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第一章　概述1

1.1　基本概念1

1.1.1　数控机床的产生1

1.1.2　数控机床的定义2

1.2　数控机床的组成与工作原理2

1.2.1　数控机床的组成2

1.2.2　数控机床的工作原理4

1.3　数控机床的分类与特点4

1.3.1　数控机床的分类4

1.3.2　数控机床的特点7

1.4　数控加工技术的发展8

1.4.1　数控机床的发展8

1.4.2　现代制造系统9

本章小结9

思考与练习题9

第二章　机床的运动与坐标系11

2.1　机床的运动11

2.1.1　运动的主要要素11

2.1.2　表面成型运动11

2.1.3　辅助运动12

2.2　机床的传动13

2.2.1　传动联系13

2.2.2　传动链13

2.2.3　传动原理图13

2.2.4　传动系统图14

2.3　数控机床的坐标系17

2.3.1　标准坐标系及运动方向17

2.3.2　机床坐标系19

2.3.3 工件坐标系20

2.3.4　装夹原点21

本章小结21

思考与练习题21

第三章　机床数控系统23

3.1　数控系统的定义及组成23

3.2　数控系统的基本原理26

3.2.1　数控系统的工作过程26

3.2.2　程序的存储26

3.2.3　译码26

3.3　刀具补偿原理27

3.3.1　刀具半径补偿27

3.3.2　刀具长度补偿31

3.3.3　刀具位置补偿32

3.4　数控系统的硬件33

3.4.1　数控系统的硬件构成33

3.4.2　标准型数控系统的硬件结构33

3.5　数控系统的软件41

3.5.1　数控系统的软件构成41

3.5.2　多任务并行处理技术43

3.5.3　实时中断处理46

3.6　典型数控系统介绍49

3.6.1　典型数控系统简介49

3.6.2 FANUC 0i系列51

3.6.3 SINUMERIK 840D55

3.7　数控机床与可编程控制器58

3.7.1 PLC的结构组成、工作原理与编程方法58

3.7.2 PLC在数控机床上的应用62

本章小结65

思考与练习题66

第四章　数控车床67

4.1　数控车床简介67

4.1.1 数控车床的工艺范围与分类67

4.1.2　数控车床的分类67

4.1.3　数控车床的组成、特点与发展69

4.1.4　数控车床的布局形式70

4.2　数控车床的传动系统72

4.2.1　主传动系统72

4.2.2　进给传动系统76

4.2.3　转塔刀架79

4.2.4　尾座80

4.2.5　高速动力卡盘81

4.2.6　其他刀架81

4.3　车削中心简介85

本章小结88

思考与练习题88

第五章　数控铣床90

5.1　概述90

5.1.1　数控铣床的主要加工对象90

5.1.2　数控铣床的主要功能91

5.2　数控铣床的布局与分类92

5.2.1　工件的重量和尺寸与布局的关系92

5.2.2　运动的分配与部件的布局93

5.2.3　布局与铣床的结构性能94

5.2.4　数控铣床的分类95

5.3　数控铣床的传动系统与典型机械结构95

5.3.1　数控铣床的基本组成及主要技术参数95

5.3.2　数控铣床的传动系统97

5.3.3　数控铣床的主要部件98

本章小结105

思考与练习题105

第六章　加工中心106

6.1　加工中心概述106

6.1.1　加工中心的特点106

6.1.2　加工中心的分类107

6.1.3　加工中心的发展109

6.2 JCS—018A型加工中心110

6.2.1 JCS—018A型加工中心的用途、特点及技术参数110

6.2.2 JCS—018A型加工中心的传动系统112

6.2.3 JCS—018A型加工中心的典型部件114

6.3　卧式加工中心简介125

6.3.1　卧式加工中心的布局125

6.3.2 SOLON3—1型卧式镗铣加工中心简介126

本章小结127

思考与练习题128

第七章　特种数控加工机床130

7.1　数控电火花加工机床130

7.1.1 电火花加工的基本原理130

7.1.2　电火花加工的主要特点131

7.1.3 电火花加工在模具制造中的应用&132

7.1.4 电火花加工机床的基本组成132

7.1.5　电火花加工机床的主要附件及其作用136

7.1.6　影响工件质量的主要因素140

7.2　数控电火花线切割加工机床143

7.2.1 电火花线切割加工的基本原理、特点及应用范围143

7.2.2　电火花线切割加工机床的基本组成144

7.2.3　影响线切割加工工艺指标的主要因素150

本章小结152

