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第1章 导言 1

第2章 金属切削力学 3

2．1导言 3

2．2直角切削力学 3

2．3切削力的机械模型 10

2．4剪切角的理论预测 13

2．5斜角切削的力学分析 14

2．5．1斜角切削的几何关系 14

2．5．2斜角切削参数的求解 16

2．5．3切削力的预测 18

2．6车削加工的力学分析 20

2．7铣削加工的力学分析 26

2．8立铣切削力解析建模 32

2．9钻削加工的力学分析 36

2．10刀具的磨损和破损 41

2．10．1刀具磨损 41

2．10．2刀具破损 45

12．11思考问题 46

第3章 加工过程中的静态和动态变形 49

3．1导言 49

3．2机床结构 49

3．3加工中的尺寸和形状误差 50

3．3．1外圆车削中的形状误差 50

3．3．2镗刀杆 51

3．3．3立铣加工中的形状误差 52

3．4．1自由振动和强迫振动的基础知识 55

3．4加工过程中的结构振动 55

3．4．2有向传递函数 58

3．4．3设计和测量坐标系 59

3．4．4多自由度系统的解析模态分析 60

3．4．5刀具和工件之间的相对传递函数 64

3．5多自由度系统的实验模态分析 65

3．6切削过程中的颤振 71

3．7铣削加工中颤振的解析预测 76

3．7．1动态铣削模型 76

3．7．2颤振稳定性叶瓣图 79

3．8思考问题 85

4．2．1 CNC单元的体系结构 90

4．2计算机数控单元 90

4．1导言 90

第4章 制造自动化技术 90

4．2．2 CNC的执行 91

4．3 CNC机床轴的命名规则 91

4．4 NC零件程序的结构 92

4．5主要准备功能 94

4．6计算机辅助NC编程 97

4．7解析几何基础 97

4．7．1矢量和直线 98

4．7．2物体的平移和旋转变换 98

4．7．3圆 99

4．7．4三次样条 99

4．8 APT零件编程语言 101

4．8．1几何定义语句 101

4．8．2刀具运动语句 106

4．8．3刀位文件和后置处理 107

4．9用CAD系统进行NC编程 113

4．10思考问题 114

第5章CNC系统的设计和分析 118

5．1导言 118

5．2机床驱动 118

5．2．1机械零部件及驱动力矩 119

5．2．2反馈装置 122

5．2．3电气驱动 123

5．2．4永磁电枢控制的直流电机 124

5．2．5位置控制环 128

5．3位置环的传递函数 129

5．3．1闭环传递函数 129

5．3．2 CNC系统的跟随误差 130

5．4进给驱动控制系统的状态空间模型 131

5．5立式铣床进给驱动控制系统的设计实例 133

5．6 CNC系统中速度指令的生成 136

5．6．1梯形速度图 137

5．6．2有限加加速度的速度图生成 139

5．7实时插补方法 147

5．7．1直线插补算法 147

5．7．2圆弧插补的算法 149

5．7．3 CNC系统内的五次样条插补 152

5．8电液CNC折弯机的设计 158

5．8．1折弯机的液压系统 159

5．8．2液压执行器模块的动态模型 160

5．8．3基于计算机控制的电液驱动的动态性能辨识 162

5．8．4数字位置控制系统的设计 164

5．9思考问题 167

第6章 传感器辅助加工 173

6．1导言 173

6．2智能加工模块 173

6．2．1硬件体系结构 173

6．2．2软件体系结构 174

6．2．3智能加工的应用 175

6．3铣削加工中峰值切削力的自适应控制 176

6．3．1导言 176

6．3．2铣削加工系统的离散传递函数 177

6．3．3极点-配置控制算法 179

6．3．4铣削过程通用预测自适应控制 182

6．3．5刀具破损的在线检测 186

6．3．6颤振检测与抑制 187

6．4用IMM系统进行型腔的智能化加工实例 188

6．5思考问题 190

附录A拉普拉斯变换和z变换 193

A．1导言 193

A．2基本定义 194

A．3部分分式展开法 197

A．4用部分分式展开法进行拉氏逆变换和逆z变换 199

A．5用余数法（Residue Method）进行逆z变换 201

A．6用MATLAB SYMBOLIC MATH TOOLBOX进行逆拉氏变换和逆z变换 203

附录B利用最小二乘法进行离线和在线参数估计 205

B．1离线最小二乘法估计 205

B．2递归参数估计算法 206

参考文献 207