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第1章 绪论 1

1.1 金属切削机床在国民经济中的地位 1

1.2 金属切削机床的分类 1

1.3 金属切削机床的型号 2

1.3.1 通用机床和专门化机床的型号 2

1.3.2 专用机床的型号 4

1.4 金属切削机床的发展趋势 5

思考和练习 5

第2章 机床的运动分析 7

2.1 表面成形方法和成形运动 7

2.1.1 工件表面的成形方法 7

2.1.2 工件表面的成形运动 10

2.2 机床的传动联系和传动原理图 13

2.2.1 机床的传动联系 13

2.2.2 机床的传动装置 13

2.2.3 机床的传动链 14

2.2.4 传动原理图 15

2.3 机床运动的调整 17

2.3.1 运动参数及其换置机构 17

2.3.2 机床运动的调整计算 18

2.3.3 换置机构在传动链中的位置 19

思考和练习 19

第3章 车床 21

3.1 CA6140型卧式车床 21

3.1.1 机床的总体布局 21

3.1.2 机床的用途 22

3.1.3 机床的运动 23

3.2 CA6140型卧式车床的传动分析 23

3.2.1 主运动传动链的传动分析 23

3.2.2 进给运动传动链的传动分析 26

3.2.3 刀架快移传动链的传动分析 35

3.3 机床结构分析 35

3.3.1 主轴箱 35

3.3.2 进给箱 44

3.3.3 溜板箱 44

思考和练习 50

第4章 数控机床 51

4.1 概述 51

4.1.1 机床数控技术 51

4.1.2 数控机床的工作原理 54

4.1.3 数控机床的组成 55

4.1.4 数控机床的特点及应用范围 57

4.1.5 数控机床的分类 58

4.1.6 数控机床编程 64

4.1.7 直线电机在数控机床中的应用 67

4.2 JCS-018型立式镗铣加工中心 69

4.2.1 机床的布局及用途 69

4.2.2 机床的主要技术参数 70

4.2.3 机床的传动系统 71

4.2.4 主轴组件 72

4.2.5 伺服进给系统 74

4.2.6 自动换刀装置 75

4.2.7 数控系统 79

4.3 计算机直接数控、柔性制造系统和计算机集成制造系统 82

4.3.1 计算机直接数控（DNC） 82

4.3.2 柔性制造系统（FMS） 83

4.3.3 计算机集成制造系统（CIMS） 89

思考和练习 90

第5章 其他机床 91

5.1 钻床 91

5.1.1 立式钻床 91

5.1.2 摇臂钻床 92

5.1.3 深孔钻床 92

5.2 镗床 93

5.2.1 卧式镗床 93

5.2.2 坐标镗床 94

5.2.3 金刚镗床 96

5.3 铣床 97

5.3.1 卧式升降台铣床 97

5.3.2 立式升降台铣床 97

5.3.3 龙门铣床 98

5.4 刨床 98

5.4.1 牛头刨床 98

5.4.2 龙门刨床 98

5.5 磨床 99

5.5.1 外圆磨床 99

5.5.2 平面磨床 100

5.6 齿轮加工机床 101

5.6.1 Y3150E型滚齿机 101

5.6.2 插齿机 102

5.6.3 磨齿机 102

5.7 组合机床 104

5.7.1 组合机床的特点和工艺范围 104

5.7.2 组合机床的配置形式 105

5.7.3 卧式双面钻孔组合机床 107

5.7.4 组合机床的通用部件 114

思考和练习 117

第6章 金属切削机床的总体设计 118

6.1 概述 118

6.1.1 机床产品的设计要求 118

6.1.2 机床产品的设计方法 121

6.1.3 机床产品开发的设计工作 123

6.2 机床产品的标准化 124

6.2.1 机床品种的系列化 125

6.2.2 零部件的通用化 126

6.2.3 零部件的标准化 126

6.2.4 机床的模块化 127

6.3 机床产品的性能评定指标与价值分析 128

6.3.1 机床产品的性能评定指标 128

6.3.2 机床产品的价值分析 130

6.4 机床的总布局 131

6.4.1 机床的初步设计 131

6.4.2 机床的造型与色彩设计 135

6.4.3 机床的宜人性设计 137

思考和练习 138

第7章 主传动设计 139

7.1 机床主要参数的确定 139

7.1.1 尺寸参数的确定 139

7.1.2 运动参数的确定 139

7.1.3 动力参数的确定 143

7.2 主传动方案的选择 146

7.2.1 主传动布局的选择 146

7.2.2 变速方式的选择 147

7.2.3 开停方式的选择 148

7.2.4 制动方式的选择 149

7.2.5 换向方式的选择 151

7.3 主传动的运动设计 153

7.3.1 转速图、结构网与结构式分析 153

7.3.2 转速图的拟定 157

7.3.3 齿轮齿数的确定 161

