第一章 数控机床概述 1
第一节 数控机床的产生及特点 1
一、数控机床的产生 1
二、数控和数控机床的概念 1
三、数控机床的加工特点 2
四、数控机床的使用特点 3
第二节 数控机床的组成和工作原理 4
一、数控机床的组成 4
二、数控机床的工作原理 5
第三节 数控机床的分类 6
一、按加工工艺方法分类 6
二、按控制运动轨迹分类 6
三、按驱动装置的特点分类 7
第四节 数控机床的发展趋势 9
一、数控机床结构的发展 9
二、计算机控制性能的发展 10
三、伺服驱动系统的发展 10
四、自适应控制 11
五、计算机群控 11
六、柔性制造系统（FMS） 11
复习题 13
第二章 计算机数控（CNC）装置 14
第一节 CNC装置的组成与特点 14
一、CNC系统 14
二、CNC装置的组成及其工作过程 14
三、CNC装置的特点及可执行的功能 15
第二节 CNC装置的硬件结构 17
一、单微处理机与多微处理机结构 17
二、硬件各组成部分的功能和原理 19
三、华中数控系统硬件结构简介 24
第三节 CNC装置的软件结构 25
一、概述 25
二、CNC装置的软件结构 26
三、华中数控系统的软件结构 29
第四节 CNC装置的插补原理 31
一、概述 31
二、逐点比较法直线插补 32
三、圆弧插补计算原理 35
第五节 刀具半径补偿原理 39
一、概述 39
二、刀具半径补偿的工作过程和常用方法 39
三、程序段间转接情况分析 40
四、刀具半径补偿实例 42
五、加工过程中的过切判别原理 43
第六节 数控系统中的可编程控制器 44
一、概述 44
二、可编程控制器的结构 45
三、梯形图 46
四、可编程控制器的工作过程 47
复习题 48
第三章 数控机床的机械传动系统 50
第一节 数控机床的主传动系统 50
一、数控机床主传动系统的特点 50
二、数控机床主轴变速方式 50
三、主轴组件 50
四、主轴组件的润滑与密封 52
五、主轴的准停 52
第二节 数控机床的进给运动系统 53
一、电机与丝杠之间的连接 53
二、滚珠丝杠螺母副 54
三、进给系统传动间隙的补偿机构 58
第三节 回转工作台与导轨 60
一、回转工作台 60
二、导轨 62
复习题 64
第四章 进给伺服系统 65
第一节 伺服电机及其调速 65
一、步进电机 65
二、直流伺服电机及其调速系统 66
三、交流伺服电机及其调速 69
第二节 位置检测装置 71
一、位置检测装置的要求与分类 71
二、旋转变压器 73
三、感应同步器 75
四、光栅 76
五、磁尺 77
六、脉冲编码器 78
第三节 典型进给伺服系统 79
一、开环进给伺服系统 79
二、脉冲比较进给伺服系统 80
三、全数字进给伺服系统 80
第四节 伺服系统的特性对加工精度的影响 81
一、速度误差对加工精度的影响 81
二、伺服系统的响应特性对加工拐角的影响 83
复习题 84
第五章 典型数控机床的结构与控制 85
第一节 数控车床 85
一、数控车床的基本结构 86
二、数控车床的数控装置 88
三、数控车床标准PLC系统 88
第二节 数控铣床 89
一、数控铣床的基本结构 91
二、数控铣床的数控装置 92
第三节 立式加工中心 92
一、立式加工中心的结构组成 92
二、立式加工中心的传动系统和自动换刀 92
复习题 93
第六章 数控机床的自动换刀装置 94
第一节 自动换刀装置的形式 94
一、回转刀架换刀 94
二、更换主轴换刀 95
三、更换主轴箱换刀 96
四、带刀库的自动换刀系统 97
第二节 刀库 98
一、刀库的功能 98
二、刀库的形式 98
三、刀库的容量 100
第三节 刀具系统及刀具选择 100
一、刀具系统 100
二、刀具的选择方式 101
三、刀具识别装置 103
第四节 刀具交换装置 104
一、刀具交换方式 104
二、机械手形式 105
三、机械手夹持结构 106
四、自动换刀动作顺序 108
