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前言1

第1章 数控机床相关知识1

1.1数控机床的产生及现状1

1.1.1数控技术的产生1

1.1.2数控机床的现状2

1.2数控机床及数控部件的发展状态2

1.2.1数控机床的发展趋势2

1.2.2数控系统及数控部件的发展趋势5

1.3中国数控机床的发展7

1.3.1中国数控机床的发展状况7

1.3.2中国数控系统的技术水平7

1.4数控技术在先进制造技术中的作用8

第2章 数控机床的组成和工作原理9

2.1数控机床的组成9

2.1.1数控机床的整体结构9

2.1.2主机的组成11

2.2数控机床的基本工作原理18

2.2.1数控机床的加工过程18

2.2.2轮廓加工控制19

2.2.3数控机床的基本控制要求20

2.3数控机床的基本类型20

2.3.1按工艺用途分类20

2.3.2按运动轨迹分类21

2.3.3按伺服系统的控制方式分类23

2.3.4按数控装置的类别分类25

2.3.5按功能水平分类25

2.4数控机床的坐标系和自由度26

2.4.1数控机床的坐标系和运动方向的规定26

2.4.2数控机床的坐标系与工件坐标系28

2.4.3数控机床的自由度31

2.5数控功能的基本术语32

2.5.1数控系统的术语32

2.5.2数控机床的术语34

2.6数控机床的主要性能指标35

第3章 数控机床的选用38

3.1数控机床的选型38

3.1.1数控系统的选择38

3.1.2 CNC系统的选型优化39

3.2数控机床主机在选型中的重要性39

3.2.1对数控机床主机的要求39

3.2.2对数控机床坐标伺服系统机械与电气接口的要求40

3.3数控机床的选用依据42

3.3.1确定典型加工工件42

3.3.2数控机床规格的选择43

3.3.3机床精度的选择44

3.3.4数控机床位置精度的评定方法46

3.3.5数控机床的精度储备47

3.3.6生产能力48

3.3.7数控机床功能和附件的选择49

3.3.8自动换刀装置、刀库容量及刀柄的选择51

3.4数控机床的选购53

3.4.1市场占有率与售后服务53

3.4.2市场调研55

3.4.3数控机床性价比的市场规律55

3.4.4数控机床性价比的发展趋势56

3.4.5购置订货时应注意的问题57

第4章 机床数控系统58

4.1计算机数控系统的组成和工作过程58

4.1.1数控系统的组成58

4.1.2数控系统的工作过程60

4.2机床CNC硬件62

4.2.1 CNC装置硬件构成的特点62

4.2.2 CNC装置的微处理器系统结构63

4.3机床CNC软件65

4.3.1 CNC装置中软件的结构特点65

4.3.2 CNC装置中的控制软件及其工作过程67

4.4常用数控系统68

4.4.1 FANUC公司的CNC装置69

4.4.2 SIEMENS公司的CNC装置71

4.4.3华中“世纪星”数控系统73

4.4.4航天数控系统74

4.5数控机床的可编程序控制器（PLC）75

4.5.1 PLC的组成与分类75

4.5.2 PLC的接口78

4.5.3 PLC的几种控制功能80

4.5.4 PLC的数据处理功能80

第5章 数控机床的机械结构82

5.1数控机床的主传动系统和主轴部件82

5.1.1数控机床主传动系统的参数82

5.1.2主传动系统的配置82

5.1.3主轴部件86

5.2主轴的拆卸与调整88

5.2.1数控车床主轴部件的拆卸与调整88

5.2.2加工中心主轴部件的拆卸与调整90

5.2.3数控铣床主轴部件的拆卸与调整94

5.3数控机床进给传动部件的调整95

5.3.1电动机与丝杠间的连接96

5.3.2传动间隙补偿机构的调整96

5.3.3滚珠丝杠螺母副的间隙消除98

5.3.4滚珠丝杠的支承101

5.3.5制动装置102

5.4数控机床的自动换刀装置102

5.4.1回转刀架换刀103

5.4.2更换主轴换刀104

5.4.3更换主轴箱换刀105

5.4.4带刀库的自动换刀系统105

5.4.5刀库106

5.4.6刀库及换刀机械手的维护111

第6章 数控机床刀具和常用工具、夹具、量具114

6.1数控机床刀具114

6.1.1数控机床刀具的基本要求、种类及材料114

6.1.2数控机床刀具系统117

6.1.3数控机床刀具的选择130

6.2数控机床常用工具、夹具、量具133

6.2.1数控机床常用工具133

6.2.2数控机床常用夹具134

6.2.3数控机床常用量具136

第7章数控车床142

7.1概述142

7.1.1数控车床的适用范围142

7.1.2数控车床的布局形式143

7.1.3数控车床的组成144

7.1.4数控车床的分类145

7.2数控车床的传动与结构特点148

7.2.1主传动系统与结构特点148

7.2.2床鞍和横向进给装置150

