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第1章 数控机床概述1

1.1 数控机床的产生、发展1

1.1.1 数控机床的产生1

1.1.2 数控机床的现状1

1.1.3 数控技术的发展2

1.2 数控机床的特点与分类3

1.2.1 数控机床的特点3

1.2.2 数控机床的分类4

1.3 数控机床的基本组成及其工作原理6

1.3.1 数控机床的基本组成6

1.3.2 数控机床的工作原理7

1.4 数控机床的主要性能指标与机床坐标系8

1.4.1 数控机床的精度指标8

1.4.2 数控机床的运动性能指标8

1.4.3 数控机床的可控轴数与联动轴数9

1.4.4 数控机床的坐标系9

习题12

第2章 数控机床的机械结构13

2.1 机械结构的基本要求与主要特点13

2.1.1 数控机床机械结构的基本要求13

2.1.2 数控机床的机械结构特点19

2.2 数控机床的主轴组件及传动装置20

2.2.1 数控机床对主传动系统的要求20

2.2.2 主轴变速方式20

2.2.3 数控机床主轴部件22

2.2.4 高速主轴系统和电主轴26

2.3 进给系统的机械传动机构27

2.3.1 数控机床对进给系统的要求27

2.3.2 齿轮传动副27

2.3.3 滚珠丝杠螺母副29

2.3.4 静压蜗杆蜗条副、齿轮齿条副35

2.4 自动换刀装置36

2.4.1 自动换刀装置的分类36

2.4.2 刀库37

2.4.3 机械手39

2.4.4 加工中心换刀过程40

2.5 回转工作台41

2.5.1 分度工作台41

2.5.2 数控回转工作台43

2.5.3 带交换托盘的多齿分度工作台45

习题47

第3章 数控系统48

3.1 数控系统概述48

3.1.1 什么是数控系统48

3.1.2 数控系统的组成及其工作原理49

3.1.3 常用数控系统50

3.2 数控插补原理52

3.2.1 什么是插补52

3.2.2 逐点比较法52

3.2.3 其他插补方法56

3.3 检测装置与执行元件58

3.3.1 常用检测装置58

3.3.2 常用执行元件61

3.4 进给伺服系统63

3.4.1 开环进给伺服系统63

3.4.2 闭环和半闭环进给伺服，系统64

3.5 主轴控制系统65

3.6 可编程控制器简介66

3.6.1 可编程控制器的组成66

3.6.2 PLC的工作方式66

3.6.3 常见的编程语言67

3.6.4 数控机床中使用PLC的意义67

3.6.5 数控机床用PLC68

习题68

第4章 数控加工工艺基础70

4.1 数控加工工艺特点70

4.2 确定零件的安装方法及夹具方案70

4.2.1 工件的装夹方式70

4.2.2 机床夹具的分类71

4.2.3 机床夹具的组成72

4.2.4 六点定位原理73

4.2.5 夹紧方案74

4.3 确定加工路线及切削参数76

4.3.1 走刀路线的确定76

4.3.2 切削用量的确定79

4.4 数控机床刀具系统80

4.4.1 数控机床的工具系统80

4.4.2 数控刀具的基本特点80

4.4.3 数控刀具的分类81

4.4.4 车削类工具系统81

4.4.5 数控车刀的类型及选用82

4.4.6 常用车刀的儿何参数83

4.4.7 机夹可转位车刀的选用83

4.4.8 镗铣类工具系统88

4.5 零件的数控加工工艺分析88

4.5.1 对零件图进行数控加工工艺分析88

4.5.2 零件数控加工工艺路线的拟定90

习题94

第5章 数控编程基础97

5.1 数控程序编制概述97

5.1.1 什么是数控编程97

5.1.2 数控编程的种类97

5.1.3 数控程序编制的内容和步骤98

5.2 数控加工工艺分析99

5.2.1 数控加工工艺分析的一般步骤与方法99

5.2.2 数控加工工艺文件的编写102

5.3 数控编程中的数值计算102

5.3.1 选择编程原点103

5.3.2 基点103

5.3.3 非圆曲线数学处理的基本过程104

5.3.4 数控加工误差的组成104

5.4 数控程序代码与编程105