思考与练习题152

第八章　高速数控机床及其技术153

8.1　概述153

8.2　高速切削和高速机床的关键技术154

8.2.1　高速切削的特点154

8.2.2　高速加工的关键技术155

8.3　高速主轴单元157

8.3.1　高速加工电主轴结构158

8.3.2　高速电主轴轴承160

8.3.3 电主轴的冷却和轴承的润滑161

8.3.4　电主轴的动平衡162

8.4　高速进给系统163

8.4.1　高速机床对进给系统的要求163

8.4.2　传统进给系统存在的问题164

8.4.3　典型高速直线进给机构165

8.5　高速刀具系统170

8.5.1 高速切削对刀具系统的要求170

8.5.2　高速刀具系统172

8.5.3　高速刀具系统的安全与检测175

8.6　高速加工数控系统176

8.6.1　高速主轴控制176

8.6.2　高速伺服控制系统176

8.6.3　精简指令集计算机系统结构的CNC系统177

8.6.4 由可编程控制器实现的其他控制功能178

本章小结178

思考与练习题178

第九章　数控机床的典型部件180

9.1　数控机床的主轴系统180

9.1.1　对数控机床主轴系统的要求180

9.1.2　数控机床主轴的传动方式181

9.1.3　主轴部件183

9.1.4　主轴的准停186

9.1.5 主轴的润滑与密封190

9.2　数控机床的进给系统192

9.2.1　对数控机床进给系统的要求192

9.2.2　齿轮传动副193

9.2.3　联轴器198

9.2.4　滚珠丝杠螺母机构199

9.3　床身与立柱205

9.4　机床导轨209

9.4.1　对导轨的要求209

9.4.2　数控机床上常用的导轨及其特点209

9.4.3　导轨的润滑与防护214

9.5　自动换刀装置215

9.5.1 自动换刀装置的分类215

9.5.2 刀库221

9.5.3　机械手224

9.6　数控机床的位置检测装置229

9.6.1　对数控机床位置检测装置的要求229

9.6.2　位置检测装置的分类230

9.6.3　常用位置检测装置及工作原理231

9.7　自动排屑装置242

9.7.1 自动排屑装置在数控机床中的作用242

9.7.2　典型自动排屑装置243

本章小结244

思考与练习题245

第十章 数控机床的液压与气压系统248

10.1　液压和气压传动系统概述248

10.1.1　液压和气压传动系统在数控机床中的功能248

10.1.2　液压和气压传动系统的构成249

10.1.3　液压和气压传动的工作原理249

10.2　液压和气压传动系统在数控机床中的应用250

10.3　数控机床液压与气压系统的维护258

10.3.1　维护要点258

10.3.2　液压与气压系统的点检259

本章小结260

思考与练习题260

第十一章　数控机床的选用、安装、调试、验收与保养261

11.1　数控机床的选用261

11.1.1　确定典型加工工件261

11.1.2　数控机床规格的选择262

11.1.3　数控机床精度的选择262

11.1.4　数控系统的选择263

11.1.5 自动换刀装置、刀库容量及刀柄的选择264

11.1.6　数控机床选择功能及附件的选择266

11.1.7　技术服务与售后服务267

11.2　数控机床的安装与调试267

11.2.1　机床的基础处理和初就位267

11.2.2　机床部件的组装268

11.2.3　数控系统的连接268

11.2.4　通电试车268

11.2.5　机床精度和功能的调试269

11.2.6　试运行270

11.3　数控机床的验收270

11.3.1　数控机床外观的检查270

11.3.2　数控机床精度的验收270

11.3.3 数控机床性能及数控功能的检验271

11.4　数控机床的常规保养273

11.4.1　数控机床的日常保养273

11.4.2　使用数控机床应注意的问题274

本章小结274

思考与练习题275

第十二章　机床的数控技术改造276

12.1　机床改造概述276

12.1.1　机床数控改造的条件276

12.1.2　国外机床技术改造的发展趋势277

12.1.3　机床改造的主要对象277

12.1.4　机床改造的一般步骤277

12.2　机床的经济型数控技术改造278

12.2.1　数控改造主要技术方案的选择278

12.2.2　普通机床数控化改造实例281

本章小结287

思考与练习题288

附录289

附录一　普通车床289

附录二　X6132型升降台铣床295

附录三　Y3150E型滚齿机297

附录四　其他普通机床298

参考文献301