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1、数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学数控工艺培训教程Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学1 1、CAD/CAMCAD/CAM技术的定义技术的定义 一、计算机辅助设计（一、计算机辅助设计（Computer Aided Computer Aided DesignDesign）与计算机辅助制造（）与计算机辅助制造（Computer Aided Computer Aided ManufacturingMa
2、nufacturing）的简称）的简称CAD/CAMCAD/CAM，是指计算机，是指计算机作为主要的技术手段，帮助人们处理各种信息，作为主要的技术手段，帮助人们处理各种信息，进行产品设计与制造。进行产品设计与制造。 它能够将彼此相对独立的传统设计与制造它能够将彼此相对独立的传统设计与制造工作，作为一个整体来考虑，实现信息处理的工作，作为一个整体来考虑，实现信息处理的CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学高度一体化。由于制造中所需的信息和数据高度一体化。由于制造中所需的信息和数据许多来自设计阶段，因此对制造和设计来说，许多来
3、自设计阶段，因此对制造和设计来说，这些数据和信息是共享的。将计算机辅助设这些数据和信息是共享的。将计算机辅助设计与制造作为一个整体来规划与开发，可以计与制造作为一个整体来规划与开发，可以取得明显的效益。而随着技术的进步，取得明显的效益。而随着技术的进步，CAD/CAMCAD/CAM的功能最终将融合为一体的功能最终将融合为一体 。二、二、CAD/CAMCAD/CAM技术的背景技术的背景 产生于产生于5050年代后期发达国家的航空和军年代后期发达国家的航空和军事工业中。事工业中。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 从从19
4、651965年年Lockheed Lockheed 飞机公司研制飞机公司研制CAD/CAMCAD/CAM系统开始，系统开始，CAD/CAMCAD/CAM技术的发展大致技术的发展大致经历了：经历了： 线框设计线框设计/ /加工加工 曲面造型设计曲面造型设计/ /加工加工 实体造型设计实体造型设计/ /加工加工 参数化设计参数化设计/ /加工等几个重要阶段加工等几个重要阶段 三、三、CAD/CAMCAD/CAM应用发展情况应用发展情况 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 CAD CAD软件：软件： Autodesk Aut
5、odesk 公司的公司的 AutoCAD MDT AutoCAD MDT Solidworks Solidworks 公司的公司的 SolidworksSolidworks IBM/CSC IBM/CSC 公司的公司的 Helix (Micro Helix (Micro 的三维产品的三维产品) ) 微机的突飞猛进发展，使在廉价的个人微机的突飞猛进发展，使在廉价的个人PCPC机上应用大型机上应用大型CAD/CAMCAD/CAM软件系统成为现实。软件系统成为现实。目前软件主要有：目前软件主要有： CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南
6、科技大学 CAD/CAM CAD/CAM软件：软件： 英国的英国的 EAGCAMEAGCAM PTC PTC 公司的公司的 Pro/E Pro/E EDS EDS公司的公司的 UGUG CAM CAM软件：软件： CNC CNC 公司的公司的 MasterCAM MasterCAM Cimatron Cimatron 公司的公司的 CimatronCimatronCAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 国产主要有华中理工大学的国产主要有华中理工大学的 CAD CAD “开目开目”软件。软件。 北航海尔软件公司的北航海尔软件
7、公司的CAXACAXA系列软件。系列软件。 CADCAD软件有：二维电子图版、三维电子图版、软件有：二维电子图版、三维电子图版、实体设计实体设计V2V2和和XPXP CAM CAM有：制造工程师有：制造工程师XPXP、V2V2和和XPXP、数控车、数控车、数控线切割等。数控线切割等。 其中其中CAXACAXA制造工程师有制造工程师有CAD/CAMCAD/CAM功能。功能。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学CAMCAM应用的主要流程有：应用的主要流程有：CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教
