1 塞尺
5.2.2 方形角尺
5.3 电子数显卡尺
5.4 卡尺
5.4.1 游标、带表和数显齿厚卡尺
5.4.2 游标、带表和数显卡尺
5.4.3 游标、带表和数显万能角度尺
5.5 容栅数显标尺
5.6 量规
5.6.1 光滑极限量规
5.6.2 功能量规
5.6.3 圆锥量规
5.6.4 圆柱直齿渐开线花键量规
5.6.5 矩形花键量规
5.6.6 55°非密封螺纹量规
5.6.7 电子塞规
5.6.8 杠杆卡规
5.6.9 步距规
5.7 针规与量针
5.7.1 针规
5.7.2 螺纹测量用三针量针
5.7.3 量针
5.7.4 针规、三针校准规范
5.8 测量仪
5.8.1 齿轮齿距测量仪校准规范
5.8.2 杠杆齿轮比较仪
5.8.3 齿轮齿距测量仪
5.8.4 齿轮螺旋线测量仪
5.8.5 双啮仪
5.8.6 万能测齿仪
5.8.7 万能齿轮测量仪
5.8.8 齿轮螺旋线测量仪
5.8.9 万能渐开线检查仪
5.8.1 0杠杆齿轮比较仪
5.8.1 1扭簧比较仪
5.8.1 2机械式比较仪
5.8.1 3电感测微仪
5.8.1 4电子柱电感测微机
5.8.1 5数显电感测微仪
5.8.1 6齿轮单面啮合整体误差测量仪
5.8.1 7电子数显测高仪
5.8.1 8条式和框式水平仪
5.8.1 9电子水平仪
5.8.2 0直角尺检查仪
5.8.2 1圆度仪
5.8.2 2凸轮轴测量仪
5.8.2 3刀具预调测量仪
5.9 测量表
5.9.1 指示表
5.9.2 内径指示表
5.9.3 深度指示表
5.9.4 杠杆指示表
5.9.5 厚度指示表
5.9.6 电子数显指示表
5.9.7 曲轴量表
5.9.8 指示卡表
5.1 0比较样块
5.1 0.1 表面粗糙度比较样块
5.1 0.2 电火花、抛（丸）、喷砂、研磨、锉、抛光加工表面粗糙度比较样块
5.1 1样板
5.1 1.1 齿轮渐开线样板
5.1 1.2 齿轮螺旋线样板
5.1 1.3 螺纹样板
5.1 2气动测量头的技术条件
5.1 3岩石平板与铸铁平板
5.1 3.1 岩石平板
5.1 3.2 铸铁平板
5.1 4测量台架
5.1 5D型邵氏硬度计
5.1 6标准努氏硬度块
5.1 7科里奥利质量流量计
5.1 8双金属温度计
5.1 9非金属拉力压力和万能试验机
5.2 0量块
5.2 0.1 量块
5.2 0.2 角度量块
5.2 1正弦规
5.2 2正多面棱体
第6章 数控机床精度检验
6.1 数控车床精度检验
6.1.1 单柱和双柱立式车床精度检验（GB/T 23582.1 ―2009）
6.1.2 数控立式车床精度检验
6.1.3 数控立式卡盘车床精度检验
6.1.4 数控卧式车床性能试验规范
6.1.5 卧式车床几何精度检验
6.1.6 重型卧式车床精度检验（GB/T 23569－2009）
6.1.7 精密车床精度检验
6.1.8 简式数控卧式车床精度检验（GB/T 25659.1 ―2010）
6.1.9 数控小型排刀车床精度检验
6.1.1 0数控纵切自动车床精度检验
6.1.1 1仿形车床几何精度检验（JB/T 3849.2 ―2011）
6.1.1 2凸轮轴车床精度检验（JB/T 8769.1 ―2011 ）
6.1.1 3数控车床和车削中心检测条件：线性
和回转轴线的定位精度及重复定位精度检验
6.1.1 4数控车床和车削中心检验条件：热变形的评定
6.2 数控铣床精度检验
6.2.1 平面铣床精度检验（JB/T 3313.2 ―2011）
6.2.2 数控升降台卧式铣床精度检验（GB/T 21948.1 ―2008）
6.2.3 数控升降台立式铣床精度检验（GB/T 21948.2 ―2008）
6.2.4 数控床身铣床精度检验（JB/T 8329―GB/T 20958.1 ―2007）
6.2.5 数控立式升降台铣床精度检验（JB/T 9928.1 ―1999）
6.3 数控钻床精度检验
6.3.1 数控立式钻床精度检验（JB/T 8357.1 ―2008）
6.3.2 数控龙门移动多主轴钻床精度检验（GB/T 25663―2010）
6.3.3 钻削加工中心几何精度检验（JB/T 8648.1 ―2008）
6.4 数控镗床精度检验
6.4.1 坐标镗床精度检验（JB/T 2254.1 ―2011）
6.4.2 卧式铣镗床精度检验（GB/T 5289.3 ―2006）
6.4.3 数控仿形定梁龙门镗铣床精度检验（GB/T 25658.1 ―2010）
6.5 齿轮和螺纹加工机床精度检验
