航空典型零件多轴数控编程技术

随着制造业的迅速发展，零件的复杂程度越来越高，加工质量的要求也越来越高，加工难度也越来越大。激烈的市场竞争要求产品研制的生产周期也越来越短，传统的加工设备和制造方法不能适应这种多样化、柔性化和复杂形状零件的高效率和高质量的加工要求。多轴数控加工技术，使这一难题得到有效的解决。同时，多轴数控加工技术在当今制造业中的比重也越来越大，并以其高效率和高精度等特点在航空航天等行业企业中得到了越来越广泛的运用。

本书通过6个航空典型零件以及2个入门级的普通零件，系统、全面地介绍了利用UG NX软件进行四轴加工编程、五轴加工编程的相关知识以及提供的18种刀轴和投影矢量使用方法，为以后适应相关工作岗位要求及能力奠定基础。本书在编写过程中重点考虑了以下几个方面。

1.教材案例体现了先进性和典型性

本书的6个航空典型零件由中国航发南方航空工业有限公司首席技能大师邓元山团队提供，并根据教学要求由编程团队进行教学化改造。教学案例来源于企业真实工件，从零件特点到编程方法再到编程技巧等方面体现了先进性和典型性。

2.教材形式新颖，并配套资源库

本书区别于传统的教材，所有的知识点都有相关的视频详解，所有的案例实施过程都有微课示范，并配套有电子课件、电子任务实施工作手册和电子拓展练习工作手册。同时在长沙航空职业技术学院飞行器制造专业教学资源库（微知库）教学平台上进行了多期的开课，丰富的教学资源、成熟的在线课程，方便教师开展“线上 线下”混合式教学，也有助于学习者自学。

3.教学设计体现了工作过程

本书编写过程充分体现了以企业真实工作过程为主线的编写形式，并站在学习者的角度进行教学设计、教材编写和资源开发。

4.“岗课赛证”一体化全流程设计

教材内容将企业典型工作岗位任务、技能竞赛项目、X证书有机融合，从零件分析、工艺编制、编程准备、模型处理、程序编制、编程验证、修改优化等过程一体化设计课程内容。

5.教材内容考虑全面性和实用性

本书以典型的航空零件为载体，对以UG NX软件工具的多轴编程的模型处理、编程方法选用、刀轴含义及适用特点，以及相关编程技巧等方面内容进行了系统、全面介绍。既可以作为多轴数控编程人员的入门教材，也可作为有一定多轴编程基础人员的提高教材。

6.优秀的教学团队

本书邀请了相关职业院校长期从事多轴编程加工的老师和具有丰富实践经验的航空企业专家，共同组建了实力雄厚的编写团队，在教材全面性、系统性、实践性等方面进行了大量的研讨。

参与编写的人员有：长沙航空职业技术学院邓中华、黄登红、吴云锋、吕勤云、陈洁、殷海眯、朱小姣，湖南财经工业职业技术学院高伟，湖南铁道职业技术学院张克昌，湖南电气职业技术学院谢维，中国航发南方工业有限公司邓元山，湖南云箭集团有限公司夏旺。全书由航空工业长沙五七一二飞机工业有限责任公司许爱军主审，邓中华统稿和定稿。

邓中华长期进行多轴加工编程的教学和研究，获得第八届全国数控技能大赛加工中心（五轴）项目一等奖，获得“全国技术能手”称号；黄登红长期进行机械制造方面的教学和研究，教授、湖南省芙蓉教学名师、长沙航空职业技术学院飞行器制造专业教学资源库主持人；邓元山是中国航发南方航空工业有限公司首席技能大师，多轴加工制造方面的技术专家。其他团队成员都有着丰富的机械制造方面的教学和研究经历。