8、程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学2 2、CAD/CAMCAD/CAM的基本内容的基本内容 传统的生产流程，是根据市场需要进行产传统的生产流程，是根据市场需要进行产品的设计。产品的设计过程是通过创造、分析品的设计。产品的设计过程是通过创造、分析和综合以达到满足某特定功能要求的一种活动。和综合以达到满足某特定功能要求的一种活动。在上述设计和生产过程中，下列几方面的工作在上述设计和生产过程中，下列几方面的工作显得特别繁琐与复杂：显得特别繁琐与复杂： 1 1）工程数据处理：）工程数据处理：2 2）图形绘制：）图形绘制：3 3）数值计）数值计算。算。 利用计算机胜任上述工作。利用计算机胜任上述
9、工作。 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 CAD/CAMCAD/CAM一一体体化化系系统统是是建建立立在在计计算算机机系系统统上上，在在操操作作系系统统和和网网络络软软件件的的支支持持环环境境下下运运行行的的CAD/CAMCAD/CAM系系统统，建建立立数数据据库库和和档档案案库库，形形成成CAD/CAMCAD/CAM软软件件系系统统的的核核心心层层。通通过过接接口口程程序序，实实现现CAD/CAMCAD/CAM软软件件系系统统核核心心层层和和各各工工程应用系统之间通信、转换和交换。程应用系统之间通信、转换和交换。C
10、AD/CAMCAD/CAM系统的总体结构系统的总体结构CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 有三大主要模块：有三大主要模块：数值计算与处理数值计算与处理; ;交互绘图与图形的输入输出交互绘图与图形的输入输出:;:;存储和管理设计存储和管理设计制造信息工程数据库制造信息工程数据库; ; 有十二项主要功能有十二项主要功能: : CAD/CAMCAD/CAM系统的功能系统的功能 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 1 1）造型功能）造型功能 2) 2D
11、2) 2D和和3D3D图形的相互转换图形的相互转换 3) 3) 参数化设计参数化设计 4) 4) 三维几何模型的显示处理功能三维几何模型的显示处理功能 5) 5) 三维运动机构的分析和仿真功能三维运动机构的分析和仿真功能 6) 6) 物体质量特征计算功能物体质量特征计算功能 7) 7) 有限元分析有限元分析 8) 8) 优化功能优化功能 9) 9) 强大的图形处理功能强大的图形处理功能 10) 10) 先进的二次开发能力先进的二次开发能力 11) 11) 数控加工的功能数控加工的功能 12) 12) 数据处理与数据交换功能数据处理与数据交换功能CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概
12、论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学CAD/CAMCAD/CAM软软件件在在虚虚拟拟制制造造中中的的应应用用及及展展望望 1 1. . 虚拟制造技术的提出与特点虚拟制造技术的提出与特点 2.2.中中国国的的虚虚拟拟企企业业对对CAD/CAMCAD/CAM软软件件的的要要求求 虚虚拟拟制制造造技技术术实实际际上上是是一一种种软软技技术术。其其中中，产产品品建建模模，数数据据共共享享和和过过程程仿仿真真是是虚虚拟拟制制造造技技术术的的基基础础。CAD/CAMCAD/CAM软软件件是是实实现现产产品品设设计计，建建模和数据交换的重要工具。模和数据交换的重要工具。CAD/CAM
13、CAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 因因此此，任任何何虚虚拟拟制制造造技技术术为为目目标标的的CAD/CAMCAD/CAM软软 件件 应应 用用 有有 如如 下下 特特 点点 : :支持以特征参数化技术为基础的实体建模；支持以特征参数化技术为基础的实体建模；支持跨平台，多接口；支持跨平台，多接口；通用后置处理；通用后置处理；支持产品生产的模拟仿真；支持产品生产的模拟仿真；适合我国国情；适合我国国情；CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 一、一、 CAD/CAM
14、CAD/CAM硬件系统硬件系统 了了解解CAD/CAMCAD/CAM硬硬件件系系统统的的组组成成，掌掌握握计计算算机机硬件系统选择的基本原则。硬件系统选择的基本原则。3 CAD/CAM3 CAD/CAM软、硬件系统软、硬件系统 二、二、CAD/CAMCAD/CAM软件系统软件系统 CAD/CAMCAD/CAM软件包括有：二维软件包括有：二维CADCAD软件软件（AUTOCAD14AUTOCAD14等）、二维等）、二维CAD/CAMCAD/CAM一体化软件一体化软件（CAXACAXA的数控车等）、的数控车等）、CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程
