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第1章 数控机床概述 1

1.1 数控机床的产生、发展 1

1.1.1 数控机床的产生 1

1.1.2 数控机床的现状 1

1.1.3 数控技术的发展 2

1.2 数控机床的特点与分类 3

1.2.1 数控机床的特点 3

1.2.2 数控机床的分类 4

1.3 数控机床的基本组成及其工作原理 6

1.3.1 数控机床的基本组成 6

1.3.2 数控机床的工作原理 7

1.4 数控机床的主要性能指标与机床坐标系 8

1.4.1 数控机床的精度指标 8

1.4.2 数控机床的运动性能指标 8

1.4.3 数控机床的可控轴数与联动轴数 9

1.4.4 数控机床的坐标系 9

习题 12

第2章 数控机床的机械结构 13

2.1 机械结构的基本要求与主要特点 13

2.1.1 数控机床机械结构的基本要求 13

2.1.2 数控机床的机械结构特点 19

2.2 数控机床的主轴组件及传动装置 20

2.2.1 数控机床对主传动系统的要求 20

2.2.2 主轴变速方式 20

2.2.3 数控机床主轴部件 22

2.2.4 高速主轴系统和电主轴 26

2.3 进给系统的机械传动机构 27

2.3.1 数控机床对进给系统的要求 27

2.3.2 齿轮传动副 27

2.3.3 滚珠丝杠螺母副 29

2.3.4 静压蜗杆蜗条副、齿轮齿条副 35

2.4 自动换刀装置 36

2.4.1 自动换刀装置的分类 36

2.4.2 刀库 37

2.4.3 机械手 39

2.4.4 加工中心换刀过程 40

2.5 回转工作台 41

2.5.1 分度工作台 41

2.5.2 数控回转工作台 43

2.5.3 带交换托盘的多齿分度工作台 45

习题 47

第3章 数控系统 48

3.1 数控系统概述 48

3.1.1 什么是数控系统 48

3.1.2 数控系统的组成及其工作原理 49

3.1.3 常用数控系统 50

3.2 数控插补原理 52

3.2.1 什么是插补 52

3.2.2 逐点比较法 52

3.2.3 其他插补方法 56

3.3 检测装置与执行元件 58

3.3.1 常用检测装置 58

3.3.2 常用执行元件 61

3.4 进给伺服系统 63

3.4.1 开环进给伺服系统 63

3.4.2 闭环和半闭环进给伺服，系统 64

3.5 主轴控制系统 65

3.6 可编程控制器简介 66

3.6.1 可编程控制器的组成 66

3.6.2 PLC的工作方式 66

3.6.3 常见的编程语言 67

3.6.4 数控机床中使用PLC的意义 67

3.6.5 数控机床用PLC 68

习题 68

第4章 数控加工工艺基础 70

4.1 数控加工工艺特点 70

4.2 确定零件的安装方法及夹具方案 70

4.2.1 工件的装夹方式 70

4.2.2 机床夹具的分类 71

4.2.3 机床夹具的组成 72

4.2.4 六点定位原理 73

4.2.5 夹紧方案 74

4.3 确定加工路线及切削参数 76

4.3.1 走刀路线的确定 76

4.3.2 切削用量的确定 79

4.4 数控机床刀具系统 80

4.4.1 数控机床的工具系统 80

4.4.2 数控刀具的基本特点 80

4.4.3 数控刀具的分类 81

4.4.4 车削类工具系统 81

4.4.5 数控车刀的类型及选用 82

4.4.6 常用车刀的儿何参数 83

4.4.7 机夹可转位车刀的选用 83

4.4.8 镗铣类工具系统 88

4.5 零件的数控加工工艺分析 88

4.5.1 对零件图进行数控加工工艺分析 88

4.5.2 零件数控加工工艺路线的拟定 90

习题 94

第5章 数控编程基础 97

5.1 数控程序编制概述 97

5.1.1 什么是数控编程 97

5.1.2 数控编程的种类 97

5.1.3 数控程序编制的内容和步骤 98

5.2 数控加工工艺分析 99

5.2.1 数控加工工艺分析的一般步骤与方法 99

5.2.2 数控加工工艺文件的编写 102

5.3 数控编程中的数值计算 102

5.3.1 选择编程原点 103

5.3.2 基点 103

5.3.3 非圆曲线数学处理的基本过程 104

5.3.4 数控加工误差的组成 104

5.4 数控程序代码与编程 105