本书配套数字化资源由课程团队共同开发。课程思政内容由获得全国高校思想政治理论课教学展示一等奖的朱小姣老师负责搜集、整理。在教材编写的过程中，还得到了湖南通用航空发动机有限公司黄茹大师、成都航空职业技术学院林盛老师的帮助和指导，在此向他们表示衷心的感谢。同时在本书的编写过程中，还参考了许多专家的研究成果和有关文献资料，在此也一并向他们表示衷心的感谢。

由于时间仓促、编者水平和经验有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。

编者

本书通过8个典型项目系统、全面介绍了利用UG NX软件进行四轴加工编程、五轴加工编程的相关知识，并提供了18种刀轴和投影矢量使用方法，为以后适应相关工作岗位要求及能力奠定基础。本书教学案例来源于企业，所有的案例实施过程都有微课示范。同时配套了电子课件、电子任务实施工作手册和电子拓展练习工作手册、任务案例模型源文件、拓展练习模型源文件、测试习题参考答案等丰富的数字资源。

本教材可作为职业院校飞行器、航空发动机等相关专业的教材，也可作为航空制造与维修企业相关工程技术人员的培训用书和参考书。

本书通过8个典型项目系统、全面介绍了利用UG NX软件进行四轴加工编程、五轴加工编程的相关知识，并提供了18种刀轴和投影矢量使用方法，为以后适应相关工作岗位要求及能力奠定基础。本书教学案例来源于企业，所有的案例实施过程都有微课示范。同时配套了电子课件、电子任务实施工作手册和电子拓展练习工作手册、任务案例模型源文件、拓展练习模型源文件、测试习题参考答案等丰富的数字资源。

本教材可作为职业院校飞行器、航空发动机等相关专业的教材，也可作为航空制造与维修企业相关工程技术人员的培训用书和参考书。

1. 
   

   邓中华，长沙航空职业技术学院，副教授， 全国技术能手、湖南省技术能手、湖南省“五一”劳动奖章获得者、加工中心高 级技师、长沙航空职业技术学院航空发动机制造技术专任教师。
   
      
   
   黄登红长期进行机械制造方面的教学和研究，教授、湖南省芙蓉教学名师、长沙航空职业技术学院飞行器制造专业教学资源库主持人。
   
       
   
   邓元山中国航发南方公司首席技能大师，多轴加工制造方面的技术专家。

   
   

    

   
   

