目 錄
第1章 數(shù)控技術(shù)概述 1
1.1 機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念 1
1.2 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 2
1.2.1 數(shù)控機(jī)床的組成 2
1.2.2 數(shù)控機(jī)床的工作原理 4
1.3 數(shù)控機(jī)床的分類 5
1.3.1 按功能用途分類 5
1.3.2 按運(yùn)動(dòng)軌跡分類 6
1.3.3 按伺服系統(tǒng)的控制原理分類 7
1.3.4 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類 8
1.4 數(shù)控加工的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 9
1.4.1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 9
1.4.2 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 10
1.5 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì) 11
1.5.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況 11
1.5.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 12
思考題與習(xí)題 17
第2章 數(shù)控加工程序的編制 18
2.1 概述 18
2.2 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 20
2.2.1 數(shù)控加工零件的選擇 20
2.2.2 數(shù)控加工零件的工藝性分析 21
2.2.3 加工方法的選擇與加工方案
的確定 23
2.2.4 數(shù)控加工工序與工步的劃分 25
2.2.5 數(shù)控機(jī)床的刀具 26
2.2.6 數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì) 28
2.2.7 數(shù)控加工工藝文件的編制 34
2.3 數(shù)控程序編制基礎(chǔ) 35
2.3.1 數(shù)控編程的方法 35
2.3.2 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系 35
2.3.3 加工程序結(jié)構(gòu)與格式 39
2.4 程序編制中的數(shù)值計(jì)算 40
2.4.1 基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 40
2.4.2 非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 40
2.4.3 列表曲線型值點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 44
2.4.4 刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算 45
2.4.5 輔助計(jì)算 45
2.5 數(shù)控車削加工程序編制 46
2.5.1 數(shù)控車床編程特點(diǎn)與坐標(biāo)系 46
2.5.2 數(shù)控車床常用編程指令 47
2.5.3 螺紋加工指令G32、G92、
G76 54
2.5.4 車削固定循環(huán)功能 57
2.5.5 數(shù)控車削加工編程實(shí)例 61
2.6 數(shù)控銑削和加工中心加工
程序編制 64
2.6.1 數(shù)控銑床及加工中心編程
特點(diǎn)與坐標(biāo)系 64
2.6.2 數(shù)控銑床及加工中心常用
編程指令 67
2.6.3 數(shù)控銑床及加工中心固定
循環(huán)指令 72
2.6.4 數(shù)控銑床及加工中心編程
實(shí)例 80
2.7 自動(dòng)編程簡(jiǎn)介 85
2.7.1 概述 85
2.7.2 主要CAD/CAM系統(tǒng) 85
2.7.3 自動(dòng)編程實(shí)例 87
思考題與習(xí)題 93
第3章 數(shù)控插補(bǔ)原理與刀具補(bǔ)償原理 96
3.1 概述 96
3.1.1 基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ) 97
3.1.2 數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 97
3.2 基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ) 98
3.2.1 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ) 98
3.2.2 數(shù)字積分法插補(bǔ) 103
3.3 數(shù)字采樣插補(bǔ) 110
3.3.1 直線插補(bǔ) 110
3.3.2 圓弧插補(bǔ) 111
3.4 數(shù)控裝置進(jìn)給速度控制 114
3.4.1 進(jìn)給速度控制 114
3.4.2 加減速度控制 115
3.5 刀具補(bǔ)償原理 120
3.5.1 刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算 121
3.5.2 C功能刀具半徑補(bǔ)償計(jì)算 122
思考題與習(xí)題 124
第4章 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置 125
4.1 概述 125
4.1.1 CNC系統(tǒng)的組成 126
4.1.2 CNC系統(tǒng)的功能和
一般工作過(guò)程 126
4.2 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu) 130
4.2.1 單CPU系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 131
4.2.2 多CPU系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 132
4.2.3 開放式CNC系統(tǒng) 133
4.3 CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu) 138
4.3.1 CNC軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 139
4.3.2 CNC軟件結(jié)構(gòu)模式 142
4.4 可編程機(jī)床控制器PMC 147
4.4.1 PLC的概述 147
4.4.2 PLC在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用 152
思考題與習(xí)題 159
第5章 位置檢測(cè)裝置 160
5.1 概述 160
5.1.1 位置檢測(cè)裝置的作用及要求 160
5.1.2 位置檢測(cè)裝置的分類 161
5.2 光柵 162
5.2.1 光柵的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 162
5.2.2 光柵的工作原理 163
5.2.3 光柵位移-數(shù)字變換電路 164
5.3 脈沖編碼器 165
5.3.1 增量式脈沖編碼器 166
5.3.2 絕對(duì)值式脈沖編碼器 167
5.4 感應(yīng)同步器 168
5.4.1 感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)和
工作原理 168
5.4.2 感應(yīng)同步器的應(yīng)用 170

5.4.3 感應(yīng)同步器檢測(cè)裝
置的優(yōu)點(diǎn) 171
5.5 旋轉(zhuǎn)變壓器 171
5.5.1 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)和
工作原理 171
5.5.2 旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用 173
5.5.3 旋轉(zhuǎn)變壓器的主要參數(shù) 174
思考題與習(xí)題 174
第6章 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) 175
