本书是数控加工自动编程丛书之一，以目前广泛使用的Cimatron E7.0版本为介绍对象。

全书共11章，主要介绍了3大部分内容：（1）Cimatron E7.0的草图、实体设计、曲线和曲面造型 等；（2）Cimatron E7.0的数控加工刀路、NC加工程序的产生；（3）常用数控铣床和加工中心的操作等。通过大量实例将Cimatron E7.0常用的基本指令和操作技巧贯穿在一起，突出了实用性和可操作性，并且每章最后附有适当的习题，另外提供了7道技工考证的实操题。在配套光盘中附有实例文件和形象生动的演示动画，以方便读者理解和掌握相关的知识和技能。

本书可作为大学、高职高专、中专、技校、职高数控技术应用专业、机械制造专业、模具设计与制造专业、计算机辅助设计与制造专业以及机电技术应用专业的教材，可作为各培训机构的考工培训教材，也可作为企业技术人员、相关专业师生的参考书。

前    言

本书是数控加工自动编程丛书之一，以目前广泛使用的Cimatron E7.0版本为介绍对象。

Cimatron E7.0是以色列Cimatron 公司推出的一套全新的非常优秀的全功能CAD/CAM/ PDM软件，由于凭借其先进的模具设计与NC加工功能，在全球模具行业得到了广泛的应用，是业界公认的最优秀的CAD/CAM软件之一，并成为模具CAD/CAM领域中事实上的领导者。Cimatron 软件在我国珠三角和长三角地区使用十分广泛，特别是在模具行业有很高的市场占有率。熟练掌握Cimatron 编程的工程师深受企业欢迎，并可以获得高薪。

Cimatron E7.0包括一套超强并易于使用的3D设计工具。该工具融合了曲线造型、曲面造型和实体设计，允许用户方便地处理获得的数据模型和进行产品的概念设计。Cimatron E7.0具有满足一般数控加工所需的各项功能，具有人性化、智能化的特点；还有刀路计算快、NC文件短等优点；同时其编程操作简单易用。针对制造过程，Cimatron E7.0支持具有高速铣削功能的2.5轴~5轴铣削加工，基于毛坯残留知识的加工和自动化加工模板，所有这些大大减少了数控编程和加工时间。Cimatron E7.0全面的NC解决方案包含一系列相对成熟的加工策略，为用户提供了高效率的加工。Cimatron E7.0让用户工作在一个集成的环境中，NC文档包含完整的CAD功能，一个交互式的NC向导条引导用户完成整个NC过程。

全书共11章，主要介绍Cimatron E7.0的草图、实体设计、曲线和曲面造型/数控加工刀路、NC加工程序的产生及常用数控铣床和加工中心的操作等。通过大量实例将Cimatron E7.0常用的基本指令和操作技巧贯穿在一起，突出了实用性和可操作性，并且每章后附有习题。在配套光盘中附有实例文件和形象生动的演示动画，以方便读者理解和掌握相关的知识。本书内容包括：

（1）数控加工概述。

（2）Cimatron E7.0概述。

（3）Cimatron E7.0草图。

（4）Cimatron E7.0实体设计。

（5）Cimatron E7.0曲线、曲面造型。

（6）Cimatron E7.0三维造型综合实例。

（7）CAM数控编程及加工工艺基础。

（8）Cimatron E7.0 NC编程概述与2.5轴加工。

（9）Cimatron E7.0 3轴加工刀路的产生。

（10）Cimatron E7.0数控加工综合实例。

（11）常见数控铣床和加工中心的操作。

本书可作为大学、高职高专、中专、技校、职高数控技术应用专业、机械制造专业、模具设计与制造专业、计算机辅助设计与制造专业以及机电技术应用专业的教材，可作为各培训机构的CAD/CAM软件、数控机床考工培训教材，也可作为企业技术人员、相关专业师生的参考书。

本书由吴明友编写，在编写过程中得到我妻子王玉萍的大力支持和帮助，她在书稿的文字校对和修改上付出了很多艰辛的劳动。

本书在编写过程中，参考引用了参考文献中的资料，在此对这些作者表示诚挚的感谢。

虽经反复推敲、校对，但因时间仓促，加上编者水平有限，书中难免存在不妥之处，敬请广大读者和同行谅解，并提出宝贵意见。编者联系方式：wumy20050101@163.com，出版社编辑邮箱：x_xcq@sina.com。

