前言

本书是作者近年来在研究高速加工和STEP-NC技术的基础上，结合科研成果，有选择地吸收国内外的最新研究，经整合而成的著作。

高速加工是当前机械工业先进制造技术方面研究和应用的热点之一。在军工、模具、发动机等方面有良好的应用前景。大型机械制造企业和高等院所等都在积极引进国内外高速加工设备，开展高速加工在薄壁件、复杂曲面和大型壳体方面的制造研究和应用。由于高速加工的机理不同于普通的机械加工和一般的数控加工，在某些方面有独特的优势，其机理目前尚未得到满意的解释，国内开展此方面的研究时间也不长，急需这方面的理论和技术指导。

本书从系统的观点出发，将当前的研究热点——高速加工（HSM），作为一个大系统来展开，而不是过于细节地描述某个方面，本书较全面地论述了高速加工的关键技术，以及如何从绿色制造的系统出发来选择高速加工设备，对高速数控加工的新技术进行了全面论述。此外，本书在ANSYS的基础上，对高速铣削有限元进行了分析计算，对高速铣刀几何参数的优化选择有积极的借鉴作用。

由于高速加工其主轴转速、进给速度和加速度都很快，这就使得高速加工编程策略与普通数控编程有所不同，本书探讨了将新的国际标准STEP-NC引入到高速加工中。

STEP-NC是国际标准化组织开发的新型数据接口（ISO 14649），将产品数据转换标准STEP扩展至CNC领域，重新定义了CAD/CAM与CNC之间的接口，要求CNC直接使用符合STEP标准（ISO 10303）的三维产品数据模型，加上工艺信息、刀具信息，直接产生数控程序，驱动机床进行数控加工。STEP-NC不再使用ISO 6983所定义的G、M格式，不是直接对刀具中心轨迹进行编程，而采用STEP-NC数控程序接口，根据零件的制造特征（如平面、孔、曲面、型腔等）进行程序规划和加工。

本书分析了STEP-NC与高速加工的关系，系统地探讨了STEP-NC的结构和特点，并针对符合ISO 14649的STEP-NC程序的生成，以及高速加工的编程策略进行了系统论述。由于STEP-NC是新的国际标准，将代替现行数控方面使用的G、M代码，目前市场上这方面的专业书籍不多，本书对此进行了积极探讨，以期起到抛砖引玉的作用。

本课题研究先后得到了两个科研基金项目支持：安徽省教育厅自然科学研究项目“高速切削及其CNC自动编程技术的研究”（2003KJ101）、江苏省高校自然科学研究项目：基于高速加工的STEP-NC系统研究（05KJB460027）。

感谢博士生导师桂贵生教授对我的教诲和理论指导，使我对该研究领域有了更加深刻的理解和认识，对课题的进展和本书的成文有很大的推动作用。

本书在撰写过程中，得到了王乾廷博士后、杜世昌博士、仓公林博士，许良元硕士、彭丹丹硕士、吕堃硕士等多位学友的技术支持和帮助。尤其是王乾廷博士后对本书稿进行了通读和修订；我的研究生王雅讲师和朱涛工程师也对本书的出版付出了劳动和技术协作；电子工业出版社也给予了大力支持，在此向他们表示衷心的感谢。

本书参考了国内外大量的技术文献资料，由于时间仓促，有些文献和资料的作者和单位未能一一列出，在此一并向他们表示衷心感谢。

高速加工的相关理论，以及STEP-NC数控技术正处在不断探讨和发展中，由于作者知识水平和研究试验背景有限，书中难免存在缺点和错误，恳请专家、学者和工程技术人员不吝赐教，给予批评指正。

何庆

2008年12月于北京交通大学