本书是“数控加工自动编程丛书”之一，以目前广泛使用的SolidWorks 2006和Mastercam X版本为介绍对象。

本书共11章，主要介绍了4大部分内容：（1）SolidWorks 2006的草绘、实体特征、曲线与曲面；（2）3D造型；（3）Mastercam X的数控加工刀路、NC加工程序的产生；（4）常用数控铣床和加工中心的操作。通过大量实例将SolidWorks 2006、Mastercam X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，并且每章后附有大量习题，另外还提供了7道技工考证实操题。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知识。

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，也可作为各培训机构的考工培训教材，还可供企业技术人员、相关专业师生学习和参考。

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SolidWorks 2006和Mastercam X版本为介绍对象。

SolidWorks三维实体建模软件是美国SolidWorks公司的产品。自1993年PTC公司技术副总裁与CV公司副总裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出SolidWorks软件以来，SolidWorks软件已经历十多年的发展历程，版本不断更新，功能日益强大。SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，提供了强大的零件建模、装配建模、钣金建模、二维工程图、运动仿真和有限元分析等设计功能，并集成和兼容了所有Windows系统的卓越性能，具有出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。1997年，法国达索公司以3.1亿的高额市值将SolidWorks全资并购。并购后，SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks软件的三大特点。

Mastercam是美国CNC软件公司推出的基于PC机平台的CAD/CAM集成软件，自1984年问世以来，以其优良的性价比、常规的硬件要求、灵活的操作方式、稳定的运行效果、易学易用的操作方法等特点，成为国内外制造业最广泛采用的CAD/CAM集成软件之一，主要应用于机械、电子、汽车、航空等行业，特别是在模具制造业中应用尤其广泛。Mastercam X是Mastercam软件的最新版本，对软件的核心进行了重新设计，采用全新技术，并与Windows技术紧密地结合，使程序运行更流畅、设计更高效。它是一个真正的Windows应用程序，具有Windows的标准工作界面。在新版本Mastercam X中，Design（设计）、Mill（铣削加工）、Lathe（车削加工）、Router（激光线切割加工）4个功能模块被集成到一个平台中，操作更加方便。

全书共11章，主要介绍了3大部分内容：（1）SolidWorks 2006的草绘、实体特征、曲线与曲面；（2）3D造型；（3）Mastercam X的数控加工刀路、NC加工程序的产生；（4）常用数控铣床和加工中心的操作。通过大量实例将SolidWorks 2006、Mastercam X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，并且每章后附有大量习题，且有多个技工考证的实操题。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知识。本书内容包括：

（1）数控加工概述。

（2）SolidWorks 2006概述。

（3）SolidWorks 2006 草图。

（4）SolidWorks 2006实体特征建模。

（5）SolidWorks 2006曲线与曲面。

（6）SolidWorks 2006三维造型综合实例。

（7）CAM数控编程及加工工艺基础。

（8）Mastercam X 2D绘图与3D造型。

（9）Mastercam X数控加工刀路和NC程序。

（10）Mastercam X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，也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许多艰辛的劳动。

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原谅，并提出宝贵意见。编者联系方式：wumy20050101@163.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  数控机床的分类 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  SolidWorks 2006 概述 17

2.1  SolidWorks 2006简介 17

2.1.1  CAD技术概述 17

2.1.2  SolidWorks 2006软件的特点、新功能及特性 18

2.1.3  SolidWorks 的发展前景 22

2.2  SolidWorks 2006操作界面与文件管理 24

2.2.1  SolidWorks 2006操作界面介绍 24

2.2.2  SolidWorks 2006文件管理 26

2.3  SolidWorks 2006工作环境与操作 27

2.3.1  SolidWorks 2006工作环境介绍 27

2.3.2  SolidWorks 2006的环境设置 28

2.3.3  鼠标的操作 30

2.3.4  视图的定义和操作 30

2.3.5  设计树中的其他显示选项 31

2.4  SolidWorks 2006常用设计方法与技巧 32

2.5  SolidWorks 2006文件输入和输出 36

习题 39

 