编    者   

目    录

第1章  数控加工概述 1

1.1  数控加工在机械制造业中的地位和作用 1

1.2  数控加工的特点 2

1.3  数控机床 3

1.3.1  数控机床的基本概念 3

1.3.2  数控机床的构成及基本工作原理 3

1.3.3  数控机床的分类 4

1.3.4  数控铣床 5

1.3.5  加工中心 9

1.4  数控加工编程的目的和方法 15

1.4.1  编程的目的 15

1.4.2  编程的方法 15

习题 16

第2章  Cimatron E7.0概述 17

2.1  Cimatron E7.0系统概述 17

2.1.1  Cimatron E7.0软件的功能模块 17

2.1.2  Cimatron E7.0软件的系统需求、安装、运行与汉化 19

2.2  Cimatron E7.0的文件操作和工作界面 22

2.2.1  Cimatron E7.0的文件操作 22

2.2.2  Cimatron E7.0的工作界面 25

2.3  Cimatron E7.0基本操作 27

2.3.1  鼠标的使用与快捷键 27

2.3.2  视图操作 28

2.3.3  人机交互的参数设置方式 32

2.3.4  物体选取 33

2.3.5  特征树与特征向导 35

2.3.6  矢量方向设置 38

2.4  基准 38

2.4.1  基准面 39

2.4.2  基准轴 40

2.4.3  坐标系 41

习题 43

第3章  Cimatron E7.0草图 44

3.1  草图概述 44

3.1.1  Cimatron E7.0使用草图的一般过程 44

3.1.2  进入草图环境 44

3.2  草图编辑工具 45

3.3  草图约束 55

3.3.1  几何约束 55

3.3.2  增加约束 55

3.3.3  尺寸约束 56

3.4  草图综合实例 57

3.4.1  草绘综合实例3-1 57

3.4.2  草绘综合实例3-2 58

3.4.3  草绘综合实例3-3 60

3.4.4  草绘综合实例3-4 62

习题 65

第4章  Cimatron E7.0实体设计 70

4.1  生成实体 71

4.1.1  新建实体 72

4.1.2  增加实体 80

4.1.3  删除实体 83

4.1.4  过渡与拔模 86

4.2  其他实体特征 97

4.2.1  打孔 97

4.2.2  比例缩放 98

4.2.3  抽壳 100

4.3  布尔运算 101

4.3.1  分割 101

4.3.2  融合 104

4.3.3  切除 104

4.4  编辑几何体 105

4.4.1  移动几何体 105

4.4.2  复制几何体 109

4.4.3  删除几何体 111

4.5  实体设计综合实例 111

4.5.1  实例4-1——Extrude、Revolve、Hole和Round的综合应用（万向

联轴器轴叉） 111

4.5.2  实例4-2——Drive、Extrude和Shell的综合应用（冷却片） 115

4.5.3  实例4-3——Extrude和Round的综合应用（发动机连杆） 118

4.5.4  实例4-4——Extrude和Round的综合应用（旋钮） 123

习题 131

第5章  Cimatron E7.0曲线、曲面造型 134

5.1  曲线、曲面概述 134

5.2  曲线绘制 136

5.2.1  组合曲线 136

5.2.2  简单曲线 138

5.2.3  曲面曲线 148

5.3  曲线编辑 152

5.3.1  延伸 152

5.3.2  投影 153

5.3.3  偏移 155

5.3.4  圆角过渡 155

5.3.5  文本 156

5.3.6  断开 158

5.3.7  裁剪 159

5.4  曲面造型 160

5.4.1  简单曲面 160

5.4.2  高级曲面 167

5.5  曲面编辑 183

5.5.1  曲面缝合、断开与裁剪 183

5.5.2  曲面修改 192

5.6  曲线、曲面造型综合实例 202

5.6.1  实例5-1——Inclined Plane、Copy Mirror、Composite、Bounded、

Stitch和Cut综合应用 202

5.6.2  实例5-2——Extrude、Sweep和Cut的综合应用 209

5.6.3  实例5-3——Extrude 、Line、Composite Curve、Bounded、

Stitch和Cut综合应用 213

5.6.4  实例5-4——Revolve、Skin、Composite、Sweep、Stitch、

Copy Mirror、Cut和Trim综合应用 220

5.6.5  实例5-5——Sweep、Mirror、Merge、Trim、Round和Thicken综合应用 225

习题 232

 

