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第1章 绪论 1

1.1 数控技术的基本概念 2

1.2 数控机床的组成 3

1.3 数控机床的分类 5

1.3.1 按工艺用途分类（机床类型） 5

1.3.2 按控制功能分类 6

1.3.3 按进给伺服系统类型分类 7

1.4 数控机床的特点 8

1.5 数控技术的产生和发展 9

习题 14

第2章 数控加工工艺 15

2.1 数控加工工艺基础 16

2.1.1 数控加工工艺概述 16

2.1.2 数控加工工艺设计 17

2.1.3 数控机床的刀具与工具系统 28

2.1.4 数控加工工艺文件的编制 31

2.2 数控车削加工工艺 32

2.2.1 数控车削的主要加工对象 32

2.2.2 数控车削加工刀具 33

2.2.3 数控车削加工走刀路线 37

2.2.4 数控车削加工切削用量 43

2.2.5 典型零件的数控车削加工工艺 44

2.3 数控铣削及加工中心加工工艺 50

2.3.1 数控铣削及加工中心加工特点 50

2.3.2 数控铣削及加工中心加工对象 51

2.3.3 数控铣削及加工中心加工工艺装备选用 54

2.3.4 数控铣削及加工中心走刀路线的确定 58

2.3.5 铣削用量的选择 63

2.3.6 典型零件的数控铣削及加工中心加工工艺 65

习题 71

第3章 数控加工编程 74

3.1 数控机床编程基础 75

3.1.1 数控编程基本概念 75

3.1.2 数控编程的内容与步骤 75

3.1.3 数控编程方法 76

3.1.4 数控机床坐标系统 77

3.1.5 程序的结构与格式 81

3.2 数控车床程序编制 82

3.2.1 数控车床坐标系与编程特点 82

3.2.2 数控车床常用编程指令 83

3.2.3 螺纹加工指令G32、G92、G76 93

3.2.4 车削固定循环功能 97

3.2.5 子程序指令 102

3.2.6 数控车削加工编程实例 103

3.3 数控铣削和加工中心程序编制 113

3.3.1 数控铣床及加工中心编程应注意的问题 113

3.3.2 数控铣床及加工中心刀具补偿功能 120

3.3.3 数控铣床及加工中心孔加工编程 129

3.3.4 数控铣床及加工中心编程特殊功能指令 141

3.3.5 用户宏程序 150

3.3.6 数控铣床及加工中心编程实例 161

3.4 自动编程 167

3.4.1 概述 167

3.4.2 主要CAD/CAM系统 167

3.4.3 自动编程实例 168

习题 175

第4章 数字控制原理 178

4.1 概述 179

4.2 插补原理的数学建模方法 182

4.2.1 基准脉冲插补 183

4.2.2 数据采样插补 197

4.3 刀具半径补偿 200

4.3.1 刀具半径补偿的基本原理 201

4.3.2 B刀具半径补偿的计算 201

4.3.3 C功能刀具半径补偿的计算 202

4.3.4 刀具半径补偿指令 203

习题 204

第5章 计算机数字控制装置 205

5.1 概述 206

5.1.1 CNC装置的结构 206

5.1.2 CNC装置的特点 207

5.1.3 CNC装置的功能 208

5.2 硬件结构 210

5.2.1 单片机数控装置 210

5.2.2 单CPU数控装置 212

5.2.3 多CPU数控装置 213

5.2.4 全功能型CNC系统硬件特点 214

5.3 软件结构 215

5.3.1 CNC系统的软件结构特点 215

5.3.2 CNC系统的软件结构模式 218

5.3.3 典型CNC系统简介 221

5.4 可编程控制器 223

5.4.1 数控机床用可编程控制器的分类 223

5.4.2 数控机床用可编程控制器的功能 224

5.4.3 典型数控机床用PLC的指令系统 225

习题 228

第6章 数控机床检测装置 229

6.1 概述 230

6.1.1 数控机床对位置测量装置的要求 231

6.1.2 位置检测装置的分类 231

6.2 旋转变压器 232

6.2.1 旋转变压器的结构 232

6.2.2 旋转变压器的工作原理 233

6.2.3 旋转变压器的应用 234

6.3 感应同步器 235

6.3.1 直线式感应同步器的结构 235