第3章  SolidWorks 2006草图 40

3.1  SolidWorks 2006草图概述 40

3.1.1  SolidWorks 2006草图与AutoCAD绘图的区别 40

3.1.2  草图的功能及其绘制过程 41

3.1.3  SolidWorks 2006草图基准平面 41

3.1.4  草图环境设置 43

3.2  绘制草图 43

3.2.1  绘制草图的方法 43

3.2.2  绘制草图基本元素 46

3.2.3  智能引导系统 50

3.2.4  草图块 51

3.3  草图编辑 52

3.4  草图约束 55

3.4.1  几何约束 56

3.4.2  尺寸约束 57

3.5  优化草图 59

3.5.1  草图状态 60

3.5.2  草图合理规划 60

3.5.3  草图冲突及修改 61

3.6  草图综合应用实例 62

3.6.1  凸台截面 62

3.6.2  拨臂 65

3.6.3  挂轮架 68

习题 71

第4章  SolidWorks 2006实体特征建模 74

4.1  SolidWorks 2006特征概述 74

4.1.1  特征的分类 74

4.1.2  基准特征 76

4.2  基体特征 77

4.2.1  拉伸 77

4.2.2  旋转 78

4.2.3  扫描 79

4.2.4  放样 80

4.3  工程特征 81

4.3.1  圆角和倒角 82

4.3.2  钻孔、拔模、抽壳和筋 83

4.3.3  比例缩放、圆顶、特型、变形、压凹、弯曲、包覆 88

4.4  特征操作 94

4.4.1  阵列和镜像概述 94

4.4.2  阵列和镜像的创建 95

4.4.3  阵列的删除 102

4.5  实体特征建模综合应用实例 103

4.5.1  吊架 103

4.5.2  旋钮开关 107

4.5.3  连杆 112

习题 116

第5章   SolidWorks 2006曲线与曲面 119

5.1  曲线 119

5.1.1  样条曲线 120

5.1.2  3D草图 122

5.1.3  3D空间曲线 123

5.2  曲面 126

5.2.1  曲面特征 127

5.2.2  曲面控制 131

5.2.3  曲面与实体之间的转换 133

5.3  曲线与曲面综合应用实例 137

5.3.1  圆柱凸轮 137

5.3.2  保持架 140

习题 143

第6章  SolidWorks 2006三维造型综合实例 150

6.1  综合实例一 150

6.1.1  零件概述 150

6.1.2  零件造型步骤 150

6.2  综合实例二 155

6.2.1  零件概述 155

6.2.2  零件造型步骤 155

6.3  综合实例三 162

6.3.1  零件概述 162

6.3.2  零件造型步骤 163

6.4  综合实例四 168

6.4.1  零件概述 168

6.4.2  零件1造型步骤 169

6.4.3  零件2造型步骤 176

习题 180

第7章  CAM数控编程及加工工艺基础 183

7.1  数控加工基础知识 183

7.1.1  数控加工原理 183

7.1.2  数控机床的坐标系 186

7.2  数控编程基础 188

7.2.1  数控指令 188

7.2.2  手工编程步骤 200

7.2.3  手工编程举例 201

7.3  数控加工工艺流程 207

7.3.1  数控加工工艺的特点及内容 207

7.3.2  工序的划分及加工刀具的选择 209

7.3.3  切削用量的确定和走刀路线的选择 215

7.3.4  对刀点的选择、高度安排与进/退刀控制方式 219

7.3.5  刀具补偿、铣削方式和冷却液的开关 221

7.3.6  拐角、轮廓控制与区域加工顺序 223

7.4  数控编程的误差控制 225

7.4.1  加工误差的概念 225

7.4.2  刀轨计算误差 226

7.4.3  残余高度的控制 226

7.5   高速加工编程概述 229

7.5.1  高速加工概述 229

7.5.2  高速加工工艺 233

7.5.3  高速加工编程要点 234

7.5.4  充分利用CAM软件的高速加工功能 236

习题 237

第8章  Mastercam X 2D绘图与3D造型 238

8.1  Mastercam X概述 238

8.1.1  Mastercam X简介 238

8.1.2  Mastercam X的主要功能 238

8.1.3  Mastercam X的新特点 240

8.1.4  Mastercam X的软、硬件需求 241

8.2  Mastercam X的操作界面 241

8.2.1  Mastercam X的工作界面 241

8.2.2  Mastercam X的文件管理 244

8.2.3  Mastercam X的帮助 246

8.3  Mastercam X的系统配置和环境设置 246

