數控機床及應用

書中首先介紹了數控機床應用的基本知識；然後介紹數控機床的各個組成部分，包括計算機數控系統、伺服系統及位置檢測裝置、數控機床的機械結構；圍繞數控機床的應用，介紹了應用數控機床進行加工所需要的技術基礎知識，各類數控機床的數控編程基本知識與方法；根據各校不同的實際條件，介紹並剖析了若干個應用實例；針對數控機床應用中的常見問題，介紹了數控機床的使用與維護常識；最後介紹了數控機床的發展趨勢。

考慮到承擔高等職業技術教育各個學校的類別、辦學條件以及生源都有所不同的現實，本書在內容的組織上採用了模塊化結構，每一章基本是一個獨立的模塊，教學中可根據具體需要進行模塊組合。因此本書既可以作為機電類專業高等職業技術教育的主幹課教材，也可以作為工業工程、企業管理等專業的輔修課教材，同時，還可以作為數控加工編程等的應用培訓教材。

第1章概述1

1.1數控機床的作用1

1.2數控機床的基本構成2

1.3數控機床的分類及其應用範圍2

1.3.1數控車床3

1.3.2數控銑床3

1.3.3加工中心4

1.3.4車削中心(車銑中心)5

1.4數控機床的工作過程6

1.5數控編程方法7

1.6數控程序代碼標準8

1.7控制軸數與聯動軸數8

1.8數控機床的特點10

思考題與習題11

第2章計算機數控系統12

2.1概述12

2.1.1CNC系統的組成及其工作過程12

2.1.2CNC系統的特點13

2.1.3CNC系統可實現的功能14

2.2CNC系統的硬體體系結構15

2.2.1單微處理器結構16

2.2.2多微處理器體系結構17

2.2.3開放式CNC系統19

2.3CNC系統的軟體結構21

2.3.1CNC系統軟體概述21

2.3.2CNC系統軟體的結構特點22

2.3.3CNC系統軟體的結構模式24

2.4數控系統的插補原理28

2.4.1概述28

2.4.2典型的插補方法28

2.5數控系統的刀具補償功能35

2.5.1刀具半徑補償35

2.5.2刀具長度補償38

2.6數控系統中的PC40

2.6.1概述40

2.6.2內裝型PC和獨立型PC41

2.6.3PC在數控機床上的配置42

2.6.4PC控制與數字控制的關係43

思考題與習題45

第3章伺服系統及位置檢測裝置46

3.1伺服系統概述46

3.1.1伺服系統的組成46

3.1.2對伺服系統的基本要求46

3.1.3伺服系統分類46

3.2伺服驅動電動機48

3.2.1步進電動機48

3.2.2直流伺服電動機51

3.2.3交流伺服電動機52

3.2.4直線電動機54

3.3位置檢測裝置55

3.3.1位置檢測裝置簡介55

3.3.2磁尺位置檢測裝置56

3.3.3光柵位置檢測裝置58

3.3.4脈衝編碼器61

3.3.5旋轉變壓器63

3.3.6感應同步器64

3.3.7測速發電機67

思考題與習題69

第4章數控機床的機械結構70

4.1數控機床機械結構的特點70

4.2數控機床的主傳動系統73

4.2.1數控機床主傳動系統的特點73

4.2.2數控機床主軸的調速方法73

4.2.3數控機床的主軸部件74

4.3數控機床的進給傳動系統78

4.3.1數控機床進給傳動的特點78

4.3.2滾珠絲杠螺母副79

4.3.3直線電動機進給系統83

4.3.4數控機床的導軌85

4.3.5進給系統傳動間隙的消除93

4.4自動換刀裝置96

4.4.1數控車床的自動轉位刀架96

4.4.2加工中心自動換刀裝置100

4.5數控機床的迴轉工作台110

4.5.1數控迴轉工作台110

4.5.2分度工作台112

思考題與習題115

第5章數控加工技術基礎116

5.1數控加工基礎知識116

5.1.1數控機床的坐標系統116

5.1.2零件的數控加工工藝119

5.2數控加工程序125

5.2.1數控加工程序的結構與格式125

5.2.2數控加工常用的功能指令及其代碼128

5.3數控編程中的工藝處理138

5.3.1零件裝夾方法及對刀點的確定138

5.3.2工步的劃分與走刀路線的確定140

5.3.3刀具及切削用量的選擇144

5.4數控編程中的數學處理149

5.4.1基點坐標計算149

5.4.2節點坐標計算151

5.4.3刀位點坐標計算158

思考題與習題161

第6章數控編程162

6.1概述162

6.1.1數控編程的概念和方法162

6.1.2數控編程的內容和步驟162

6.2數控車床編程163

6.2.1數控車床編程基礎163

6.2.2基本指令編程165

6.2.3圓錐加工編程170

6.2.4螺紋加工編程171

6.2.5子程序172

6.2.6循環加工編程173

6.3數控銑床編程175

6.3.1數控銑床編程基礎175

6.3.2基本指令編程176

6.3.3刀具長度補償178

6.3.4刀具半徑補償179

6.3.5鏡象加工編程183

6.3.6子程序調用185

6.3.7轉移加工187

6.3.8零點偏置189

6.3.9三軸聯動功能簡介191

6.4加工中心編程192

6.4.1加工中心的編程特點192

6.4.2加工中心常用的指令編程193

6.4.3刀具選擇與刀具交換194