5.4.1 数控程序代码一与标准 105

5.4.2 数控程序常用代码介绍 108

5.4.3 数控程序结构与格式 109

习题 111

第6章 数控车削加工技术 113

6.1 数控车床编程基础 113

6.1.1 数控车床编程的特点 113

6.1.2 数控车床常用编程指令 113

6.1.3 常用指令的简要说明 115

6.1.4 程序编制实例 137

6.2 数控车床基本操作 140

6.2.1 数控车床操作面板简介 140

6.2.2 数控车床的开、关机准备 145

6.2.3 数控车床的手动操作 146

6.2.4 数控车床的主轴操作 146

6.2.5 程序的输入及其编辑 146

6.2.6 数控车削的对刀操作 148

6.2.7 数控车床的安全操作 149

6.3 数控车削加工工艺 150

6.3.1 车削加工零件的工艺性分析 150

6.3.2 数控车床加工切削用量的选择 151

6.3.3 数控车削加工工艺路线的确定 153

6.4 数控车床刀具、夹具与辅具 156

6.4.1 数控车削刀具 156

6.4.2 数控车床用的夹具与辅具 158

6.5 数控车削加工实例 160

6.5.1 轴类零件编程实例 160

6.5.2 套类零件编程实例 162

6.5.3 盘类零件编程实例 164

习题 167

第7章 数控铣床与加工中心加工技术 170

7.1 数控铣床编程基础 170

7.1.1 数控铣床编程特点与”基本功能 170

7.1.2 数控铣床常用编程指令 171

7.1.3 刀具补偿指令及其编程 175

7.1.4 固定循环加工指令与编程 179

7.1.5 子程序在铣削加工中的应用 186

7.1.6 镜像加工与坐标旋转变换 188

7.2 数控铣床的操作 190

7.2.1 数控铣床控制面板及操作面板 190

7.2.2 手动操作 192

7.2.3 MDI操作 192

7.2.4 坐标数据设定 193

7.2.5 参数设定 193

7.3 数控铣床与加工中心加工实例 194

7.3.1 综合实例一 194

7.3.2 综合实例二 197

习题 199

第8章 用户宏程序 203

8.1 概述 203

8.2 变量 203

8.2.1 变量的表示 203

8.2.2 变量的引用 204

8.2.3 变量的类型 204

8.3 变量的运算与控制指令 205

8.3.1 算术运算指令 205

8.3.2 条件运算指令 206

8.3.3 逻辑运算指令 206

8.3.4 三角函数指令 206

8.3.5 控制指令 206

8.4 宏程序调用 207

8.4.1 运算指令的调用 207

8.4.2 控制指令的调用 208

8.4.3 宏程序调用的注意事项 210

8.5 用户宏程序应用示例 210

习题 212

第9章 数控电火花线切割加工技术 213

9.1 电火花线切割加工工艺基础 213

9.1.1 数控电火花线切割加工原理 213

9.1.2 数控电火花线切割的加工对象 214

9.1.3 数控电火花线切割工艺基础 214

9.1.4 线切割加工的主要工艺问题 218

9.2 数控电火花线切割加工编程 219

9.2.1 3B格式程序编制 219

9.2.2 4B格式程序编制 222

9.2.3 ISO格式程序编程 226

9.3 数控线切割加工编程综合实例 231

9.3.1 程序编制步骤 231

9.3.2 数控电火花线切割加工综合应用 231

习题 234

第10章 自动编程加工技术 236

10.1 计算机辅助数控编程的几何造型 236

10.1.1 线框模型 236

10.1.2 表面模型 236

10.1.3 实体模型 236

10.1.4 特征模型 236

10.2 数控加工刀具轨迹的生成 237

10.2.1 二维轮廓加工 237

10.2.2 腔槽加工 237

10.2.3 曲面的加工 238

10.3 刀具轨迹编辑、验证与后置处理 238

10.3.1 刀具轨迹的编辑 238

10.3.2 刀具轨迹的验证 239

10.3.3 后置处理 240

10.4 数控加工应用实例 240

10.4.1 实体造型 241

10.4.2 轨迹生成 244

10.4.3 模拟加工 246

10.4.4 后置处理和通信 248

习题 251

参考文献 252