8.3.1  Mastercam X的系统配置 247

8.3.2  Mastercam X的图素属性设置 253

8.3.3  Mastercam X的用户定制及其他设置 254

8.4  Mastercam X的造型基础 256

8.4.1  工具栏的打开与关闭 256

8.4.2  点的指定方法 256

8.4.3  选取方法 258

8.4.4  串连 261

8.4.5  视图和视口设置 263

8.4.6  设置构图平面、坐标系、视角及构图深度 263

8.5  Mastercam X的2D图形 266

8.5.1  2D图形绘制 266

8.5.2  2D图形编辑 279

8.6  Mastercam X的曲线和曲面 289

8.6.1  空间曲线概述 289

8.6.2  曲面概述 291

8.6.3  绘制基本三维曲面 292

8.6.4   创建曲面 295

8.6.5  曲面编辑 298

8.7  Mastercam X的3D实体造型 302

8.7.1  基本实体 302

8.7.2  由2D图形创建3D实体 303

8.7.3  由曲面生成实体 306

8.7.4  布尔运算 307

8.7.5  实体编辑 308

8.7.6  实体操作管理器 313

8.8  综合应用实例 314

8.8.1  二维（2D）绘图实例 314

8.8.2  三维（3D）造型综合实例 320

习题 329

第9章  Mastercam X数控加工刀路和NC程序 330

9.1  Mastercam X CAM加工基础 330

9.1.1  系统配置 330

9.1.2  机床设备类型、工件和材料设置 333

9.1.3  刀具管理 337

9.1.4  操作管理 345

9.1.5  串连管理 351

9.2  Mastercam X的2D铣削加工 354

9.2.1  外形铣削 355

9.2.2  孔加工 362

9.2.3  挖槽铣削加工 364

9.2.4  面铣削加工 371

9.2.5  全圆铣削和点铣削加工 372

9.2.6  雕刻加工 375

9.3  Mastercam X的3D曲面加工 376

9.3.1  3D曲面加工概述 376

9.3.2  3D曲面粗加工 379

9.3.3  3D曲面精加工 388

9.3.4  线框模型加工 394

9.4  Mastercam X的多轴加工简介 400

9.5  Mastercam X数控加工综合应用实例 408

9.5.1  二维加工综合实例——面铣削、外形铣削、挖槽和钻孔加工 408

9.5.2  曲面加工实例一——平行粗、精加工 413

9.5.3  曲面加工实例二——放射粗、精加工和投影精加工 417

9.5.4  曲面加工实例三——流线粗、精加工 422

9.5.5  曲面加工实例四——等高外形粗、精加工和浅平面精加工 426

9.5.6  曲面加工实例五——挖槽粗加工和残料清除、等高外形、

浅平面精加工 431

习题 438

第10章  Mastercam X数控加工综合实例 439

10.1  数控加工综合实例一 439

10.1.1  零件概述 439

10.1.2  CAD模型的导入 441

10.1.3  数控加工刀具路径和NC程序 442

10.2  数控加工综合实例二 449

10.2.1  零件概述 449

10.2.2  打开CAD模型的文件 451

10.2.3  数控加工刀具路径和NC程序 451

10.3  数控加工综合实例三 456

10.3.1  零件概述 456

10.3.2  零件正面数控加工刀具路径和NC程序 457

10.3.3  零件反面数控加工刀具路径和NC程序 465

10.4  数控加工综合实例四 467

10.4.1  零件概述 467

10.4.2  零件1正面数控加工刀具路径和NC程序 469

10.4.3  零件1反面数控加工刀具路径和NC程序 475

10.4.4  零件2数控加工刀具路径和NC程序 477

习题 483

第11章  常见数控铣床和加工中心的操作 484

11.1  FANUC 0i系统的数控铣床操作 484

11.1.1  FANUC 0i系统数控铣床操作面板 484

11.1.2  FANUC 0i系统数控铣床的基本操作 489

11.2  SIEMENS 802D的数控铣床操作 494

11.2.1  SIEMENS 802D系统数控铣床操作面板 494

11.2.2  SIEMENS 802D系统数控铣床的基本操作 498

11.3  SIEMENS 810D加工中心的操作 513

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

特点和技术参数 513

11.3.2  SIEMENS 810D系统加工中心的操作面板 515

11.3.3  SIEMENS 810D系统加工中心的基本操作 520

习题 537