本书综合了数控工艺、数控编程和铣操作技术，以NX4 CAM为基础，系统地介绍了NX4 CAM模块的功能和使用方法。本书是编者结合多年的应用和实践经验写成，目的是培养具有现代先进制造技能的职业技术人才，满足中国制造业对职业技术人才的需要。

本书主要讲解了数控编程基础、NX CAM基础、铣加工常用选项、孔加工、平面铣加工（Planar Milling）、面铣加工（Face Milling）、型腔铣加工（Cavity Milling）、插铣加工（Plunge Milling）、等高轮廓铣加工（Z-Level Milling）、固定轴轮廓铣（Fixed Contour Milling）、车削加工和后置处理技术等内容。

在随书附带的光盘中，包含了各章相关实例的部件文件和视频文件，以帮助读者更好地掌握CAM技能。

本书内容翔实，通俗易懂，非常适合初学NX CAM的各类人员及编程人员。本书可作为机械、机电专业教材，也可供具有一定基础知识的人员自学参考。

前    言

随着我国制造业的发展，并逐步成为世界制造中心，越来越多的企业运用数控加工来增强竞争力，对数控编程与加工技能人才的需求量也随之越来越大，中国未来二至三年内，在汽车、机械、模具、3C电子电器等行业中将需要200万各种层次的数控技术人才。为了适应现代企业发展要求，培养具有创新意识、高超实践工程项目实施能力的设计与工艺工程师，我们组织黎明PLM实施项目成员和具有丰富生产实践经验的工程技术人员，共同编写此书，以满足广大读者和相关从业工程技术人员的需求。

全书共分12章，第1章主要讲解数控编程基础；第2章主要讲解NX CAM基础；第3章主要讲解NX CAM铣加工常用选项；第4章主要讲解点位加工；第5章主要讲解平面铣加工；第6章主要讲解面铣加工；第7章主要讲解型腔铣加工；第8章主要讲解插铣加工；第9章主要讲解等高轮廓铣加工；第10章主要讲解固定轴轮廓铣；第11章主要讲解数控车削加工；第12章主要讲解后置处理。

黎明公司有关工程技术人员在使用NX CAM实践中取得了宝贵的经验，本书是基于这些经验编写的，编者是实施项目成员和具有丰富应用实践经验的工程技术人员。本书作者在写作过程中参考了大量相关手册和资料，总结运用NX CAM数控加工编程的实际应用经验，使读者清晰了解学习NX CAM的思路和应用技巧，更重要的是使读者能借鉴成功运用UGS PLM Solutions软件实施数字化制造的经验。

本书的出版得到了黎明航发集团技术中心的关注与支持，具体由黎明航发集团技术中心杨胜群和辽丹学院计算中心李淑梅主编，最后由李海泳统稿，在本书的组织策划过程中廖有清老师提出了很多参考意见，并做了很多工作，在此，编写组对大家的支持和帮助表示衷心的感谢。

本书可作为机械、机电专业的教材，也可供具有一定基础知识的人员自学参考。

尽管本书是我们多年工作的总结，但也有不足之处，恳请广大读者批评指正，提出宝贵意见，以利我们今后改进。读者也可发E-mail至lihaiyong_1@163.com与编者交流探讨。

为方便读者学习，书中NX加工实例在随书配套光盘中，并配有实例操作的视频文件。

黎明航空发动机（集团）有限责任公司

（国家级企业研发中心  国家发动机科研生产基地）

目    录

第1章  数控编程基础 1

1.1  数控技术简介 1

1.1.1  数控技术 1

1.1.2  数控机床的特点 2

1.2  数控加工工艺简介 3

1.2.1  数控加工工艺的特点 3

1.2.2  数控加工工艺方案设计 4

1.2.3  零件数控加工工艺分析 6

1.2.4  加工阶段的划分 9

1.2.5  划分加工阶段的原因 10

1.2.6  数控加工工序规划 11

1.2.7  数控机床的选择 12

1.2.8  量具的选择 14

1.2.9  数控加工刀具的选择 14

1.2.10  夹具和装夹方式的选择 16

1.2.11  切削用量的选择 18

1.3  数控编程基础 20

1.3.1  数控程序编制方法 21

1.3.2  数控程序的特点 21

1.3.3  数控编程主要工作程序 22

1.3.4  数控编程的基本概念 25

1.4  数控铣加工编程基础 29

1.4.1  数控铣加工基础知识 29

1.4.2  数控铣加工程序的结构和常用代码 36

1.4.3  数控铣加工程序示例 38

1.5  数控车程序实际应用 41

1.5.1  数控车加工编程原理 41

1.5.2  数控车加工程序的结构和常用代码 45

1.5.3  数控铣加工程序示例 46

1.6  注意事项 48

 