6.4.4刀具偏置195

6.4.5刀具長度補償197

6.4.6刀具半徑補償199

6.4.7孔加工固定循環201

6.4.8子程序207

第7章數控機床應用實例208

7.1數控車床應用實例208

7.1.1Vturn\|16數控車床應用實例208

7.1.2TDNC150多功能數控機床應用實例210

7.1.3CJK6032數控車床應用實例213

7.2LJ\|10MC車銑中心應用實例216

7.3數控銑床應用實例220

7.3.1XKA5032A立式數控銑床應用實例220

7.3.2TDNCX15A數控銑床應用實例225

7.4加工中心應用實例228

7.4.1Vcenter\|65立式加工中心應用實例I228

7.4.2Vcenter\|65立式加工中心應用實例II234

7.4.3ZH7640立式加工中心應用實例240

第8章數控機床的使用與維護247

8.1數控機床的選用247

8.1.1確定典型加工工件247

8.1.2數控機床規格的選擇248

8.1.3機床精度的選擇248

8.1.4數控系統的選擇249

8.1.5工時和節拍的估算250

8.1.6自動換刀裝置選擇及刀柄配置250

8.1.7機床選擇功能及附件的選擇253

8.2數控機床的基本操作規程253

8.2.1數控設備的通用操作規程253

8.2.2數控設備專項操作規程254

8.3數控機床的維護與保養256

第9章數控機床的發展趨勢259

9.1數控機床的發展展望259

9.1.1高速度、高精度化259

9.1.2多功能化260

9.1.3智能化261

9.1.4控制系統小型化262

9.1.5數控編程自動化262

9.1.6更高的可靠性262

9.2數控機床新技術263

9.2.1模塊化數控機床263

9.2.2並聯機床264

9.3計算機輔助數控編程方法266

9.3.1計算機輔助數控編程技術266

9.3.2計算機輔助數控編程的特點與基本步驟267

9.3.3計算機輔助數控編程軟體及功能介紹269

參考文獻271

第2章機械設計概論

2.1機械設計的一般過程

2.2功能原理設計概述

2.3機械設計約束分析

2.4機械結構設計

習題

第3章現代設計法應用概述

3.1計算機輔助設計

*3.2優化設計

* 3.3創新設計

習題

第2篇常 用 機 構

第4章平面連桿機構

4.1平面連桿機構的類型和應用

4.2平面連桿機構的基本特性

4.3平面連桿機構的運動設計

4.4多桿機構的應用

習題

第5章凸輪機構

5.1凸輪機構的類型和應用

5.2從動件基本運動規律

5.3凸輪輪廓設計

5.4凸輪機構基本尺寸的確定

5.5凸輪機構的結構和材料

習題

第6章輪系

6.1定軸輪系

6.2行星輪系

6.3組合輪系

6.4輪系的功用

習題

第7章其他常用機構

7.1棘輪機構

7.2槽輪機構

7.3螺旋機構

*7.4機構的組合與應用

習題

第3篇機 械 傳 動

第8章帶傳動

8.1帶傳動的工作原理和應用

8.2帶傳動的受力分析和應力分析

8.3帶傳動的彈性滑動與失效形式

8.4V帶規格、帶輪結構和帶傳動張緊裝置

8.5V帶傳動選用計算

習題

第9章鏈傳動

9.1鏈傳動的特點和組件結構與參數

9.2鏈傳動的運動和受力情況分析

9.3鏈傳動的設計計算

9.4鏈傳動的布置、張緊和潤滑

習題

第10章齒輪傳動

10.1齒輪傳動的特點和類型

10.2齒輪齒廓的特性

10.3漸開線標準齒輪的基本參數和尺寸

10.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

10.5漸開線齒形的加工和檢驗尺寸

10.6變位齒輪傳動

10.7斜齒圓柱齒輪傳動

10.8圓錐齒輪傳動

10.9齒輪傳動設計

10.10齒輪結構與齒輪傳動的潤滑

習題

第11章蝸桿傳動

11.1蝸桿傳動概述

11.2蝸桿傳動的基本參數和尺寸

11.3蝸桿傳動的承載能力計算

11.4蝸桿傳動的效率和熱平衡

11.5蝸桿和蝸輪的結構

習題

第4篇軸系零部件

第12章滑動軸承

12.1滑動軸承的工作原理

12.2滑動軸承的分類和結構特點

12.3滑動軸承的材料和軸瓦結構

12.4滑動軸承的潤滑

12.5不完全流體潤滑滑動軸承的計算

習題

第13章滾動軸承

13.1滾動軸承的組成、類型和特點

13.2滾動軸承的代號及類型選擇

13.3滾動軸承的計算

13.4軸承的選用

習題

第14章軸及軸系

14.1概述

14.2軸的材料與強度計算

14.3軸及軸系的結構設計

習題

第15章聯軸器、離合器與制動器

15.1聯軸器

15.2離合器

15.3制動器

習題

第5篇聯接與彈簧

第16章聯接

16.1鍵聯接

16.2銷聯接

16.3螺紋聯接

習題

第17章彈簧

17.1概述

17.2圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的幾何參數和特性曲線

17.3圓柱螺旋彈簧的設計計算

習題

附錄凸輪輪廓設計與齒輪傳動設計的QBASIC程序

主要參考文獻