模块一四轴加工编程

项目一圆柱凸轮的四轴加工编程   001

项目导入   001

圆柱凸轮项目设置目的   001

拟实现的教学目标   001

下达任务   002

知识准备   002

【知识点一】UG多轴编程常用驱动方法   002

【知识点二】UG四轴加工常用刀轴   002

【知识点三】UG四轴加工常用投影矢量   004

【知识点四】多重深度切削的设置   005

任务实施工作手册   007

一、任务描述   007

二、任务分析与实施   007

三、任务小结   011

拓展练习工作手册   013

一、任务描述   013

二、任务分析与实施   013

随堂测试   017

考核评价   018

项目二整体叶盘的四轴加工编程   019

项目导入   019

整体叶盘结构特点   019

拟实现的教学目标   019

下达任务   020

知识准备   020

【知识点一】曲面驱动方法   020

【知识点二】垂直或相对于部件刀轴   021

【知识点三】侧刃驱动体刀轴   022

【知识点四】侧刃驱动体的划线类型   023

任务实施工作手册   024

一、任务描述   024

二、任务分析与实施   024

三、任务小结   032

拓展练习工作手册   033

一、任务描述   033

二、任务分析与实施   033

随堂测试   037

考核评价   038

项目三涡轮叶片的四轴加工编程   039

项目导入   039

涡轮叶片结构特点   039

拟实现的教学目标   039

下达任务   040

知识准备   040

【知识点一】流线驱动方法   040

【知识点二】4 轴，垂直于部件或驱动体   042

【知识点三】4轴，相对于部件或驱动体   042

【知识点四】双4轴在部件或驱动体上   042

任务实施工作手册   044

一、任务描述   044

二、任务分析与实施   044

三、任务小结   048

拓展练习工作手册   051

一、任务描述   051

二、任务分析与实施   051

随堂测试   055

考核评价   056

模块二五轴加工编程

项目四六面槽体的五轴加工编程   057

项目导入   057

六面槽体项目设置目的   057

拟实现的教学目标   057

下达任务   058

知识准备   058

【知识点一】五轴定向加工原理   058

【知识点二】UG五轴定向加工刀轴   058

【知识点三】过程毛坯IPW（处理中的工件）   059

任务实施工作手册   061

一、任务描述   061

二、任务分析与实施   061

三、任务小结   065

拓展练习工作手册   067

一、任务描述   067

二、任务分析与实施   067

随堂测试   071

考核评价   072

项目五闭式涡轮的五轴加工编程   073

项目导入   073

闭式涡轮结构特点   073

拟实现的教学目标   073

下达任务   074

知识准备   074

【知识点一】插补矢量刀轴   074

【知识点二】插补角度至部件或驱动   075

【知识点三】相对于矢量刀轴   075

任务实施工作手册   076

一、任务描述   076

二、任务分析与实施   076

三、任务小结   080

拓展练习工作手册   081

一、任务描述   081

二、任务分析与实施   081

随堂测试   085

考核评价   086

项目六环形辐板的五轴加工编程   087

项目导入   087

环形辐板结构特点   087

拟实现的教学目标   087

下达任务   088

知识准备   088

【知识点一】垂直或相对于驱动体刀轴   088

【知识点二】圆柱面走刀形式与加工质量控制   089

任务实施工作手册   091

一、任务描述   091

二、任务分析与实施   091

三、任务小结   097

拓展练习工作手册   099

一、任务描述   099

二、任务分析与实施   099

随堂测试   103

考核评价   104

项目七离心叶轮的五轴加工编程   105

项目导入   105

离心叶轮结构特点   105

拟实现的教学目标   105

下达任务   106

知识准备   106

【知识点一】叶轮几何体   106

【知识点二】叶轮加工刀路延伸   108

任务实施工作手册   109

一、任务描述   109

二、任务分析与实施   109

三、任务小结   114

拓展练习工作手册   115

一、任务描述   115

二、任务分析与实施   115

随堂测试   119

考核评价   120

项目八整流风扇的五轴加工编程   121

项目导入   121

整流风扇结构特点   121

拟实现的教学目标   121

下达任务   122

知识准备   122

【知识点】远离、朝向点刀轴   122

任务实施工作手册   124

一、任务描述   124

二、任务分析与实施   124

三、任务小结   128

拓展练习工作手册   131

一、任务描述   131

二、任务分析与实施   131

随堂测试   135

考核评价   136

附录

参考文献

本书通过8个典型项目系统、全面介绍了利用UG NX软件进行四轴加工编程、五轴加工编程的相关知识，并提供了18种刀轴和投影矢量使用方法，为以后适应相关工作岗位要求及能力奠定基础。本书教学案例来源于企业，所有的案例实施过程都有微课示范。同时配套了电子课件、电子任务实施工作手册和电子拓展练习工作手册、任务案例模型源文件、拓展练习模型源文件、测试习题参考答案等丰富的数字资源。

本教材可作为职业院校飞行器、航空发动机等相关专业的教材，也可作为航空制造与维修企业相关工程技术人员的培训用书和参考书。

1. 邓中华，长沙航空职业技术学院，副教授， 全国技术能手、湖南省技术能手、湖南省“五一”劳动奖章获得者、加工中心高 级技师、长沙航空职业技术学院航空发动机制造技术专任教师。
   
      
   
   黄登红长期进行机械制造方面的教学和研究，教授、湖南省芙蓉教学名师、长沙航空职业技术学院飞行器制造专业教学资源库主持人。
   
       
   
   邓元山中国航发南方公司首席技能大师，多轴加工制造方面的技术专家。