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第1章　绪论1

1.1　数控机床的产生与发展1

1.1.1　数控机床的产生1

1.1.2　我国数控机床的现状2

1.1.3　数控机床的发展趋势3

1.2　数控机床的组成及工作过程4

1.2.1 CNC机床的组成4

1.2.2　数控机床的工作过程6

1.3　数控机床的特点7

1.3.1　数控机床的特点7

1.3.2　CNC机床的特点8

1.4　数控机床的分类9

1.4.1　按工艺用途分类9

1.4.2　按运动方式分类9

1.4.3　按控制方式分类11

1.4.4　按功能水平分类13

1.5　数控机床坐标系14

1.5.1　机床坐标系14

1.5.2 工件坐标系14

1.6　数控机床的主要性能指标15

1.6.1　运动性能指标15

1.6.2　精度指标15

1.6.3 可控轴数与联动轴数16

本章小结16

练习题17

第2章　数控机床的主传动系统18

2.1 对主传动系统的基本要求和变速方式18

2.1.1 对主传动系统的基本要求18

2.1.2　主传动的变速方式19

2.2　数控机床的主轴部件24

2.2.1　主轴端部结构24

2.2.2　主轴轴承24

2.2.3　主轴轴承的配置形式27

2.2.4　主轴准停装置28

2.3　典型数控机床的主轴部件29

2.3.1　数控车床的主轴部件29

2.3.2　数控铣床的主轴部件32

2.3.3　加工中心的主轴部件33

2.4　高速主轴系统和电主轴35

2.4.1　高速主轴系统35

2.4.2　电主轴的结构37

2.4.3　电主轴的轴承38

本章小结40

练习题41

第3章 数控机床的进给传动系统42

3.1 对进给传动系统的基本要求42

3.2　数控机床进给传动系统的基本形式43

3.2.1　滚珠丝杠副43

3.2.2　静压丝杠副50

3.2.3　静压蜗杆-蜗轮条副52

3.2.4　双齿轮-齿条副53

3.2.5　直线电动机直接驱动54

3.3　进给传动系统齿轮传动间隙消除方法56

3.3.1　刚性调整法56

3.3.2　柔性调整法57

3.4　典型数控机床的进给传动系统60

3.4.1 MJ-50型数控车床的进给传动系统60

3.4.2　JCS-018A型立式加工中心的进给传动系统63

本章小结64

练习题64

第4章　数控机床的典型结构65

4.1 数控机床机械结构的组成、特点及要求65

4.1.1　数控机床机械结构的主要组成65

4.1.2　数控机床机械结构的主要特点66

4.1.3　数控机床对机械结构的基本要求67

4.2　数控机床的整体布局75

4.2.1　数控车床常见布局形式76

4.2.2　加工中心常见布局形式76

4.2.3　高速数控机床的布局形式78

4.2.4　并联运动机床的布局形式79

4.3　数控机床的导轨79

4.3.1　数控机床对导轨的基本要求80

4.3.2　数控机床导轨的种类与特点80

4.3.3　塑料滑动导轨82

4.3.4　滚动导轨84

4.3.5　静压导轨87

4.3.6　导轨的润滑与防护88

4.4　数控机床的自动换刀装置89

4.4.1 自动换刀装置的类型89

4.4.2　刀库的类型与容量95

4.4.3　换刀时的自动选刀97

4.4.4　自动换刀实例101

4.5　数控机床的回转工作台106

4.5.1　分度工作台106

4.5.2　数控回转工作台110

本章小结112

练习题112

第5章　加工程序编制的工艺基础113

5.1　概述113

5.2　手工零件编程的基础知识114

5.2.1　加工程序编制的基本概念114

5.2.2　手工编程的方法及步骤116

5.2.3　加工程序的结构与格式117

5.2.4　加工程序指令代码121

5.3　数控加工工艺设计126

5.3.1　数控加工工艺分析127

5.3.2　数控加工工艺的设计131

5.4　手工编程中的数值计算142

5.4.1　基点与节点坐标的计算142

5.4.2　刀具中心轨迹的计算143

5.4.3　手工编程的辅助计算143

5.4.4　平面轮廓基点坐标计算144