15、西南科技大学西南科技大学三三 维维 CADCAD软软 件件 （ MDTMDT、 CAXA-V2CAXA-V2、 SolidworksSolidworks）三三维维CAD/CAMCAD/CAM一一体体化化软软件件（PRO/EPRO/E、CimatronCimatron、CAXA-XPCAXA-XP、UGUG） 1 1UG II CAD/CAMUG II CAD/CAM系统系统 该该软软件件不不仅仅具具有有复复杂杂造造型型和和数数控控加加工工功功能能，还还具具有有管管理理复复杂杂产产品品装装配配，进进行行多多种种设设计计方方案案的的对对比比分分析析和和优优化化等等功功能能。在在国国际际CAD/CA
16、M/CAECAD/CAM/CAE市市场场上上占占有有较较大大的的份份额额是是目目前前市市场场上上数数控控编编程程能能力力最最强强的的CAD/CAMCAD/CAM集集成系统之一。成系统之一。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 2 2Pro/EngineerPro/Engineer Pro/EngineerPro/Engineer开创了三维开创了三维CAD/CAMCAD/CAM参数化的先河。参数化的先河。可用于设计加工复杂的零件，还具有零件装配、机构可用于设计加工复杂的零件，还具有零件装配、机构仿真、有限元分析、逆向工程、
17、同步工程等功能。在仿真、有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。在国际国际CAD/CAM/CAECAD/CAM/CAE市场上占有较大的份额。市场上占有较大的份额。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 3 3CATIACATIA CATIACATIA是最早实现曲面造型的软件，它开创了是最早实现曲面造型的软件，它开创了三维设计的新时代，它的出现，首次实现了计算机三维设计的新时代，它的出现，首次实现了计算机完整描述产品零件的主要信息，使完整描述产品零件的主要信息，使CAMCAM技术的开发技术的开发有了现实的基础。有了现实的基础。 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学
18、 4.Mastercam 4.Mastercam MastercamMastercam是是基基于于PCPC平平台台上上的的CAD/CAMCAD/CAM软软件件，它它具具有有很很强强的的加加工工功功能能，尤尤其其在在对对复复杂杂曲曲面面自自动动生生成成加加工工代代码码方方面面，具具有有独独到到的的优优势势。该该软软件件被被认认为为是是一一个个图图形形交交互互式式CAMCAM数数控控编程系统。编程系统。 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 5 5CimatronCimatron Cimatron Cimatron 是功能非常强大的数控编程是功能非常强大的数控编程软件。软件。数控工
19、艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 6 6CAXACAXA制造工程师制造工程师 CAXACAXA制制造造工工程程师师是是具具有有卓卓越越工工艺艺性性的的数数控控编编程程软软件件。它它高高效效易易学学，为为数数控控加加工工行行业业提提供供了了从从造造型型、设设计计到到加加工工代代码码生生成成、加加工工仿仿真真、代代码码校校验验等等一一体体化化的的解解 决决 方方 案案 ， 是是 数数 控控 机机 床床 真真 正正 的的 “大大 脑脑 ”。 一天会编程、加工效率高、天天创效益；一天会编程、加工效率高、天天创效益； 两轴到五轴的数控加工、两轴到五轴的数控加工、NURBSNURBS自由
20、曲面造型自由曲面造型 ； 特征实体造型、知识加工特征实体造型、知识加工 、生成加工工序单、生成加工工序单 ； 加工工艺控制加工工艺控制 、加工轨迹仿真、加工轨迹仿真 。 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 几几何何造造型型是是一一种种技技术术，它它能能将将物物体体的的形形状状及及属属性性存存储储在在计计算算机机里里，表表示示该该物物体体的的三三维维几几何何模模型型。这这个个模模型型是是对对原原物物体体的的确确切切数数学学描描述述或或是是对对原原物物体体某某种种状状态态的的真真实实模模拟拟，并并为为各各种种不同的后续应用