6.1 概述 175
6.1.1 伺服系統(tǒng)的概念 175
6.1.2 數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)
的要求 176
6.1.3 伺服系統(tǒng)的分類 178
6.1.4 伺服系統(tǒng)的發(fā)展 180
6.2 主軸伺服系統(tǒng) 182
6.2.1 基本要求 182
6.2.2 工作原理 183
6.2.3 主軸分段無(wú)級(jí)變速 185
6.2.4 主軸準(zhǔn)停 186
6.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng) 191
6.3.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成及其
工作原理 191
6.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性及選擇 194
6.3.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制線路 196
6.4 直流伺服電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng) 198
6.4.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)及工作特性 198
6.4.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)的速度控制
方法 202
6.5 交流伺服電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng) 206
6.5.1 交流伺服電動(dòng)機(jī)的分類及
特點(diǎn) 206
6.5.2 交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及
工作原理 207
6.5.3 交流伺服電動(dòng)機(jī)的主要
特性參數(shù) 209
6.5.4 交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 210

6.6 直線電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) 210
6.6.1 直線電動(dòng)機(jī)的工作原理 210
6.6.2 直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 211
6.6.3 直線電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 211
思考題與習(xí)題 212
第7章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 213
7.1 概述 214
7.1.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成 214
7.1.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 214
7.1.3 數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求 216
7.2 數(shù)控機(jī)床整體布局 217
7.2.1 數(shù)控車床的布局 218
7.2.2 數(shù)控銑床的布局 219
7.2.3 加工中心的布局 220
7.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 223
7.3.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的
要求 223
7.3.2 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的
類型 224
7.3.3 主軸部件 227
7.3.4 主軸潤(rùn)滑與密封 237
7.4 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 238
7.4.1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的
要求 239
7.4.2 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的
形式 239
7.4.3 滾珠絲杠螺母副 240
7.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌 246
7.5.1 數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求 246
7.5.2 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌形狀和
組合形式 247
7.5.3 數(shù)控機(jī)床常用導(dǎo)軌 249
7.5.4 機(jī)床導(dǎo)軌的使用及防護(hù) 254
7.5.5 齒輪間隙的調(diào)整 256
7.6 數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 258
7.6.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 258
7.6.2 分度工作臺(tái) 261
7.7 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 264
7.7.1 數(shù)控車床的自動(dòng)換刀裝置 264
7.7.2 數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置 268
7.7.3 刀具選擇方式 276
7.8 數(shù)控機(jī)床液壓與氣動(dòng)裝置 279
7.8.1 數(shù)控機(jī)床液壓及氣壓
傳動(dòng)特點(diǎn) 279
7.8.2 數(shù)控機(jī)床液壓及氣壓
傳動(dòng)的歷史 280
7.8.3 數(shù)控機(jī)床液壓及氣壓
執(zhí)行裝置 280
7.8.4 液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)在
數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用 281
思考題與習(xí)題 283
第8章 數(shù)控機(jī)床與先進(jìn)制造技術(shù) 285
8.1 概述 285
8.1.1 概念 285
8.1.2 先進(jìn)制造技術(shù)的特征 286
8.1.3 先進(jìn)制造技術(shù)的體系
結(jié)構(gòu)和分類 287
8.2 直接數(shù)字控制（DNC） 289
8.2.1 DNC技術(shù)的原理 289
8.2.2 DNC系統(tǒng)的組成 290
8.2.3 DNC系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu) 291
8.3 柔性制造系統(tǒng) 294
8.3.1 柔性制造技術(shù)概述 294
8.3.2 柔性制造系統(tǒng)的定義
和特征 294
8.3.3 柔性制造系統(tǒng)的組成 295
8.3.4 柔性制造系統(tǒng)的類型和
適應(yīng)范圍 296
8.3.5 FMS的工作過(guò)程 297
8.3.6 FMS的實(shí)例 297
8.3.7 FMS的效益 298
8.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)
（CIMS） 299
8.4.1 CIMS的產(chǎn)生與發(fā)展 299
8.4.2 CIMS的基本組成與
體系結(jié)構(gòu) 301
8.4.3 CIMS中的先進(jìn)制造模式 303
8.4.4 CIMS的發(fā)展趨勢(shì) 319
8.5 快速成形簡(jiǎn)介 320
8.5.1 快速成形技術(shù)產(chǎn)生的背景 320
8.5.2 快速成形技術(shù)的基本原理 320
8.5.3 快速成形技術(shù)的特點(diǎn) 321
8.5.4 快速成形技術(shù)的類型 321
8.5.5 快速成形技術(shù)的應(yīng)用 322
8.5.6 快速成形技術(shù)的發(fā)展方向 322
思考題與習(xí)題 323
參考文獻(xiàn) 324