6.5.1 数控异型螺杆铣床精度检验（GB/T 21947―2008）
6.5.2 数控小型蜗杆铣床精度检验（GB/T 25660.1 ―2010）
6.5.3 数控弧齿锥齿轮铣齿机精度检验（GB/T 25662―2010）
6.5.4 数控滚齿机精度检验（GB/T 25380―2010）
6.5.5 数控扇形齿轮插齿机精度检验（GB/T 21945―2008）
6.5.6 数控剃齿机精度检验（GB/T 21946―2008）
6.6 数控磨床精度检验
6.6.1 无心外圆磨床精度检验（GB/T 4681―2007）
6.6.2 外圆磨床精度检验（GB/T 4685―2007）
6.6.3 内圆磨床精度检验（GB/T 4682―2007）
6.6.4 龙门导轨磨床精度检验（GB/T 5288―2007）
6.6.5 卡规磨床精度检验（JB/T 3870.1 ―1999）
6.6.6 万能工具磨床精度检验（JB/T 3875.2 ―1999）
6.7 组合机床和加工中心精度检验
6.7.1 加工中心检验条件：卧式和带附加主轴头机床的几何精度检验（水平Z轴）（JB/T 8771.1 ―1998）
6.7.2 加工中心检验条件：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验（GB/T 18400.4 ―2010）
6.7.3 精密加工中心检验条件：卧式和带附加主轴头机床几何精度检验（水平Z轴）（GB/T 20957.1 ―2007）
6.7.4 精密加工中心检验条件：线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验（GB/T 20957.4 ―2007）
第7章 齿轮和齿轮副测量
7.1 齿轮精度
7.2 齿轮精度的选用
第8章 滚动轴承测量
8.1 向心轴承公差
8.2 滚动轴承测量和检验的原则及方法
8.3 滚动轴承通用技术规则
8.4 推力轴承公差
8.5 仪器用精密轴承：公制系列轴承的外形尺寸、公差和特性
8.6 仪器用精密轴承：英制系列轴承的外形尺寸、公差和特性
8.7 滚轮滚针轴承外形尺寸和公差8.8 振动测量方法：具有圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承
8.9 振动测量方法：具有圆柱孔和圆柱外表面的调心滚子轴承和圆锥滚子轴承
8.1 0振动测量方法：具有圆柱孔和圆柱外表面的圆柱滚子轴承
8.1 1径向游隙的测量方法
8.1 2向心轴承定位槽尺寸和公差
8.1 3滚动轴承振动（速度）测量方法
8.1 4滚动轴承振动（加速度）测量方法
8.1 5滚动轴承零件表面粗糙度测量和评定方法
参考文献
第8篇
第1章 机械电气设备数控系统
1.1 开放式数控系统
1.1.1 术语和定义
1.1.2 ONC系统体系结构应用示例
1.1.3 基于现场总线的开放式数控系统硬件平台应用示例
1.1.4 可用于ONC的实时多任务操作系统――Linux
1.1.5 基于虚拟机原理的ONC系统的解决方案
1.1.6 ONC系统内部通信协议传输格式
1.2 总线接口与通信协议
1.2.1 术语和定义
1.2.2 基本要求
1.2.3 物理层
1.2.4 数据链路层
1.2.5 应用层
1.2.6 用户层行规
1.2.7 总线安全导则
1.2.8 数据类型定义
1.3 通用技术条件
1.3.1 术语和定义
1.3.2 技术要求
1.3.3 试验方法
1.3.4 检验规定
1.3.5 包装与储运
1.3.6 产品质量判定规则与检验项目
1.3.7 故障判断和计入原则
1.3.8 可靠性试验
1.3.9 数控系统功能型分类及定义
1.4 NCUC.Bus现场总线应用层协议
1.4.1 概述
1.4.2 协议规范
1.4.3 数据链路层报文格式和服务类型
1.4.4 总线连接的建立与管理
1.4.5 差错检测和恢复
1.4.6 服务
1.4.7 设备数据字典和标准设备模型
1.4.8 服务
1.5 对客户服务基本要求
1.5.1 概述
1.5.2 基本原则及内容
1.5.3 产品服务
1.5.4 随行文件的要求
1.5.5 产品质量保证文件
1.6 电火花加工机床数控系统可靠性
1.6.1 定义及术语
1.6.2 故障
1.6.3 试验样品及抽样
1.6.4 试验方案
1.6.5 试验条件
1.6.6 试验观测
1.6.7 故障检修及试验记录
1.6.8 数据处理
1.6.9 试验报.