6.3.2 直线式感应同步器的工作原理 237

6.4 光栅 237

6.4.1 直线光栅的结构 238

6.4.2 光栅的测量原理 239

6.4.3 光栅测量装置的信号处理 240

6.5 磁栅 241

6.5.1 磁栅尺的结构 241

6.5.2 磁栅尺的工作原理 244

6.6 编码器 245

6.6.1 增量式脉冲编码器 245

6.6.2 绝对式脉冲编码器 247

习题 248

第7章 数控机床伺服系统 249

7.1 概述 250

7.1.1 伺服系统的概念 250

7.1.2 数控机床对伺服系统的要求 251

7.1.3 伺服系统的分类 252

7.1.4 伺服系统的发展 255

7.2 步进电动机及其驱动控制 257

7.2.1 步进电动机组成及其工作原理 257

7.2.2 步进电动机的特性及选择 260

7.2.3 步进电动机的驱动控制线路 262

7.3 直流伺服电动机及其速度控制 263

7.3.1 直流伺服电动机及其工作特性 263

7.3.2 直流伺服电动机的速度控制方法 268

7.4 交流伺服电动机及其速度控制 272

7.4.1 交流伺服电动机的分类及特点 272

7.4.2 交流伺服电动机的结构及工作原理 273

7.4.3 交流伺服电动机的主要特性参数 275

7.4.4 交流伺服电动机的调速方法 275

7.5 直线电动机传动 276

7.5.1 概述 276

7.5.2 直线电动机工作原理 276

7.5.3 直线电动机的结构形式 277

7.5.4 直线电动机的特点 277

7.6 位置控制 278

7.6.1 位置控制的基本原理 278

7.6.2 数字脉冲比较位置控制伺服系统 279

7.6.3 全数字控制伺服系统 280

习题 280

第8章 数控机床的机械结构 282

8.1 概述 284

8.1.1 数控机床机械结构的组成 284

8.1.2 数控机床机械结构的特点 285

8.2 数控机床的主传动系统 286

8.2.1 主传动系统的特点 286

8.2.2 主传动类型 287

8.2.3 主轴部件 291

8.3 数控机床的进给传动系统 296

8.3.1 数控机床进给系统的特点 297

8.3.2 数控机床进给系统的基本形式 297

8.3.3 电动机与滚珠丝杠之间的连接结构 297

8.3.4 滚珠丝杠螺母副 300

8.3.5 数控机床的导轨 307

8.3.6 齿轮传动副的消隙措施 313

8.4 数控机床的自动换刀装置 315

8.4.1 数控车床回转刀架 315

8.4.2 车削中心自驱动力刀架 316

8.4.3 转塔刀库换刀 318

8.4.4 带刀库的自动换刀装置 318

习题 324

第9章 数控机床故障诊断与维修 326

9.1 数控机床故障特点及类型 327

9.1.1 数控机床故障特点 327

9.1.2 数控机床故障类型 330

9.1.3 数控机床故障诊断的一般步骤和原则 332

9.1.4 数控机床故障诊断的常用方法 333

9.1.5 数控机床故障诊断技术的发展 337

9.2 数控系统故障诊断与维修 338

9.2.1 常见的数控系统简介 339

9.2.2 数控系统常见故障诊断及维修 341

9.2.3 数控系统的日常维护 345

9.2.4 维修实例 345

9.3 数控机床进给伺服系统故障诊断与维修 347

9.3.1 进给伺服系统的构成及种类 347

9.3.2 进给伺服系统各类故障的表现形式 348

9.3.3 进给伺服系统常见故障形式 348

9.3.4 进给伺服系统常见故障维修方法及故障诊断 350

9.3.5 进给伺服系统维修实例 351

9.4 主轴驱动系统故障诊断与维修 353

9.4.1 数控机床对主轴驱动系统的要求 353

9.4.2 主轴驱动系统的分类 354

9.4.3 直流主轴驱动系统故障诊断与维修 355

9.4.4 交流主轴驱动系统的特点和故障诊断 357

9.4.5 主轴驱动系统维修实例 359

9.5 数控机床机械装置故障诊断与维修 361

9.5.1 数控机床机械结构概述 361

9.5.2 数控机床典型机械部件的故障诊断与处理方法 362

9.5.3 机械结构故障诊断与维修实例 372

习题 373

参考文献 375