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第1章 概述 1

1.1 数控机床的产生及作用 2

1.1.1 数字控制和数控机床的基本概念 2

1.1.2 数控机床的产生和发展 2

1.1.3 数控机床的作用 3

1.2 数控机床的组成 3

1.2.1 数控机床的加工过程 3

1.2.2 数控机床的基本组成 4

1.3 数控机床的分类 5

1.3.1 按加工工艺方法分类 6

1.3.2 按运动控制的方式分类 6

1.3.3 按进给伺服系统的特点分类 7

1.3.4 按数控装置的功能水平分类 8

1.4 数控机床的特点及应用范围 8

1.4.1 数控机床的加工特点 8

1.4.2 数控机床的使用特点 9

1.4.3 数控机床的应用范围 10

1.5 数控机床的发展趋势 11

小结 15

习题 15

第2章 数控装置 17

2.1 数控装置的组成和工作过程 18

2.1.1 数控装置的组成 18

2.1.2 数控装置的硬件结构 18

2.1.3 数控装置软件的数据处理流程 20

2.1.4 数控装置的软件特点 24

2.2 数控装置的插补原理 26

2.2.1 逐点比较法插补 27

2.2.2 数字积分法插补 33

2.2.3 时间分割法插补 40

2.3 数控装置的刀具半径补偿 40

2.3.1 刀具半径补偿的基本原理 40

2.3.2 刀具半径补偿的计算 42

2.3.3 C功能刀具半径补偿 43

2.3.4 C功能刀具半径补偿的实例 46

2.3.5 加工过程中的过切判别 46

2.4 数控装置的位置控制 47

2.4.1 闭环位置控制的概念 47

2.4.2 闭环位置控制的实现 48

2.4.3 开环放大倍数与跟随误差 49

小结 52

习题 52

第3章 伺服驱动系统及位置检测装置 54

3.1 伺服驱动系统概述 55

3.1.1 伺服驱动系统的概念 55

3.1.2 伺服驱动系统的组成和工作原理 56

3.1.3 伺服驱动系统分类 57

3.2 驱动电动机 60

3.2.1 步进电动机 61

3.2.2 直流伺服电动机 66

3.2.3 交流伺服电动机 68

3.2.4 直线电动机 72

3.3 常用位置检测装置 73

3.3.1 位置检测装置简介 73

3.3.2 磁尺位置检测装置 74

3.3.3 光栅位置检测装置 76

3.3.4 脉冲编码器 79

3.3.5 旋转变压器 81

3.3.6 感应同步器 83

3.3.7 测速发电机 86

小结 87

习题 88

第4章 数控机床的机械结构 90

4.1 数控机床的机械结构概述 91

4.2 数控机床的主传动系统 95

4.2.1 数控机床主传动系统的特点 95

4.2.2 主传动的变速方式 95

4.2.3 数控机床的主轴部件 99

4.3 数控机床的进给传动系统 104

4.3.1 数控机床进给运动的特点 104

4.3.2 滚珠丝杠螺母副 105

4.3.3 数控机床的导轨 109

4.3.4 进给系统传动间隙的消除 113

4.4 数控机床的回转工作台和分度工作台 115

4.4.1 数控回转工作台 115

4.4.2 分度工作台 117

4.5 自动换刀装置 119

4.5.1 自动换刀装置的类型 119

4.5.2 数控车床的自动换刀装置 120

4.5.3 加工中心自动换刀装置 122

小结 132

习题 133

第5章 数控加工工艺 134

5.1 数控加工工艺概述 135

5.2 数控加工的零件工艺分析 136

5.2.1 选择数控加工的零件 136

5.2.2 选择数控加工的内容 136

5.2.3 零件图上尺寸数据的标注原则 137

5.2.4 零件结构工艺性 138

5.3 数控加工的工艺路线设计 139

5.3.1 数控加工工序的划分及顺序安排 139

5.3.2 走刀路线的确定 140

5.3.3 数控加工的工艺路线设计实例 142

5.4 数控加工的刀具和夹具 143

5.4.1 数控加工对刀具和夹具的要求 143

5.4.2 数控车削的刀具和夹具 144

5.4.3 数控铣削的刀具和夹具 147

5.4.4 数控加工中心的刀具和夹具 150

5.5 数控加工的切削参数 152

5.6 数控加工的工艺文件 155

5.7 典型零件的数控加工工艺处理 157

小结 160

习题 161

第6章 数控车床编程 162

6.1 数控车床的编程基础 163

6.1.1 数控机床坐标系 163

6.1.2 数控加工程序的结构 165

6.1.3 辅助功能M代码 167

6.1.4 主轴功能S、进给功能F和刀具功能T 168

6.2 数控车床基本编程指令 170

6.2.1 准备功能G代码 170

6.2.2 数控车床的主要编程指令 171

6.2.3 刀具补偿功能指令 179

6.3 数控车床的固定循环指令 182

6.3.1 简单固定循环指令 182

6.3.2 复合固定循环指令 184

6.4 数控车床编程实例 189

小结 194

习题 195

第7章 数控铣床及加工中心编程 198

7.1 数控铣床及加工中心的编程基础 199

7.1.1 FANUC0i-M系统概述 199

7.1.2 数控铣床的坐标系 200

7.1.3 数控铣削方式及其选用 201

7.1.4 有关坐标系的指令 203

7.1.5 进给控制指令 205

7.1.6 回参考点控制指令 207

7.2 数控铣削刀具补偿指令 208

7.2.1 刀具半径补偿指令 208

7.2.2 刀具长度补偿指令 210

7.3 子程序调用和简化编程指令 212

7.3.1 子程序调用 212

7.3.2 图形比例及镜像功能指令 213

7.3.3 坐标系旋转指令 214

7.4 孔加工固定循环指令 215

7.4.1 孔加工基本动作及作用平面 215

7.4.2 孔加工固定循环的指令格式 217

7.4.3 孔加工固定循环指令说明 218

7.4.4 固定循环编程实例 222

7.5 数控铣床及加工中心编程实例 224

小结 228

习题 228

第8章 数控机床的操作与安全生产 231

8.1 FANUC 0i mate-TB数控系统操作界面简介 232

8.1.1 CRT-MDI控制面板介绍 232

8.1.2 机床操作面板介绍 233

8.2 手动操作 234

8.2.1 手动返回参考点 234

8.2.2 手动连续进给 235

8.2.3 手轮进给 236

8.3 自动运行操作 237

8.3.1 存储器运行 237

8.3.2 MDI运行 238

8.3.3 DNC运行 239

8.4 创建与编辑程序 240

8.4.1 创建新程序 240

8.4.2 字的插入、修改和删除 241

8.4.3 程序段删除 243

8.4.4 程序号检索 244

8.4.5 顺序号检索 244

8.4.6 程序的删除 245

8.5 工件坐标系设置 245

8.5.1 G54～G59工作坐标系设置 246

8.5.2 刀具偏置设置 247

8.5.3 G50坐标系设置 247

8.6 图形模拟 248

8.7 数控机床安全文明生产与维护保养 251

8.7.1 数控机床文明生产与安全操作规程 251

8.7.2 数控机床的日常维护与保养 253

小结 254

习题 255

第9章 综合实训 256

9.1 数控车削综合实例1 257

9.2 数控车削综合实例2 260

9.3 数控铣削综合实例1 267

9.4 数控铣削综合实例2 271

小结 278

习题 278

参考文献 282