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第1章 数控机床基础知识 1

本章学习目标 1

1.1 数控机床的概念 1

1.2 数控机床的组成和分类 2

1.2.1 数控机床的组成 2

1.2.2 数控机床的分类 4

1.3 数控机床的工作原理 6

1.4 数控机床的特点和应用 7

1.4.1 数控机床的特点 7

1.4.2 数控机床的应用 8

1.4.3 数控机床的发展 8

本章小结 11

习题与思考题 11

第2章 数控系统 12

本章学习目标 12

2.1 济型数控系统 12

2.1.1 硬件组成 12

2.1.2 软件组成 16

2.2 标准型数控系统 17

2.2.1 硬件组成 18

2.2.2 软件组成 21

2.3 运动轨迹的插补原理 24

2.3.1 数控系统的插补 24

2.3.2 逐点比较插补法 25

2.3.3 数字积分插补法 29

2.4 数控系统的数据处理 33

2.4.1 数控系统的译码 33

2.4.2 刀具半径补偿 34

2.4.3 加减速控制 36

2.4.4 误差补偿 37

2.5 数控机床辅助功能与PLC 38

2.5.1 概述 38

2.5.2 可编程控制器的结构、工作原理和编程方法 39

2.5.3 典型可编程控制器的指令和程序编制 43

本章小结 49

习题与思考题 49

第3章 数控加工编程 50

本章学习目标 50

3.1 数控机床的坐标系统 50

3.1.1 数控机床坐标轴的命名和方向 50

3.1.2 机床坐标系与工件坐标系 51

3.2 数控加工程序格式及编制代码 52

3.2.1 数控加工程序格式 53

3.2.2 数控加工程序编制代码 56

3.3 数控加工的工艺特点 57

3.3.1 数控加工工艺的基本特点 58

3.3.2 数控加工工艺的主要内容 58

3.3.3 数控加工零件的选定 58

3.3.4 加工工序的划分 59

3.3.5 工件的安装与夹具的选择 59

3.3.6 对刀点与换刀点的确定 60

3.3.7 工艺加工路线的确定 61

3.3.8 刀具与切削用量的选择 64

3.3.9 数控加工的工艺文件 68

3.4 典型零件的加工编程 70

3.4.1 数控车削加工编程实例 70

3.4.2 数控铣削加工编程实例 76

3.5 自动编程简介 82

3.5.1 自动编程的产生与发展 82

3.5.2 自动编程的基本原理与步骤 82

3.5.3 国内、外主要的CAM软件介绍 85

本章小结 87

习题及思考题 88

第4章 位置检测装置 91

本章学习目标 91

4.1 光栅 91

4.1.1 概述 91

4.1.2 光栅的结构与工作原理 92

4.1.3 光栅位移的数字转换系统 95

4.2 旋转变压器 96

4.2.1 旋转变压器的结构 96

4.2.2 旋转变压器的工作原理 97

4.2.3 旋转变压器工作方式 98

4.2.4 旋转变压器的应用 99

4.3 感应同步器 99

4.3.1 工作原理 100

4.3.2 感应同步器的工作方式 101

4.4 磁栅 103

4.4.1 磁栅的组成部分 103

4.4.2 磁栅的工作原理 104

4.5 旋转编码器 106

4.5.1 增量式旋转编码器 106

4.5.2 绝对式旋转编码器 108

4.5.3 旋转编码器在数控机床中的应用 110

本章小结 112

思考题与习题 113

第5章 数控机床的伺服系统 114

本章学习目标 114

5.1 伺服系统的基本概念 114

5.1.1 伺服系统的组成 114

5.1.2 对进给伺服系统的基本要求 115

5.1.3 伺服系统的分类 116

5.2 位置控制 118

5.2.1 开环位置控制系统 121

5.2.2 幅值伺服系统 129

5.2.3 相位伺服系统 134

5.2.4 脉冲比较伺服系统 138

5.2.5 全数字式伺服系统 139

5.3 速度控制 143

5.3.1 进给运动的速度控制 143

5.3.2 主轴驱动的速度控制 148

本章小结 156

习题与思考题 157

第6章 数控机床的机械结构 159

本章学习目标 159

6.1 数控机床的结构特点及要求 159

6.2 数控机床的主传动及主轴部件 160

6.2.1 主传动方式 161

6.2.2 主轴部件 162

6.3 数控机床进给运动及传动机构 169

6.3.1 导轨 170

6.3.2 滚珠丝杠螺母副 174

6.3.3 齿轮副调隙 180

6.4 数控回转工作台和分度工作台 182

6.5 自动换刀机构 186

本章小结 193

习题与思考题 194

第7章 数控机床的使用与维护 195

本章学习目标 195

7.1 数控机床的选用 195

7.1.1 数控机床选用的原则 195

7.1.2 数控机床选用的基本要点 196

7.2 数控机床的安装、调试与验收 197

7.2.1 数控机床的安装 197

7.2.2 数控机床的安装步骤 197

7.2.3 数控机床的调试 199

7.2.4 数控机床的验收 199

7.3 数控机床的使用 201

本章小结 202

习题与思考题 202