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第1章 绪论1

1.1数控技术的产生与基本概念1

1.1.1数控技术的产生1

1.1.2数控技术的基本概念2

1.2数控系统的组成与分类3

1.2.1数控系统的组成3

1.2.2数控系统工作原理4

1.2.3数控系统的分类5

1.3数控机床的特点及应用范围8

1.3.1数控机床的特点8

1.3.2数控技术的应用范围9

1.4数控机床的性能指标10

1.4.1控制轴数与联动轴数10

1.4.2数控机床的精度10

1.4.3误差补偿功能11

1.4.4故障诊断功能11

1.5数控技术的发展11

1.5.1数控技术的发展现状11

1.5.2数控技术的发展趋势12

第2章 数控加工工艺基础14

2.1数控加工工艺特点14

2.2数控加工工艺设计的主要内容15

2.2.1数控加工工艺内容的选择15

2.2.2数控加工工艺性分析16

2.2.3数控加工工艺路线的设计19

2.2.4零件的工艺规程23

2.2.5填写数控加工技术文件23

2.3数控机床用刀具26

2.3.1数控加工对刀具的要求26

2.3.2对刀具材料的基本要求27

2.3.3数控加工刀具的类型和应用29

第3章 数控加工程序的编制38

3.1数控编程的基本概念38

3.1.1数控编程内容和步骤39

3.1.2数控编程方法简介40

3.2数控编程基础41

3.2.1机床坐标系41

3.2.2 工件坐标系44

3.2.3绝对、增量坐标编程45

3.2.4编程尺寸的表示方法45

3.2.5数控程序结构与格式45

3.3数控系统的基本指令48

3.3.1准备功能G指令49

3.3.2辅助功能M指令57

3.3.3其他指令59

3.3.4基本指令的综合应用60

3.4数控车床的程序编制61

3.4.1数控车床的编程特点61

3.4.2数控车床的刀具补偿62

3.4.3数控车床的循环指令64

3.4.4数控车床编程实例71

3.5数控铣床的程序编制74

3.5.1数控铣床编程的特点74

3.5.2数控铣床刀具功能的实现75

3.5.3简化编程功能指令76

3.5.4镗铣类数控机床（加工中心）编程的特点82

3.5.5数控镗铣床编程实例82

第4章 插补原理88

4.1概述88

4.1.1插补的基本概念88

4.1.2插补的分类88

4.2脉冲增量插补算法90

4.2.1逐点比较法90

4.2.2数字积分法98

4.3数据采样法107

4.3.1数据采样法简介107

4.3.2数据采样法直线插补基本原理108

4.3.3数据采样法圆弧插补109

4.4加工过程的进给速度控制112

4.4.1脉冲增量插补算法的进给速度控制113

4.4.2数据采样插补算法的进给速度控制114

第5章 计算机数控系统119

5.1 CNC系统的组成和功能特点119

5.1.1 CNC系统的组成119

5.1.2 CNC装置的工作内容和功能特点120

5.2 CNC装置的硬件结构121

5.2.1单微处理器结构122

5.2.2多微处理器结构123

5.2.3开放式数控系统124

5.3 CNC装置的软件结构126

5.3.1 CNC装置的软件组成126

5.4 CNC系统的控制原理130

5.4.1零件程序的输入130

5.4.2译码131

5.4.3刀具补偿131

5.4.4插补132

5.4.5位置控制132

5.4.6速度控制132

第6章 位置检测技术136

6.1位置伺服控制136

6.1.1位置伺服控制分类136

6.1.2幅值伺服控制138

6.1.3相位伺服控制139

6.2光电编码器140

6.2.1增量式编码器140

6.2.2绝对式编码器141

6.2.3编码器在数控机床中的应用142

6.3光栅尺和磁栅尺143

6.3.1光栅尺的结构及工作原理143

6.3.2光栅尺位移数字变换系统144

6.3.3磁栅尺的结构及工作原理145

6.3.4磁栅尺的检测电路147

6.4旋转变压器和感应同步器148

6.4.1旋转变压器的结构和工作原理148

6.4.2感应同步器的结构150

6.4.3感应同步器的工作原理151

第7章 数控机床的伺服控制系统154

7.1概述154

7.1.1数控机床伺服系统的分类154

7.1.2数控机床对伺服系统的要求157

7.1.3机床伺服系统的发展158

7.2步进电动机开环位置控制系统158

7.2.1步进电动机的工作原理158

7.2.2步进电动机的主要特性160

7.2.3步进电动机的结构类型162

7.2.4步进电动机的环形分配器162

7.2.5功率放大器165

7.2.6步进电动机的细分驱动技术167

7.3直流伺服电动机及其速度控制169

7.3.1直流伺服电动机的结构与分类169

7.3.2直流伺服电动机的机械特性170

7.3.3直流伺服电动机的调速原理与方法172

7.3.4直流伺服电动机的速度控制单元172

7.4交流伺服电动机及其通度控制系统178

7.4.1交流伺服电动机的分类179

7.4.2交流伺服电动机的变频调速与变频器181

7.4.3 SPWM波调制184

7.4.4交流电动机控制方式192

7.4.5交流伺服电动机的矢量控制193

7.5直线电动机驱动技术200

7.5.1直线电动机的结构200

7.5.2直线电动机工作原理200

7.5.3直线电动机的特性201

第8章 数控机床的机械机构203

8.1概述203

8.2数控机床的主传动系统205

8.2.1主传动系统的特点及要求205

8.2.2主轴的调速206

8.2.3数控机床的主轴部件209

8.3数控机床的进给传动系统213

8.3.1数控机床进给传动系统的特点和要求213

8.3.2滚珠丝杠螺母副215

8.3.3其他传动机构220

8.3.4进给传动常用的消隙结构221

8.3.5直线电动机进给系统225

8.3.6数控机床的导轨227

8.4自动换刀装置232

8.4.1数控车床的回转刀架232

8.4.2加工中心的自动换刀装置233

8.5数控机床的主要辅助装置238

8.5.1分度工作台239

8.5.2数控回转工作台240

第9章 应用Pro/ENGINEER软件进行数控加工编程243

9.1 Pro/ENGINEER软件应用概述243

9.2 Pro/NC编程数控基础244

9.2.1 Pro/NC加工过程245

9.2.2 Pro/ E NC菜单管理器245

9.3 Pro/E软件编程数控应用247

9.3.1减速器下箱体零件建模247

9.3.2制造模型248

9.3.3上表面加工过程249

9.4通用NC序列参数260

9.4.1名称261

9.4.2切削参数261

9.4.3机床262

9.4.4进刀/退刀263

附录265