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绪论1

一、数控机床的产生与发展趋势1

（一）数控机床的产生1

（二）数控机床的发展趋势2

二、数控机床的概念及组成4

（一）数控机床的基本概念4

（二）数控机床加工工件的过程4

（三）数控机床的组成5

三、数控机床的种类与应用8

（一）按工艺用途分类8

（二）按机床运动的控制轨迹分类13

（三）按伺服控制的方式分类14

（四）按控制坐标轴的数量分类15

（五）按数控系统分类16

（六）按数控系统功能水平分类17

四、数控机床加工的特点及适用范围18

（一）数控机床加工的特点18

（二）数控机床的适用范围18

五、数控机床的维护19

【知识拓展】22

一、数控系统功能22

（一）基本功能22

（二）选择功能23

二、刀具补偿功能23

（一）刀具半径补偿24

（二）刀具长度补偿27

三、插补功能29

（一）概述29

（二）逐点比较法30

（三）数据采样法34

四、数控机床的选用36

（一）选用数控机床应遵循的原则36

（二）选用数控机床的步骤37

思考与练习39

项目一 数控机床主轴部件的结构及维护40

【项目导入】40

【项目实施及相关知识】40

一、主传动系统的分析40

（一）数控机床主传动的特点41

（二）主轴的变速方式42

二、主轴部件的结构分析44

（一）主轴端部的结构形状45

（二）主轴的主要尺寸参数45

（三）主轴部件的支承46

三、主轴部件的拆卸、装配及调整49

（一）数控车床主轴部件的拆卸、装配及调整49

（二）数控铣床主轴部件的拆卸、装配及调整51

（三）主传动皮带的更换53

四、主轴部件的维护53

（一）主轴轴承的润滑与冷却53

（二）防泄漏53

（三）刀具夹紧装置的维护55

【知识拓展】55

一、主轴功率扭矩特性55

二、主轴的材料和热处理56

三、高速主轴系统56

四、主轴准停装置56

（一）机械准停57

（二）电气准停控制58

五、主传动链的维护60

六、主轴部件的常见故障及排除方法61

思考与练习62

项目二 数控机床进给传动机械部件的结构及维护63

【项目导入】63

【项目实施及相关知识】64

一、数控机床进给传动系统的分析64

（一）数控机床进给系统的作用64

（二）数控机床对进给传动系统的要求64

（三）进给传动系统的组成65

二、数控机床进给传动机械部件的结构分析66

（一）连接部件的结构分析66

（二）滚珠丝杠副的结构分析69

三、连接部件及传动部件的拆卸、装配与调整78

（一）夹紧环联轴器的拆卸、装配78

（二）消除间隙的齿轮传动结构的调整78

（三）滚珠丝杠副间隙的调整81

四、进给传动机械部件的维护84

（一）支承轴承的定期检查84

（二）滚珠丝杠副的润滑和密封84

（三）滚珠丝杠副的防尘和防护84

【知识拓展】85

一、静压丝杠螺母副机构85

（一）工作原理85

（二）结构86

（三）特点和应用86

二、滚珠丝杠副常见故障及排除方法87

思考与练习89

项目三 数控机床导轨的结构及维护90

【项目导入】90

【项目实施及相关知识】91

一、导轨的类型及要求91

（一）导轨的类型91

（二）导轨应满足的要求91

二、滚动导轨92

三、滑动导轨94

四、液体静压导轨96

五、动压导轨99

六、导轨副的维护100

（一）间隙的调整100

（二）滚动导轨调整102

（三）导轨的预紧103

（四）导轨副的润滑与防护103

（五）导轨的防护104

【知识拓展】104

一、圆运动导轨104

二、气体静压导轨104

三、导轨的技术要求104

四、导轨副常见故障及排除方法105

思考与练习106

项目四 自动换刀装置的结构及维护107

【项目导入】107

【项目实施及相关知识】107

一、自动换刀装置概述107

二、认识数控车床回转刀架108

（一）认识电动回转刀架108

（二）认识转塔回转刀架110

（三）认识车削中心的动力刀具111

三、认识加工中心自动换刀装置113

（一）认识自动换刀装置113

（二）认识刀库116

（三）认识机械手122

（四）刀库及机械手的维护127

【知识拓展】——换刀装置的常见故障及排除方法127

思考与练习129

项目五 数控机床辅助装置的维护130

【项目导入】130

【项目实施及相关知识】130

一、认识数控机床液压和气动系统130

（一）数控车床液压系统131

（二）加工中心气动换刀系统132

二、认识数控机床润滑系统134

（一）油脂润滑方式134

（二）油液循环润滑方式134

（三）定时定量润滑方式135

（四）油雾润滑方式137

（五）油气润滑方式138

三、认识数控机床排屑装置138

【知识拓展】139

一、液压系统的基本知识139

（一）液压系统的特点139

（二）液压系统的组成140

（三）常见回路的工作原理140

二、数控机床液压和气动系统的常见故障及排除方法142

思考与练习143

项目六 数控系统的维护144

【项目导入】144

【项目实施及相关知识】145

一、数控系统的认识145

（一）数控系统概述145

（二）典型数控系统介绍145

（三）开放式数控系统介绍162

二、数控系统的备份164

（一）FANUC数控系统的备份164

（二）SIEMENS数控系统的备份169

三、数控系统电池的更换176

（一）FANUC数控系统电池的更换176

（二）SIEMENS数控系统电池的更换179

四、伺服系统的维护180

（一）伺服驱动器的维护180

（二）驱动电动机的维护183

（三）检测装置的维护186

（四）变频器的维护191

五、数控系统的常见故障及排除方法200

【知识拓展】201

一、SINUMERIK 802系列的存储器201

二、SINUMERIK 802系统的3种启动方式201

三、SINUMERIK 802系统的启动方法203

思考与练习203

项目七 数控机床电气箱的维护204

【项目导入】204

【项目实施及相关知识】204

一、认识常用低压电器204

（一）低压电器的分类和基本结构205

（二）转换开关206

（三）低压断路器207

（四）控制信号开关208

（五）接触器和继电器211

（六）保护电器214

（七）变压器及直流稳压电源218

二、典型数控车床电气控制线路分析219

（一）主电路分析219

（二）电源电路分析220

（三）控制电路分析221

【知识拓展】223

一、数控机床常用的维修仪器223

二、数控机床电气箱的常见故障及排除224

思考与练习225

参考文献226