第2章  NX CAM基础 49

2.1  NX CAM概述 49

2.1.1  CAM定义 49

2.1.2  CAM作用 49

2.1.3  NX CAM与NX CAD之间的关系 51

2.1.4  NX CAM应用领域 51

2.2  NX CAM加工类型 52

2.2.1  NX孔加工 52

2.2.2  NX车加工 53

2.2.3  NX铣加工 53

2.2.4  NX线切割加工 55

2.3  NX加工环境 55

2.3.1  NX加工环境介绍 55

2.3.2  NX加工环境对话框 56

2.4  NX CAM用户界面 57

2.4.1  菜单（Menu） 57

2.4.2  工具条（Toolbars） 58

2.4.3  弹出菜单 60

2.4.4  操作导航工具（ONT） 60

2.5  父参数组 63

2.5.1  程序顺序组 63

2.5.2  加工刀具组 64

2.5.3  加工几何组 70

2.5.4  加工方法组 73

2.6  Operation（操作） 77

2.6.1  概念 77

2.6.2  创建操作 79

2.6.3  操作对话框中重新选择或编辑对象 80

2.7  NX CAM加工过程 80

2.8  NX CAM对象管理 82

2.8.1  CAM变换对象 82

2.8.2  用户定制操作对话框（Customize Dialog） 83

2.8.3  定制加工模板 85

2.8.4  继承和升级列表（Inheritance List and Update List） 86

2.9  NX刀具路径管理 87

2.9.1  生成刀具路径 87

2.9.2  删除刀具路径 89

2.9.3  重显刀具路径 89

2.9.4  列出刀具路径信息 89

2.9.5  刀具路径的模拟 90

2.9.6  刀具路径的编辑 94

2.9.7  刀具路径过切检查 95

2.9.8  输出刀具位置源文件 96

2.9.9  用NX/Post后置处理 97

2.9.10  车间工艺文档Shop/Doc 97

第3章  NX CAM铣加工常用选项 99

3.1  Avoidance（避让几何） 99

3.2  Corner（拐角控制） 100

3.3  Feeds and Speeds（进给量和主轴转速） 102

3.4  Machine（机床控制） 103

3.4.1  Motion Output（刀具运动输出） 103

3.4.2  Cutter Compensation（刀具补偿） 104

3.5  Post Commands（后置处理命令） 105

3.5.1  Post Commands的插入方法 105

3.5.2  刀具路径开始处的后置处理命令 105

3.5.3  刀具路径结束的后置处理命令 107

3.5.4  刀具路径中间的后置处理命令 107

第4章  点位加工 108

4.1  点位加工介绍 108

4.2  点位加工操作步骤 109

4.3  点位加工几何体 109

4.3.1  加工位置几何（Holes） 109

4.3.2  零件表面（Part Surface） 111

4.3.3  底表面（Bottom Surface） 111

4.4  NX的各种固定循环 111

4.4.1  循环（Cycle） 111

4.4.2  循环参数组（Cycle Parameters Set） 111

4.4.3  循环参数（Cycle Parameters） 114

4.5  切削参数 116

4.5.1  最小安全距离（Minimum Clearance） 116

4.5.2  孔深度偏置量（Depth Offset） 116

4.5.3  用超尺寸刀具钻孔（Allow Oversize Tool） 116

4.5.4  设置刀具轴矢量 117

4.6  点位加工操作实例 118

第5章  平面铣加工 123

5.1  平面铣加工介绍 123

5.2  平面铣加工步骤 123

5.3  加工几何体 124

5.3.1  边界几何（Boundary Geometry） 124

5.3.2  边界几何对话框 126

5.3.3  边界创建（Create Boundary） 129

5.3.4  边界编辑（Edit Boundary） 131

5.4  切削方法（Cut Method） 133

5.4.1  往复式切削（Zig-Zag） 133

5.4.2  单向切削（Zig） 133

5.4.3  单向带轮廓铣（Zig With Contour） 133

5.4.4  仿形外轮廓（Follow Periphery） 134

5.4.5  仿形零件（Follow Part） 134

5.4.6  轮廓（Profile） 134

5.4.7  标准驱动（Standard Drive） 135

5.4.8  摆线（Trochoidal） 135

5.5  切削参数（Cut Parameters） 135

5.5.1  加工策略（Strategy） 136

5.5.2  内/外公差与加工余量 137

5.5.3  连接（Connections） 139

5.5.4  未切区（Uncut） 141

