第1章 数控机床概述 1
1.1 数控机床简介 1
1.1.1 数控技术与数控机床 1
1.1.2 数控加工技术 2
1.2 数控机床的工作原理及组成 3
1.2.1 数控机床的组成及各部分功能 3
1.2.2 数控机床的工作原理 5
1.2.3 数控机床的规格、性能和可靠性指标 6
1.3 数控机床的特点与分类 7
1.3.1 数控机床的特点 7
1.3.2 数控机床的分类 9
1.4 数控技术及数控机床的发展 13
1.4.1 数控技术及数控机床的产生与发展历史 13
1.4.2 数控技术及数控机床的发展趋势 14
1.5 习题与思考题 15
第2章 数控机床的机械结构与工作原理 16
2.1 数控机床的主传动系统 16
2.1.1 主传动系统及特点 16
2.1.2 数控机床主轴的变速方式 17
2.1.3 主轴部件 18
2.1.4 典型主传动系统及部件结构 22
2.2 数控机床的自动换刀装置 25
2.2.1 自动换刀装置的形式 26
2.2.2 刀库 31
2.3 习题与思考题 42
第3章 数控机床进给伺服驱动系统 43
3.1 数控机床进给伺服系统的机械传动结构 43
3.1.1 进给传动机械结构的性能与特点 43
3.1.2 电动机与丝杠的联接 44
3.1.3 滚珠丝杠螺母副 45
3.1.4 进给传动系统齿轮间隙的消除 52
3.2 进给伺服驱动系统的组成和基本原理 54
3.2.1 步进电动机开环伺服系统 54
3.2.2 闭环伺服驱动系统 59
3.2.3 数控机床检测元件 63
3.3 习题与思考题 70
第4章 数控机床电气控制系统 72
4.1 计算机数控系统 72
4.1.1 CNC系统的组成与功能 72
4.1.2 CNC系统的硬件结构 74
4.1.3 CNC装置的软件结构 75
4.1.4 软件插补方法 78
4.2 可编程序控制器系统 81
4.2.1 PLC的结构、特点及工作原理 82
4.2.2 数控机床的PLC控制系统 86
4.3 数控机床的控制信息与接口信息 89
4.3.1 数控机床的控制信息 89
4.3.2 NC侧与MT侧的概念 89
4.3.3 数控机床的接口信息 89
4.3.4 数控机床输入／输出和通信接口 90
4.4 习题与思考题 91
第5章 数控机床加工工艺 92
5.1 数控加工工艺分析与设计 92
5.1.1 制定数控加工工艺的内容 92
5.1.2 数控加工的工艺性分析 92
5.1.3 数控加工工艺路线设计 94
5.1.4 数控加工工序设计 95
5.1.5 数控加工专用技术文件的编写 100
5.2 数控车削加工工艺基础 101
5.2.1 数控车削加工方法及工艺特点 101
5.2.2 数控车削加工进给路线的确定 101
5.2.3 典型数控车削加工工艺分析实例 104
5.3 数控铣削加工工艺基础 106
5.3.1 数控铣削加工方法及工艺特点 106
5.3.2 数控铣削加工进给路线的确定 108
5.3.3 典型数控铣削加工工艺分析实例 111
5.4 习题与思考题 115
第6章 数控机床程序编制基础 117
6.1 程序编制的基本知识 117
6.1.1 数控机床编程的基本概念 117
6.1.2 机床坐标轴 118
6.1.3 机床坐标系、机床原点和机床参考点 119
6.1.4 工件坐标系、程序原点和对刀点 121
6.1.5 程序结构 122
6.2 常用准备功能和辅助功能 123
6.2.1 准备功能G代码 123
6.2.2 辅助功能M代码 127
6.2.3 主轴功能S、进给功能F和刀具功能T 130
6.2.4 工件坐标系设定指令G92 130
6.2.5 绝对值编程与相对值编程指令G90、G91 132
6.2.6 坐标平面选择指令G17、G18、G19 132
6.2.7 进给控制指令G00、G01、G02、G03、G04 133
6.2.8 回参考点控制指令G28、G29 140
6.3 子程序调用 141
6.3.1 子程序调用指令M98及子程序返回指令M99 141
6.3.2 子程序调用应用实例 141
6.4 习题与思考题 143
第7章 数控车床的程序编制 144
7.1 数控车床几个常用的G指令 144
7.1.1 有关单位设定的G指令 144
7.1.2 直径方式和半径方式编程指令G36、G37 145
7.1.3 恒线速度指令G96、G97 145
7.1.4 倒角加工指令 147
7.2 车削加工简单循环指令 149
7.2.1 内（外）径切削循环指令G80 149
7.2.2 端面切削循环指令G81 150
7.3 车削加工复合循环指令 151
7.3.1 内（外）径粗车复合循环指令G71 151
7.3.2 端面粗车复合循环指令G72 154
7.3.3 闭环车削复合循环指令G73 156
7.4 螺纹切削加工指令 157
7.4.1 单行程螺纹切削指令G32 157
7.4.2 简单循环螺纹切削指令G82 160
7.4.3 螺纹切削复合循环指令G76 161
7.5 车削刀具补偿功能 163
7.5.1 刀具几何尺寸补偿与刀具磨损补偿 163
7.5.2 刀具刀尖半径补偿原理 164
7.5.3 刀具刀尖圆弧半径补偿指令G40、G41、G42 166
7.6 数控车削加工编程综合实例 168
7.7 习题与思考题 170
第8章 数控铣床的程序编制 172
8.1 铣削刀具补偿功能 172
8.1.1 刀具半径补偿指令G40、G41、G42 172
8.1.2 刀具半径补偿过程中的过切及棱角过渡现象 176
8.1.3 刀具长度补偿指令G43、G44、G49 179
8.2 数控铣床中有关坐标系的指令 181
8.2.1 直接机床坐标系编程指令G53 181
8.2.2 工件坐标系选择指令G54～G59 182
8.2.3 局部坐标系设定G52 186
8.3 简化编程指令 187
8.3.1 镜像功能G24、G25 187
8.3.2 缩放功能G50、G51 189
8.3.3 旋转变换G68、G69 191
8.4 固定循环指令 192
8.4.1 固定循环组成及动作顺序指定 193
8.4.2 钻孔循环指令G73、G81、G82、G83 195
8.4.3 攻螺纹循环指令G84、G74 196
8.4.4 镗孔循环指令G76、G85、G86、G87、G88、G89 198
8.5 数控铣削加工编程实例 201
8.5.1 简单二维轮廓零件的数控铣削加工手工编程实例 201
8.5.2 简单二维轮廓零件数控挖槽铣削加工手工编程实例 204
8.6 习题与思考题 207
参考文献 209