5.4.1 数控程序代码一与标准105

5.4.2 数控程序常用代码介绍108

5.4.3 数控程序结构与格式109

习题111

第6章 数控车削加工技术113

6.1 数控车床编程基础113

6.1.1 数控车床编程的特点113

6.1.2 数控车床常用编程指令113

6.1.3 常用指令的简要说明115

6.1.4 程序编制实例137

6.2 数控车床基本操作140

6.2.1 数控车床操作面板简介140

6.2.2 数控车床的开、关机准备145

6.2.3 数控车床的手动操作146

6.2.4 数控车床的主轴操作146

6.2.5 程序的输入及其编辑146

6.2.6 数控车削的对刀操作148

6.2.7 数控车床的安全操作149

6.3 数控车削加工工艺150

6.3.1 车削加工零件的工艺性分析150

6.3.2 数控车床加工切削用量的选择151

6.3.3 数控车削加工工艺路线的确定153

6.4 数控车床刀具、夹具与辅具156

6.4.1 数控车削刀具156

6.4.2 数控车床用的夹具与辅具158

6.5 数控车削加工实例160

6.5.1 轴类零件编程实例160

6.5.2 套类零件编程实例162

6.5.3 盘类零件编程实例164

习题167

第7章 数控铣床与加工中心加工技术170

7.1 数控铣床编程基础170

7.1.1 数控铣床编程特点与”基本功能170

7.1.2 数控铣床常用编程指令171

7.1.3 刀具补偿指令及其编程175

7.1.4 固定循环加工指令与编程179

7.1.5 子程序在铣削加工中的应用186

7.1.6 镜像加工与坐标旋转变换188

7.2 数控铣床的操作190

7.2.1 数控铣床控制面板及操作面板190

7.2.2 手动操作192

7.2.3 MDI操作192

7.2.4 坐标数据设定193

7.2.5 参数设定193

7.3 数控铣床与加工中心加工实例194

7.3.1 综合实例一194

7.3.2 综合实例二197

习题199

第8章 用户宏程序203

8.1 概述203

8.2 变量203

8.2.1 变量的表示203

8.2.2 变量的引用204

8.2.3 变量的类型204

8.3 变量的运算与控制指令205

8.3.1 算术运算指令205

8.3.2 条件运算指令206

8.3.3 逻辑运算指令206

8.3.4 三角函数指令206

8.3.5 控制指令206

8.4 宏程序调用207

8.4.1 运算指令的调用207

8.4.2 控制指令的调用208

8.4.3 宏程序调用的注意事项210

8.5 用户宏程序应用示例210

习题212

第9章 数控电火花线切割加工技术213

9.1 电火花线切割加工工艺基础213

9.1.1 数控电火花线切割加工原理213

9.1.2 数控电火花线切割的加工对象214

9.1.3 数控电火花线切割工艺基础214

9.1.4 线切割加工的主要工艺问题218

9.2 数控电火花线切割加工编程219

9.2.1 3B格式程序编制219

9.2.2 4B格式程序编制222

9.2.3 ISO格式程序编程226

9.3 数控线切割加工编程综合实例231

9.3.1 程序编制步骤231

9.3.2 数控电火花线切割加工综合应用231

习题234

第10章 自动编程加工技术236

10.1 计算机辅助数控编程的几何造型236

10.1.1 线框模型236

10.1.2 表面模型236

10.1.3 实体模型236

10.1.4 特征模型236

10.2 数控加工刀具轨迹的生成237

10.2.1 二维轮廓加工237

10.2.2 腔槽加工237

10.2.3 曲面的加工238

10.3 刀具轨迹编辑、验证与后置处理238

10.3.1 刀具轨迹的编辑238

10.3.2 刀具轨迹的验证239

10.3.3 后置处理240

10.4 数控加工应用实例240

10.4.1 实体造型241

10.4.2 轨迹生成244

10.4.3 模拟加工246

10.4.4 后置处理和通信248

习题251

参考文献252