5.5.5  其他（More） 143

5.6  切削角度（Cut Angle） 143

5.7  切削步距（Stepover） 144

5.7.1  Constant 144

5.7.2  Tool Diameter 144

5.7.3  Scallop 145

5.7.4  Variable 145

5.8  切削深度（Cut Depth） 146

5.9  控制点（Control Point） 149

5.9.1  预钻进刀点（Pre-Drill Engage Points） 149

5.9.2  切削区域开始点（Cut Region Start Points） 150

5.10  进刀/退刀（Engage /Retract） 152

5.10.1  Engage /Retract对话框 153

5.10.2  自动进/退刀参数（Automatic）对话框 159

5.11  2D接触点轮廓加工（2D Contact Contour） 165

5.12  平面铣加工操作实例 166

第6章  Face Milling（面铣加工） 173

6.1  面铣加工介绍 173

6.2  面铣加工操作步骤 174

6.3  面铣加工几何体 174

6.3.1  零件几何体（Part Geometry） 174

6.3.2  表面几何体（Face Geometry） 174

6.3.3  检查几何体（Check Geometry） 175

6.3.4  切削区域几何体（Cut Area Geometry） 175

6.3.5  侧壁几何体（Wall Geometry） 175

6.4  切削方法 176

6.4.1  手动切削模式（Manual Cut） 177

6.4.2  Manual Cut对话框 178

6.5  切削参数 181

6.5.1  毛坯距离（Blank Distance） 181

6.5.2  底部精铣余量（Final Floor Stock） 181

6.5.3  每刀切削深度（Depth per Cut） 181

6.5.4  侧壁余量（Wall Stock） 182

6.5.5  附加路径（Additional Passes） 182

6.5.6  毛坯垂悬（Blank Overhang） 182

6.5.7  Tool Run－Off 183

6.5.8  Across Voids 184

6.6  面铣加工操作实例 185

第7章  Cavity Milling（型腔铣加工） 188

7.1  型腔铣加工介绍 188

7.2  型腔铣加工操作步骤 188

7.3  加工几何 189

7.3.1  零件几何（Part Geometry） 189

7.3.2  毛坯几何（Blank Geometry） 189

7.3.3  检查几何（Check Geometry） 190

7.3.4  切削区域（Cut Area） 190

7.3.5  修剪几何（Trim Geometry） 191

7.4  切削层（Cut Levels） 191

7.5  切削参数 194

7.5.1  零件底面余量（Part Floor Stock）和零件侧面余量

（Part Side Stock） 194

7.5.2  容错加工（Tolerant Machining） 194

7.5.3  底部切削处理（Undercut Handling） 195

7.5.4  由边沿修剪（Trim By） 196

7.5.5  过程工件（In Process Workpiece） 197

7.5.6  使用刀柄（Use Tool Holder） 199

7.5.7  最小材料厚度（Min Material Thickness） 199

7.6  型腔铣加工操作实例 199

第8章  Plunge Milling（插铣加工） 203

8.1  插铣加工介绍 203

8.2  插铣加工操作步骤 204

8.3  插铣层（Plunge Levels） 204

8.3.1  插铣层的对话框 204

8.3.2  切削区间类型（Range Type） 204

8.3.3  切削区间的编辑 204

8.3.4  测量（Measured From） 205

8.3.5  范围深度（Range Depth） 206

8.4  切削参数 206

8.4.1  切削方法（Cut Method） 206

8.4.2  Stepover 206

8.4.3  Step Ahead 206

8.4.4  Max Cut Width 206

8.4.5  控制点（Control Points） 207

8.4.6  进、退刀（Engage/Retract） 207

8.4.7  插铣刀具（Plunge Milling Tools） 207

8.5  插铣加工操作实例 208

第9章  等高轮廓铣加工（Z-Level Milling） 211

9.1  等高轮廓铣加工介绍 211

9.2  等高轮廓铣操作步骤 211

9.3  加工几何 212

9.4  操作参数 213

9.4.1  陡峭角度（Steep Angle） 213

9.4.2  融合距离（Merge Distance） 213