1.6.1 0试验记录表格参考样式
1.6.1 1x2分布分位数表
第2章 Siemens数控系统
2.1 Sinumerik 840D数控系统
2.1.1 Sinumerik 840D数控系统性能
2.1.2 Sinumerik 840D数控系统硬件结构
2.1.3 Sinumerik 840D数控系统的软件结构
2.1.4 Sinumerik 840D数控系统操作面板
2.1.5 Sinumerik 840D数控系统屏幕划分
2.1.6 Sinumerik 840D数控系统开机步骤
2.1.7 Sinumerik 840D铣削编程
2.2 Sinumerik 810D数控系统
2.2.1 Sinumerik 810D数控系统性能
2.2.2 Sinumerik 810D数控系统硬件结构
2.3 Sinumerik 802D solution line数控系统
2.3.1 Sinumerik 802D solution line数控系统性能
2.3.2 Sinumerik 802D solution line数控系统硬件结构
2.3.3 Sinumerik 802D solution line数控系统编程
2.4 Sinumerik 802C数控系统
2.4.1 Sinumerik 802C数控系统性能
2.4.2 Sinumerik 802C数控系统硬件结构
2.4.3 Sinumerik 802C数控系统编程
2.5 Sinumerik 802C base line数控系统
2.5.1 Sinumerik 802C base line数控系统性能
2.5.2 Sinumerik 802C base line数控系统操作面板
2.5.3 Sinumerik 802C base line数控系统模拟
2.5.4 Sinumerik 802C base line编程实例
第3章 FANUC数控系统
3.1 FANUC 16i/18i/21i系列数控系统
3.1.1 功能及特点
3.1.2 基本构成及连接
3.1.3 进给与主轴控制
3.2 FANUC 0i系列数控系统
3.2.1 主要功能及特点
3.2.2 基本构成
3.2.3 部件的连接
3.2.4 机床参数
3.2.5 FANUC 0i编程
3.3 FANUC 0系列数控系统
3.3.1 主要功能及特点
3.3.2 基本构成
3.3.3 控制单元的连接
3.3.4 伺服系统的基本配置
3.3.5 数字伺服有关参数的设定
3.4 FANUC 0系列NC操作系统
3.4.1 自动执行程序的操作
3.4.2 系统试运行和安全功能实现
3.4.3 零件程序的输入、编辑和存储
3.4.4 数据的显示和设定
3.5 FANUC 0系列NC编程系统
3.5.1 参考点和坐标系
3.5.2 插补功能
3.5.3 进给功能
3.5.4 辅助功能
3.5.5 程序结构
3.6 FANUC数控系统数控编程
3.6.1 数控车床编程实例
3.6.2 数控铣床及加工中心编程实例
第4章 FAGOR数控系统
4.1 FAGOR 8070数控系统
4.1.1 FAGOR 8070数控系统参数
4.1.2 FAGOR 8070数控系统硬件结构
4.1.3 FAGOR 8070数控系统操作方法
4.1.4 FAGOR 8070数控系统编程实例
4.2 FAGOR 8055数控系统
4.2.1 FAGOR 8055数控系统参数
4.2.2 FAGOR 8055数控系统硬件结构
4.2.3 FAGOR 8055数控系统操作方法
4.2.4 FAGOR 8055数控系统编程实例
4.3 FAGOR 8035数控系统
4.3.1 FAGOR 8035数控系统硬件结构
4.3.2 FAGOR 8035数控系统操作方法