21、提供信息。不同的后续应用提供信息。 在在CAD/CAMCAD/CAM一一体体化化中中有有内内部部几几何何造造型型和和外外部几何造型。两者实践上很难一致。部几何造型。两者实践上很难一致。一、几何造型概述一、几何造型概述4 4 几何造型与特征建模几何造型与特征建模CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学通通常常使使用用的的几几何何模模型型有有：线线模模型型、表表面面模模型型、实体模型。实体模型。二、实体造型介绍二、实体造型介绍 常常用用的的实实体体造造型型方方法法是是：扫扫描描变变换换法法、几几何何体体素素构构造造法法、边边界界
22、表表示示法法、分分割割表表示示法法、和和特征造型法（特征造型法（Feature ModelingFeature Modeling）。）。 在在CAD/CAMCAD/CAM系系统统中中引引入入特特征征概概念念，有有利利于于CAD/CAMCAD/CAM系系统统集集成成问问题题的的解解决决。也也是是CAD/CAMCAD/CAM造造型技术的发展方向。型技术的发展方向。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 由由于于CAD/CAMCAD/CAM软软件件较较多多，其其制制图图方方法法也也不不一样。一样。 CAXACAXA制制造造工工程
23、程师师XPXP（传传统统参参数数化化造造型型CADCAD），主主要要是是运运用用二二维维到到三三维维的的制制图图模模式式，即即先先制制作作二二维维草草图图，再再按按严严格格的的造造型型方方法法去去创创造造三三维维模模型型。这这种种方方法法需需要要设设计计人人员员对对软软件件比比较熟悉。较熟悉。 而而CAXACAXA三维实体设计三维实体设计XPXP（创新式协同设计（创新式协同设计CADCAD），运用的是最新的拖放式技术。），运用的是最新的拖放式技术。 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学传统参数化造型传统参数化造型CADC
24、AD系统与创新式协同设计系统与创新式协同设计CADCAD系统的比较系统的比较传统参数化造型CAD系统创新式协同设计CAD系统目标用户CAD专业人员一般工程背景设计人员操作界面不同的功能模块采用不同的操作环境设计、装配、渲染和动画等都集成在同一操作界面下接受程度不可预测，需要经过长期的训练和丰富的知识背景自觉可预测，只需最短的设计训练时间设计方法从二维草图开始进行三维造型在三维空间直接拖放式设计设计思维基于参数化的严格约束关系，修改不方便基于直接的设计思路并可以进行动态修改设计流程严格基于历史树，需要尺寸与参数不局限于历史树、尺寸与参数数据共享交换能力基于第三方接口或特征识别技术，不能对特征表面
25、直接修改本身具有转换能力，也可通过接口，具有直接特征修改能力CAD/CAMCAD/CAM系统概述系统概述 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学一、一、CAXA-XPCAXA-XP总体功能简介总体功能简介 CAXA CAXA制造工程师是基于实体的、制造工程师是基于实体的、windowswindows原创风格的原创风格的CAMCAM软件。软件。 采用国际流行的尖端技术采用国际流行的尖端技术-精确特征造精确特征造型，通过曲面与特征的完美结合，创造任意复型，通过曲面与特征的完美结合，创造任意复杂的三维造型，先进的基于实体的杂的三维造型，先进的基于实体的NCNC加工，强加工，强大的丰
26、富的轨迹生成和通用的后置处理。大的丰富的轨迹生成和通用的后置处理。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 5 CAXA-XP CAD/CAM5 CAXA-XP CAD/CAM编程软件编程软件数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 基于实体的特征造型，复杂形体，轻松基于实体的特征造型，复杂形体，轻松创造。创造。 基于实体的基于实体的NCNC加工，数控加工，高质高加工，数控加工，高质高量。量。 丰富流行的数据接口。如丰富流行的数据接口。如IGESIGES、DXFDXF、SATSAT、STTSTT、VRMLVRML、PARASOLIDPARASOLID等。等。 Win
27、dowsWindows界面操作。界面操作。 全面开放的全面开放的2D2D、3D3D、二次开发平台。、二次开发平台。 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学实体的特征生成过程：实体的特征生成过程： 先定义草图勾画平面先定义草图勾画平面-基准面。基准面。 然然后后用用各各种种线线生生成成功功能能生生成成草草图图，草草图图必必须是一个封闭的环。须是一个封闭的环。 再利用草图就可以生成特征了。再利用草图就可以生成特征了。 1 1、特征造型使用说明：、特征造型使用说明：二、二、CAXACAXAXPXP软件的使用说明软件的使用说明CA