第6章  Cimatron E7.0三维造型综合实例 233

6.1  综合实例一 233

6.1.1  零件概述 233

6.1.2  零件造型步骤 234

6.2  综合实例二 241

6.2.1  零件概述 241

6.2.2  零件造型步骤 242

6.3  综合实例三 247

6.3.1  零件概述 247

6.3.2  零件造型步骤 248

6.4  综合实例四 260

6.4.1  零件概述 260

6.4.2  零件造型步骤 261

6.5  综合实例五 273

6.5.1  零件概述 273

6.5.2  零件造型步骤 273

6.6  综合实例六 285

6.6.1  零件概述 285

6.6.2  零件造型步骤 287

6.7  综合实例七 300

6.7.1  零件概述 300

6.7.2  零件1造型步骤 301

6.7.3  零件2造型步骤 310

习题 319

第7章  CAM数控编程及加工工艺基础 320

7.1  数控加工基础知识 320

7.1.1  数控加工原理 320

7.1.2  数控机床的坐标系 323

7.2  数控编程基础 326

7.2.1  数控指令 326

7.2.2  手工编程步骤 338

7.2.3  手工编程举例 339

7.3  数控加工工艺流程 345

7.3.1  数控加工工艺的特点及内容 345

7.3.2  工序的划分及加工刀具的选择 347

7.3.3  切削用量的确定和走刀路线的选择 352

7.3.4  对刀点的选择、高度安排与进/退刀控制方式 356

7.3.5  刀具补偿、铣削方式和冷却液的开关 359

7.3.6  拐角、轮廓控制与区域加工顺序 361

7.4  数控编程的误差控制 362

7.4.1  加工误差的概念 362

7.4.2  刀轨计算误差 363

7.4.3  残余高度的控制 363

7.5   高速加工编程概述 366

7.5.1  高速加工概述 366

7.5.2  高速加工工艺 371

7.5.3  高速加工编程要点 372

7.5.4  充分利用CAM软件的高速加工功能 374

习题 375

第8章  Cimatron E7.0 NC编程概述与2.5轴加工 376

8.1  Cimatron E7.0 NC编程的工作环境 376

8.1.1  进入编程加工窗口 376

8.1.2  工作模式 378

8.1.3  工作界面 380

8.2  Cimatron E7.0 NC编程的操作步骤 383

8.2.1  导入模型 383

8.2.2  定义刀具 385

8.2.3  创建刀路 386

8.2.4  创建零件 387

8.2.5  创建毛坯 388

8.2.6  创建程序 389

8.2.7  执行程序 394

8.2.8  仿真模拟 395

8.2.9  后置处理 396

8.3  Cimatron E7.0 NC编程的刀具设置 397

8.3.1  刀具类型与参数 397

8.3.2  刀具管理 400

8.3.3  加载刀具 402

8.4  Cimatron E7.0 程序管理器 404

8.5  2.5轴加工 407

8.5.1  2.5轴加工概述 407

8.5.2  2.5轴加工的加工对象选择 409

8.5.3  2.5轴加工刀路参数 413

8.5.4  机床参数 429

8.5.5  钻孔加工 432

8.6  刀路轨迹管理 438

8.6.1  刀路轨迹的移动与复制 438

8.6.2  刀路编辑器与加工模板应用 440

8.6.3  刀具路径检视与模拟切削 442

8.6.4  后处理与加工工艺报表 445

8.7  综合实例 448

8.7.1  实例8-1——心形凹模零件的2.5轴数控加工 448

8.7.2  实例8-2——花形凸模零件的2.5轴数控加工 462

习题 476

第9章  Cimatron E7.0 3轴加工刀路的产生 477

9.1  体积铣 477

9.1.1  体积铣概述 477

9.1.2  3D体积铣的刀路参数 480

9.1.3  新NC策略的刀路参数 491

9.2  曲面铣 496

9.2.1  曲面铣概述 496

9.2.2  曲面铣的刀路参数 500

9.3  局部精细加工与流线铣 507

9.3.1  局部精细加工 507

9.3.2  流线铣 513

9.4  综合实例 517

9.4.1  实例9-1——花形凹槽凸模的3轴数控加工 517

9.4.2  实例9-2——鼠标上盖凸模的3轴数控加工 527

9.4.3  手机上盖注塑模具型腔的3轴数控加工 546

习题 562

第10章  Cimatron E7.0数控加工综合实例 564

10.1  综合实例一 564

10.1.1  零件概述 564

10.1.2  数控加工刀路和NC程序的产生 566

10.2  综合实例二 578

10.2.1  零件概述 578

10.2.2  数控加工刀路和NC程序的产生 579

10.3  综合实例三 590

10.3.1  零件概述 590

10.3.2  数控加工刀路和NC程序的产生 592

10.4  综合实例四 603

10.4.1  零件概述 603

10.4.2  数控加工刀路和NC程序的产生 605

10.5  综合实例五 615

10.5.1  零件概述 615

10.5.2  零件正面数控加工刀路和NC程序的产生 617

10.5.3  零件反面数控加工刀路和NC程序的产生 626

10.6  综合实例六 634

10.6.1  零件概述 634

10.6.2  零件正面数控加工刀路和NC程序的产生 636

10.6.3  零件反面数控加工刀路和NC程序的产生 648

10.7  综合实例七 657

10.7.1  零件概述 657

10.7.2  零件1正面数控加工刀路和NC程序的产生 660

10.7.3  零件1反面数控加工刀路和NC程序的产生 670

10.7.4  零件2数控加工刀路和NC程序的产生 676

习题 686

第11章  常见数控铣床和加工中心的操作 687

11.1  FANUC 0i系统的数控铣床操作 687

11.1.1  FANUC 0i系统数控铣床操作面板 687

11.1.2  FANUC 0i系统数控铣床的基本操作 692

11.2  SIEMENS 802D的数控铣床操作 699

11.2.1  SIEMENS 802D系统数控铣床操作面板 699

11.2.2  SIEMENS 802D系统数控铣床的基本操作 705

11.3  SIEMENS 810D加工中心的操作 727

11.3.1  SIEMENS 810D系统加工中心TH5660A的功能、组成、特点

  和技术参数 727

11.3.2  SIEMENS 810D系统加工中心的操作面板 729

11.3.3  SIEMENS 810D系统加工中心的基本操作 736

习题 756

参考文献 757