4.3.3 FAGOR 8035数控系统编程实例
第5章 广州数控系统
5.1 钻、铣床数控系统
5.1.1 GSK 980MDc钻铣数控系统
5.1.2 GSK 990MA铣床数控系统
5.1.3 GSK 980MDa钻铣床数控系统
5.2 加工中心数控系统
5.2.1 GSK 983一体化系列数控系统
5.2.2 GSK 218M加工中心数控系统
5.2.3 GSK 218MC系列加工中心数控系统
5.2.4 GSK 25i铣床加工中心数控系统
5.3 车床数控系统
5.3.1 GSK 928TEⅡ车床数控系统
5.3.2 GSK 980TB2车床数控系统
5.3.3 GSK 980TA2车床数控系统
5.3.4 GSK 928TEa车床数控系统
5.3.5 GSK 98T车床数控系统
5.3.6 GSK 988T车床数控系统
5.3.7 GSK 980TDb车床数控系统
5.3.8 GSK 980TDc车床数控系统
5.3.9 GSK 981T车床数控系统
5.3.1 0GSK 928TCa车床数控系统
5.3.1 1GSK 980TA1车床数控系统
5.3.1 2GSK 928TC.2 车床数控系统
5.3.1 3GSK 928TC车床数控系统
5.3.1 4GSK 928TB车床数控系统
5.4 磨床数控系统
5.4.1 GSK 928GE外/内圆磨床数控系统
5.4.2 GSK 928GA平面磨床数控系统
第6章 华中世纪星数控系统
6.1 华中世纪星数控系统概述
6.1.1 华中世纪星数控系统简介
6.1.2 华中数控系统的功能特点
6.1.3 华中数控系统的开放性
6.2 世纪星HNC.2 1/ 22T车床数控系统
6.2.1 操作面板介绍
6.2.2 主轴功能、进给功能和刀具功能
6.2.3 手动操作
6.2.4 数据的设置
6.2.5 程序编辑、管理、运行
6.2.6 图形的显示
6.2.7 简单循环、复合循环
6.2.8 加工实例
6.3 世纪星HNC.2 1/22M铣床（加工中心）数控系统
6.3.1 操作面板介绍
6.3.2 开机、关机、急停、复位、回机床参考点、超程解除
6.3.3 手动操作
6.3.4 数据的设置
6.3.5 程序编辑、管理、运行
6.3.6 模拟显示
6.3.7 固定循环
6.3.8 加工实例
6.4 世纪星HNC.1 8i/18xp/19xp系列数控系统
6.4.1 系统功能描述
6.4.2 HNC.1 8iT/18xpT/19xpT车削系统
6.4.3 HNC.1 8xpM/19xpM铣削系统
第7章 三菱数控系统
7.1 三菱数控系统概述
7.1.1 三菱数控系统简介
7.1.2 三菱数控系统的功能特点
7.1.3 三菱数控系统的技术特点
7.2 M700V/M70V系列（L系）数控系统
7.2.1 操作面板介绍
7.2.2 最小指令单位
7.2.3 程序结构
7.2.4 位置指令
7.2.5 插补功能
7.2.6 进给功能及暂停
7.2.7 辅助功能
7.2.8 主轴及刀具功能
7.2.9 刀具偏置功能
7.2.1 0坐标系设定功能
7.3 M700V/M70V系列（M系）数控系统
7.3.1 坐标系与控制轴
7.3.2 最小指令单位
7.3.3 程序构成
7.3.4 位置指令
7.3.5 插补功能
7.3.6 进给功能
7.3.7 暂停
7.3.8 辅助功能
7.3.9 主轴与刀具功能
7.3.1 0刀具补偿功能
7.4 E60/E68系列（L系）数控系统
7.4.1 操作面板介绍
7.4.2 数据格式
7.4.3 输入指令单位
7.4.4 位置指令
7.4.5 插补功能
7.4.6 进给功能
7.4.7 辅助功能
7.4.8 主轴与刀具功能
7.4.9 刀具偏移功能
7.4.10 坐标系设定功能
参考文献
索引