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绪论 1

第一章 数控加工技术概况 6

1.1 数控加工技术主要内容 6

1.2 数控机床技术 8

1.2.1 发展历程 8

1.2.2 技术现状与趋势 10

1.2.3 关键技术分析 12

1.3 数控编程技术 15

1.3.1 发展历程 15

1.3.2 技术现状与趋势 17

1.3.3 关键技术分析 18

1.4 数字化测量与数控仿形技术 19

1.5 数控编程与CNC的集成 23

1.5.1 在线编程 24

1.5.2 复杂形状零件实时插补 25

1.6 从单机数控加工到计算机集成制造 27

第二章 复杂形状零件的几何建模 29

2.1 曲线曲面基本理论 29

2.2 曲线曲面生成 29

2.2.1 曲线生成 33

2.2.2 曲面生成 34

2.3 曲面建模中的关键技术 38

2.3.1 曲面求交 42

2.3.2 曲面的集合运算 42

2.3.3 过渡曲面 45

2.4 常用的形体表示方式 46

第三章 复杂形状零件的数控加工工艺 48

3.1 数控加工中的坐标系 51

3.2 机床与刀具 51

3.2.2 刀具类型及其工艺特点 54

3.2.1 机床类型及其工艺特点 54

3.3 复杂形状零件数控加工工艺方案 57

3.3.1 二维轮廓加工 61

3.3.2 二维型 腔加工 61

3.3.3 三坐标曲面加工 62

3.3.4 五坐标曲面加工 64

3.3.5 曲面粗加工 68

3.4 切削参数的选择 71

3.5 其他工艺问题 72

第四章 复杂形状零件数控加工的刀具轨迹计算 74

4.1 二维曲线轮廓及型腔加工刀具轨迹计算 78

4.1.1 曲线加工 78

4.1.2 三维轮廓加工 78

4.1.3 二维型腔加工 82

4.2 三坐标曲面加工刀具轨迹计算 90

4.2.2 刀具轨迹的生成方法 98

4.2.1 刀位计算 98

4.2.3 走刀步长的确定 100

4.2.4 走刀行距的确定 105

4.2.5 刀具干涉避免 111

4.3 五坐标曲成加工刀具轨迹计算 118

4.3.1 刀位数据及其计算 126

4.3.2 走刀步和匠确定 126

4.3.3 走刀行距的确定 127

4.3.4 干涉检测与处理 137

4.4 曲面粗加工刀具轨迹计算 140

第五章 数控加工仿真 147

5.1 数控加工仿真系统结构 148

5.2 几何仿真 149

5.2.1 材料切除过程的三维实体图形仿真 150

5.2.2 精度检验 152

5.2.3 碰撞干涉检验 163

5.3 切削负荷校验与进给速度优化 168

第六章 后置处理 174

6.1 后置处理主要任务 177

6.2 多坐标机床的结构形式与运动变换 177

6.2.1多坐标机床的结构类型 179

6.2.2五坐标机床的运动求解 179

6.3 任意结构的五坐标机床运动计算 180

6.3.1 运动结构模型 190

6.3.2 运动变换关系 190

6.3.3 机床各轴运动计算 193

6.4 非线性运动误差校核与处理 197

6.5 进给速度的校核与处理 200

6.6 通用后置处理程序结构 202

第七章 数字化测量与数控仿形技术 206

7.1 数控仿形中的测量问题 209

7.1.1 测头及其分类 210

7.1.2 数据控仿形的测量方式 210

7.1.3 数控仿形中的测量规划 212

7.1.4 测头运动控制方式 213

7.2 接触式仿形中的测头运动控制 225

7.2.1 接触式数控仿形的分类 225

7.2.2 接触式测头的运动控制 226

7.2.3 速度圆矢量分解方法 227

7.2.4 一维仿形控制 228

7.2.5 二维仿形控制 229

7.2.6 三维仿形控制 230

7.2.7 仿形控制中的注意问题 234

7.3 非接触式仿形的测头运动控制 237

7.3.2 测头的位置与寻位控制 238

7.3.1 测头控制原理 238

7.4 异步仿形加工的数据处理 239

7.4.1 测量数据的秩序化 241

7.4.2 测量数据的噪声去除 241

7.4.3 三角形网格生成 243

7.4.4 三角形网格生成数控程序 244

第八章 计算机数控系统 247

8.1 数控系统的程序指令 249

8.1.1 程序指令与程序结构 249

8.1.2 其他功能 249

8.2 数控系统的硬件组成 252

8.2.1 硬件组成 255

8.2.2 专用体系结构 255

8.2.3 基于通用PC的体系结构 257

8.2.4 开放式体系结构 260

8.2.5 华中I型数控系统软件简介 261

8.3 数控系统软件 266

8.3.1 软件组成与工作过程 267

8.3.2 软件特点 267

8.3.3 软件结构类型 269

8.3.4 华中I型数控系统软件 273

8.4 插补与位置控制 274

8.4.1 刀具补偿 275

8.4.2 CNC的轨迹插补与进给速度控制 278

8.4.3 位置控制 282

8.5 曲面实时插补技术 286

8.5.1 基本原理 287

8.5.2 系统结构 290

8.5.3 关键技术 292

参考文献 294