9.4.3  最小切削长度（Minimum Cut Length） 214

9.4.4  切削顺序（Cut Order） 214

9.4.5  删除边缘跟踪（Remove Edge Traces） 214

9.4.6  在边上延伸（Extend at Edges） 215

9.4.7  Save 2D IPW 215

9.4.8  层到层（Level to Level） 216

9.4.9  Cut Between Levels 217

9.5  等高轮廓铣加工操作实例 218

第10章  固定轴轮廓铣 （Fixed Contour Milling） 222

10.1  固定轴轮廓铣加工介绍 222

10.2  固定轴轮廓铣加工操作步骤 223

10.3  加工几何体 223

10.3.1  零件几何（Part Geometry） 223

10.3.2  检查几何（Check Geometry） 224

10.3.3  切削区域（Cut Area） 224

10.3.4  修剪几何（Trim） 224

10.4  驱动方法（Drive Method） 225

10.4.1  Boundary（边界）驱动 226

10.4.2  区域铣削（Area Milling） 236

10.4.3  清根切削（Flow Cut） 239

10.4.4  曲面区域（Surface Area） 247

10.4.5  曲线/点驱动（Curves/Points） 255

10.4.6  螺旋驱动（Spiral） 258

10.4.7  径向驱动（Radial Cut） 260

10.4.8  刀轨驱动（Tool Path） 263

10.4.9  刻字操作（Text） 264

10.5  切削（Cutting）参数 265

10.5.1  切削参数对话框 265

10.5.2  切削参数对话框的参数 266

10.6  3D接触输出（3D Contact Output） 283

10.7  非切削运动（Non-Cutting） 283

10.7.1  非切削运动对话框 285

10.7.2  非切削运动对话框的参数 286

10.8  投射矢量（Projection Vector） 302

10.9  操作实例 306

10.9.1  Boundary驱动操作实例 306

10.9.2  Area Milling驱动操作实例 309

10.9.3  Curve/Point驱动操作实例 311

10.9.4  Flow cut驱动操作实例 314

10.9.5  Surface Area驱动操作实例 317

10.9.6  Spiral驱动操作实例 320

10.9.7  Radial Cut驱动操作实例 321

10.9.8  Tool Path驱动操作实例 322

10.9.9  Text驱动操作实例 324

第11章  数控车削加工 327

11.1  数控车削加工介绍 327

11.2  车削加工几何体 328

11.2.1  车削坐标系（MCS-SPINDLE） 328

11.2.2  工件（WORKPIECE） 329

11.2.3  车削工件（TURNING_WORKPIECE） 329

11.2.4  车削零件（TURNING_PART） 330

11.2.5  切削区域约束（Containment） 330

11.2.6  避让几何（Avoidance） 333

11.3  车削加工刀具 336

11.3.1  刀片参数 336

11.3.2  定义轨迹点 338

11.4  粗车操作 339

11.4.1  走刀方式 340

11.4.2  走刀方向角 340

11.4.3  凹形区域加工方式 340

11.4.4  切削深度 342

11.4.5  光整表面 343

11.4.6  进刀与退刀方式 345

11.4.7  拐角加工方式 349

11.4.8  加工余量 350

11.4.9  切削速度与进给量 351

11.4.10  切削参数 351

11.5  车槽操作 354

11.6  精车操作 355

11.7  粗车操作实例 356

11.8  车槽加工实例 361

11.9  精车加工实例 363

第12章  后置处理 365

12.1  NX后置处理 365

12.2  NX/Post Builder介绍 367

12.3  NX/Post Builder创建后处理 367

12.4  NX/Post Builder参数定义 368

12.4.1  机床参数设置 368

12.4.2  程序和刀轨参数设置 369

12.4.3  NC数据定义 374

12.4.4  列表和输出控制（Output Settings） 377

12.4.5  文件预览 378

附录A  FANUC (0i-TA) 常用数控编程指令 380

A.1  准备功能指令（G功能） 380

A.2  辅助指令代码（M功能） 382

附录B  SIEMENS (840D) 常用数控编程指令 383

B.1  准备功能指令（G功能） 383

B.2  辅助指令代码（M功能） 385

附录C  UG CAM术语中英文对照表 386

参考文献 393