复习题 109
第七章 数控车床编程 110
第一节 数控车床编程基础 110
一、程序编制的内容 110
二、程序编制的方法 111
三、数控机床的坐标系 111
四、数控车床坐标系中的各原点 112
五、程序段的构成与格式 113
六、程序编制中的工艺处理 115
第二节 编程中的数学处理 121
一、数学处理的内容 121
二、尺寸链解算 123
三、坐标值计算的基本知识 129
四、坐标值的常用计算方法 131
第三节 数控车床编程指令 132
一、M指令 133
二、G指令 133
三、与坐标系相关的G指令 134
四、与运动方式相关的G指令 136
五、螺纹加工指令 142
六、简单循环切削 145
七、复合循环切削 148
八、刀具补偿指令 153
第四节 数控车床编程实例 155
一、轴类零件的编程 155
二、套筒类零件的编程 160
复习题 163
第八章 数控铣床编程 167
第一节 数控铣床编程基础 167
一、数控铣床的坐标系统 167
二、数控铣床的主要功能与加工范围 168
三、数控铣床的工艺装备 170
四、数控铣床的工艺性分析 172
第二节 数控铣床编程指令 176
一、华中数控系统简述 176
二、程序结构 176
三、华中数控HNC-21M的基本编程指令 177
第三节 数控铣床编程实例 194
一、槽形零件的铣削 194
二、平面凸轮的数控铣削 196
复习题 199
第九章 加工中心编程 203
第一节 加工中心编程基础 203
一、加工中心的坐标系 203
二、刀具参数设定 203
三、加工工艺基础 203
第二节 加工中心编程指令 205
一、与坐标系有关的指令 205
二、切削用量 206
三、换刀指令 206
四、基本运动指令 206
五、刀具补偿 208
六、固定循环 211
七、图形变换功能 215
八、用户宏编程 216
第三节 加工中心编程实例 216
一、工艺分析 216
二、编程说明 216
三、NC程序 217
复习题 219
第十章 宏程序及其应用 221
第一节 用户宏功能 221
一、宏变量 221
二、常量 222
三、运算符 222
四、语句表达式 222
五、调用方式 222
第二节 用户宏编程 223
一、用户宏的特征 223
二、宏程序与普通程序 223
三、宏程序编程加工的适用范围 224
四、宏程序应用时应注意的事项 224
第三节 数控车床宏程序的编程 224
一、椭球面车削加工的宏程序 224
二、抛物面车削加工的宏程序 225
三、双曲面车削加工的宏程序 227
四、宏程序车削加工的应用实例 228
第四节 数控铣／加工中心宏程序的编程 230
一、分层铣削的宏程序 230
二、椭圆轮廓铣削的宏程序 232
三、圆球面铣削的宏程序 234
四、利用宏编制固定循环程序 234
五、铣削加工宏程序应用实例 236
复习题 240
第十一章 数控电火花线切割机床编程 242
第一节 数控电火花线切割加工概述 242
一、数控电火花线切割机床简介 242
二、线切割加工的原理 243
三、线切割加工的应用范围 243
第二节 数控电火花线切割编程 244
一、3B指令编程 244
二、4B指令编程 246
第三节 数控电火花线切割编程工艺与实例 248
一、数控线切割编程中的工艺处理 248
二、编程实例 252
复习题 255
第十二章 自动编程 256
第一节 自动编程概述 256
一、自动编程的基本原理 256
二、自动编程的主要特点 257
第二节 自动编程的现状和发展 258
一、数控语言自动编程 258
二、自动编程的发展趋向 258
第三节 MasterCAM自动编程与数据传输 260
一、MasterCAM系统软件简介 260
二、MasterCAM Mill系统自动编程的操作实例 261
三、图形交互自动编程的基本步骤 271
四、MasterCAM的数据传输 271
复习题 273
参考文献 274