7.2.3纵向驱动装置151

7.2.4尾座152

7.3数控车床加工工艺153

7.3.1数控车床加工工艺分析153

7.3.2定位基准的选择156

7.3.3数控车削加工工艺路线的拟定158

7.4数控车床工件的装夹与刀具的安装166

7.4.1工件的装夹166

7.4.2数控车床刀具的安装167

7.5切削用量的选择与数控车床的对刀169

7.5.1切削用量的选择169

7.5.2数控车床的对刀171

7.5.3刀补的测量172

7.5.4工件坐标系建立的步骤174

第8章 数控铣床175

8.1概述175

8.1.1数控铣床的主要加工对象175

8.1.2数控铣床的主要功能176

8.1.3数控铣床的分类176

8.1.4数控铣床的机械结构组成及主要特点178

8.2数控铣床的总体布局与结构性能180

8.2.1工件形状、尺寸和质量与总布局的关系180

8.2.2运动分配与部件的布局181

8.2.3总布局与铣床的结构性能182

8.3数控铣床的基本组成与传动系统183

8.3.1数控铣床的基本组成及主要技术参数183

8.3.2数控铣床的传动系统185

8.4数控铣床加工工艺186

8.4.1数控铣床加工工艺的基本特点及内容186

8.4.2工件的加工工艺性分析187

8.4.3工艺路线的制定188

8.4.4铣削刀具的选择192

8.4.5铣削用量的选择195

8.4.6数控铣削加工工艺文件196

8.5工件在数控铣床上的定位与装夹198

8.5.1工件定位的基本原理与基准的选择原则198

8.5.2工件在数控铣床上的夹紧201

8.5.3数控铣床夹具202

第9章 加工中心206

9.1概述206

9.1.1加工中心的特点206

9.1.2加工中心的基本组成及系列206

9.1.3加工中心的分类208

9.1.4加工中心的发展210

9.2 JCS-018A型加工中心211

9.2.1 JCS-018A型加工中心的用途、特点及技术参数211

9.2.2 JCS-018A型加工中心的传动系统214

9.3加工中心的刀库及自动换刀装置216

9.3.1加工中心的刀库形式216

9.3.2加工中心的刀库换刀217

9.4加工中心的主要加工对象218

9.5加工中心的加工工艺219

9.5.1零件的工艺分析219

9.5.2加工中心的选择223

9.5.3工序和装夹方式的确定229

9.5.4走刀路线的确定232

第10章 数控磨床237

10.1概述237

10.1.1数控磨床的工艺用途及分类237

10.1.2数控磨床的工作原理及结构特点237

10.2 MK1320型数控外圆磨床240

10.2.1 MK1320型数控外圆磨床的主要技术参数与数控系统240

10.2.2 MK1320机床本体的总体结构及运动241

10.2.3机床的主要部件结构242

10.3数控坐标磨床244

10.3.1数控坐标磨床的主要构成与主要运动244

10.3.2数控坐标磨床的技术参数246

10.4MK6030数控工具磨床247

10.4.1加工工艺范围247

10.4.2机床的主要构成247

10.4.3机床存在的运动及机床坐标系的建立249

10.4.4机床的主要技术参数250

10.5数控磨削加工工艺251

10.5.1数控外圆磨削工艺251

10.5.2数控坐标磨削工艺257

第11章 数控线切割加工机床263

11.1概述263

11.1.1电火花线切割加工的基本原理、特点及应用范围263

11.1.2电火花线切割加工机床的基本组成264

11.1.3电火花线切割加工的分类268

11.2线切割加工机床的型号及主要技术参数269

11.2.1线切割加工机床的型号269

11.2.2线切割加工机床的主要技术参数270

11.3数控线切割加工机床的运动分析与数控系统控制272

11.3.1数控线切割加工机床的运动分析272

11.3.2数控线切割加工机床的数控系统控制275

11.4影响数控线切割加工工艺指标的主要因素276

11.4.1主要工艺指标276

11.4.2影响工艺指标的主要因素276

11.5数控线切割加工工艺的制订与应用279

11.5.1加工工艺的制订279

11.5.2加工工艺的应用283

第12章 数控机床常用故障诊断方法和检测仪器的使用289

12.1数控机床的故障诊断方法289

12.1.1数控系统的故障诊断技术289

12.1.2数控机床的故障分析与诊断290

12.1.3数控机床维修所需的技术资料和技术准备292

12.1.4数控机床常用的故障检修方法293

12.2数控机床故障检测仪器的使用294

12.2.1示波器294

12.2.2逻辑测试笔296

12.2.3逻辑分析仪297

12.2.4集成电路测试仪300

12.2.5短路故障追踪仪301

12.2.6特征代码分析仪304

12.2.7存储器测试仪306

12.2.8激光干涉仪307

12.2.9球杆仪308