28、D/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 后置处理，选择配置机床，生成后置处理，选择配置机床，生成G G代码。代码。 然后进行轨迹仿真。然后进行轨迹仿真。 构构造造毛毛坯坯，选选择择粗粗、精精加加工工方方法法，确确定定切切削削用量和加工参数，分别生成各自的刀具轨迹。用量和加工参数，分别生成各自的刀具轨迹。 2 2、加工使用说明：、加工使用说明：CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 caxa数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学3 3、CAX
29、ACAXAXPXP入门入门 软软件件坐坐标标和和机机床床工工件件坐坐标标；两两轴轴、两两轴轴半平面加工；三轴曲面加工；半平面加工；三轴曲面加工； 轮廓、区域和岛轮廓、区域和岛: : 轮廓是指一系列首尾相接的曲线的集合。轮廓是指一系列首尾相接的曲线的集合。区域是指由外轮廓和岛之间的部分，表示待区域是指由外轮廓和岛之间的部分，表示待加工的区域。外轮廓用来界定加工区域的外加工的区域。外轮廓用来界定加工区域的外部边界，岛用来屏蔽其内部不需加工或需保部边界，岛用来屏蔽其内部不需加工或需保护的部分。护的部分。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学
30、西南科技大学CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学刀具、刀具库设置及各参数说明：刀具、刀具库设置及各参数说明：数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 刀具轨迹及刀位点：刀具轨迹及刀位点： 切削用量（轨迹控制参数）：切削用量（轨迹控制参数）： 包包括括：主主轴轴转转速速、接接近近速速度度、进进给给速速度度、退退刀刀速速度度、行行间间连连接接速速度度、慢慢速速下下刀刀相相对对高高度度、安全高度、起止高度等。安全高度、起止高度等。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训
31、教程西南科技大学西南科技大学进退刀参数：进退刀参数： 有有垂垂直直、强强制制、圆圆弧弧、直直线线四四种种进进、退退刀刀方方式式。它它对对工工件件接接刀刀部部分分的的表表面面质质量量影影响响很很大大，应根据工件装夹情况进行合理选择。应根据工件装夹情况进行合理选择。数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学下刀方式：下刀方式： 不同于进退刀方式。不同于进退刀方式。 有有垂垂直直、螺螺旋旋、倾倾斜斜、渐渐切切等等四四种种方方式式。其其中中后后三三种种方方式式可可以以解解决决端端铣铣刀刀底底刃刃不不足足的的问问题。题。4 4、简单加工实例、简单加工实例 如加工一个椭圆外轮廓。如加工一个椭
32、圆外轮廓。 构构建建零零件件轮轮廓廓，选选择择“平平面面轮轮廓廓加加工工”，填填写写上上述述加加工工工工艺艺参参数数。确确定定后后提提示示出出现现：“选选择择加加工工轮轮廓廓和和加加工工方方向向”，选选择择后后提提示示出出现现：“拾拾取箭头方向取箭头方向”，选择内、外轮廓方向。，选择内、外轮廓方向。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学再再按按鼠鼠标标右右健健，得得到到加加工轨迹。工轨迹。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学5 5、各类加工方法：、各
33、类加工方法：主要有：主要有：平平面面轮轮廓廓加加工工、平平面面区区域域加加工工、曲曲面面轮轮廓廓加加工工、曲曲面面区区域域加加工工、参参数数线线加加工工、投投影影加加工工、限限制制线线加加工工、曲曲线线加加工工、粗粗加加工工、等等高高线线加加工工、等等高高线线补加工、知识加工等。补加工、知识加工等。6 6、轨迹编辑：、轨迹编辑： 轨迹编辑是对已经生成的刀具轨迹的刀轨迹编辑是对已经生成的刀具轨迹的刀位点或刀位行进行增加、删除、仿真等。位点或刀位行进行增加、删除、仿真等。 CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学 7 7、机机床床后后置置处处理理及及G G代代码码生生成成：后后置置处处理理系系统统是是开开放的，允许用户根据机床的不同进行设置。放的，允许用户根据机床的不同进行设置。CAD/CAMCAD/CAM编程软件概论编程软件概论 数控工艺培训教程数控工艺培训教程西南科技大学西南科技大学