7.3.4 齿轮的布置与排列 166

7.4 具有某些特点的主传动系统 168

7.4.1 采用交换齿轮的传动系统 168

7.4.2 采用多速电动机的传动系统 168

7.4.3 转速重复的传动系统 169

7.4.4 采用混合公比的传动系统 169

7.4.5 采用背轮机构的传动系统 171

7.4.6 采用公用齿轮的传动系统 172

7.4.7 采用无极变速的传动系统 172

7.5 主传动的计算转速 173

7.5.1 主轴计算转速的确定 173

7.5.2 其他传动件计算转速的确定 174

思考和练习 174

第8章 进给传动设计 176

8.1 概述 176

8.1.1 进给传动的类型及其应用 176

8.1.2 进给传动的特点 177

8.1.3 进给传动的组成 178

8.1.4 进给伺服系统的设计要求 178

8.1.5 快速空行程运动 179

8.2 数控机床的伺服进给传动系统 181

8.2.1 数控机床伺服进给传动系统的特点 181

8.2.2 滚珠丝杠副 181

8.2.3 传动齿轮齿侧间隙的消除 184

8.2.4 伺服电动机 187

8.2.5 位移检测装置 188

8.2.6 伺服进给系统的性能分析 189

8.3 机床内联系传动链设计 189

8.3.1 误差的来源及传递规律 189

8.3.2 内联系传动链的设计原则 192

思考和练习 193

第9章 主轴组件设计 195

9.1 概述 195

9.1.1 主轴组件的功用及结构形式 195

9.1.2 主轴组件的基本要求 195

9.2 主轴传动件 197

9.2.1 主轴传动件类型的选择 197

9.2.2 主轴传动件的布置 197

9.3 主轴 199

9.3.1 主轴的结构形状要求 199

9.3.2 主轴的材料和热处理 199

9.3.3 主轴技术条件 200

9.4 主轴滚动支承 201

9.4.1 主轴滚动轴承类型的选择 201

9.4.2 主轴滚动轴承的配置 203

9.4.3 主轴滚动轴承的精度及其选配 206

9.4.4 主轴滚动轴承的间隙及其调整 209

9.4.5 主轴的滚动轴承配合及其配合件的精度 211

9.4.6 主轴滚动轴承的润滑 212

9.4.7 主轴滚动轴承的密封 214

9.5 滚动支承主轴组件的设计计算 215

9.5.1 滚动支承主轴组件的设计步骤 215

9.5.2 主轴组件的结构尺寸 215

9.5.3 主轴组件的刚度验算 221

9.6 主轴的液体动压滑动轴承及静压滑动轴承 225

9.6.1 主轴液体动压滑动轴承 226

9.6.2 主轴的液体静压滑动轴承 228

思考和练习 228

第10章 支承件的设计 230

10.1 概述 230

10.1.1 支承件的功用 230

10.1.2 支承件的设计要求 230

10.1.3 支承件的设计步骤 231

10.2 支承件的刚度 231

10.2.1 支承件的受力分析 231

10.2.2 支承件的静刚度 233

10.3 支承件的动态特性 235

10.3.1 支承件的固有频率和振型 236

10.3.2 改善支承件的动态特性及其措施 238

10.4 支承件的热变形特性 239

10.4.1 支承件的热变形 239

10.4.2 改善支承件热变形特性的措施 240

10.5 支承件的结构设计 242

10.5.1 提高支承件的本体刚度 242

10.5.2 提高支承件的局部刚度 245

10.5.3 提高支承件的接触刚度 246

10.5.4 支承件的材料和热处理 247

10.5.5 支承件的焊接结构 247

10.5.6 支承件的结构工艺性 249

思考和练习 250

第11章 导轨设计 251

11.1 概述 251

11.1.1 导轨的功用和分类 251

11.1.2 导轨的基本要求 252

11.2 普通滑动导轨 254

11.2.1 直线运动滑动导轨 254

11.2.2 回转运动滑动导轨 256

11.2.3 导轨间隙的调整 256

11.2.4 滑动导轨的设计验算 258

11.2.5 提高导轨耐磨性的措施 258

11.2.6 爬行现象及其防止措施 260

11.3 滚动导轨 260

11.3.1 滚动导轨的特点及材料 260

11.3.2 滚动导轨的结构形式 261

11.3.3 滚动导轨的预紧 261

11.4 动压导轨和静压导轨 262

11.4.1 动压导轨 262

11.4.2 静压导轨 262

思考和练习 262

第12章 机床操纵机构的设计 264

12.1 单独操纵机构 264

12.1.1 摆动式操纵机构 264

12.1.2 移动式操纵机构 265

12.2 集中操纵机构 266

12.2.1 顺序变速操纵机构 267

12.2.2 选择变速操纵机构 270

12.2.3 预选变速操纵机构 272

12.2.4 齿轮顺利进入啮合的措施 274

思考和练习 276

参考文献 277