5.5　数控加工工艺文件的编写147

5.5.1　数控加工工艺文件的格式147

5.5.2　数控加工工艺文件的编写要求153

5.5.3　典型零件数控铣床加工工艺分析实例153

5.6　自动编程简介156

5.6.1 自动编程的概念156

5.6.2　CAD/CAM集成系统的自动编程简介157

5.6.3　CAD/CAM集成系统软件介绍159

5.7　高速切削技术161

5.7.1　高速切削技术概述161

5.7.2　高速切削的优势161

5.7.3　高速切削实现的条件和要求162

5.7.4　高速切削工艺规划164

本章小结164

练习题165

第6章　数控车削编程166

6.1 数控车削编程特点及坐标系166

6.1.1　数控车削编程特点166

6.1.2　数控车床的原点与参考点167

6.1.3　坐标系167

6.1.4　预置工件坐标系172

6.2　数控车削工艺172

6.2.1　走刀路线的确定172

6.2.2　夹具和刀具的选择175

6.2.3　切削用量的选择177

6.3　数控车削编程179

6.3.1　基本编程方法179

6.3.2　固定循环功能185

6.3.3　螺纹加工192

6.3.4　刀具补偿功能与编程197

6.4　数控车削编程综合实例201

6.4.1　综合实例一201

6.4.2　综合实例二203

本章小结206

练习题206

第7章　数控铣削编程209

7.1 数控铣削编程特点及坐标系209

7.1.1　数控铣削编程特点209

7.1.2　坐标系与原点212

7.2　数控铣削工艺213

7.2.1 选择并确定数控铣削部位及工序内容213

7.2.2　零件图工艺性分析213

7.2.3　走刀路线的确定215

7.2.4　铣削刀具的选择218

7.2.5　切削用量的选择224

7.3　数控铣削编程方法226

7.3.1　基本编程方法226

7.3.2　固定循环功能247

7.4　数控铣削编程实例264

7.4.1 实例17264

7.4.2　实例18268

7.5 加工中心用加工程序编制270

7.5.1　加工中心特点与加工对象270

7.5.2　加工中心用加工程序编制要点272

7.6　加工中心用加工程序编制实例273

7.6.1　工艺分析273

7.6.2　确定夹具、选用刀具274

7.6.3　确定编程原点、对刀位置及对刀方法274

7.6.4　确定加工路线275

7.6.5　确定加工所用各种工艺参数277

7.6.6　数值计算277

7.6.7　编制程序277

7.6.8　程序检验277

7.6.9　编程实例278

本章小结287

练习题287

第8章　数控机床的选用、调试与维护295

8.1　数控机床的选用295

8.1.1　根据典型工件选用数控机床295

8.1.2　数控机床规格的选择295

8.1.3　数控机床精度的选择296

8.1.4　数控系统的选择297

8.1.5 自动换刀装置的选择及刀柄的配置298

8.1.6　数控机床可选功能及附件的选择300

8.1.7　购置数控机床时应注意的其他问题300

8.2　数控机床的安装301

8.2.1　数控机床初就位301

8.2.2　数控机床部件的连接301

8.2.3　数控系统的连接与调整301

8.3　数控机床的调试304

8.3.1　通电试车304

8.3.2　数控机床精度和功能的调试305

8.3.3　试运行305

8.4　数控机床的检查与验收306

8.4.1　数控机床外观的检查306

8.4.2　数控机床几何精度的检查307

8.4.3　数控机床定位精度的检查308

8.4.4　数控机床切削精度的检查311

8.4.5　数控机床性能及数控功能检查313

8.5　数控机床的使用与维护315

8.5.1　数控机床的使用要点315

8.5.2　数控机床维修的基本概念318

8.5.3　数控机床的维护和保养319

8.5.4　数控机床故障诊断的一般方法323

本章小结330

练习题330

附录333

附录一 中华人民共和国国家标准工业自动化系统机床数值控制词汇333

附录二 中华人民共和国机械行业标准数控机床坐标和运动方向的命名344

参考文献354