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第一章 数控加工技术基础1

第一节 数控设备简介1

一、数控设备的产生与发展1

二、数控设备的工作原理、组成与特点3

三、数控设备的分类4

四、数控机床的坐标系统6

（一）数控机床的坐标轴和运动方向6

（二）绝对坐标系统与相对坐标系统7

第二节 数控加工基础8

一、数控加工的定义及特点8

（一）数控加工的定义8

（二）数控加工的特点9

二、数控加工中常用术语9

（一）两坐标和多坐标加工9

（二）插补10

（三）刀具补偿11

三、数控加工的工艺设计11

（一）数控加工工艺设计的主要内容11

（二）选择并确定零件的数控加工 内容11

（三）对零件图纸进行数控加工工艺性 分析11

（四）数控加工工艺路线设计12

（五）数控加工工序设计14

（六）数控加工主要工艺文件的编写16

第三节 数控程序编制基础18

一、程序编制的内容与步骤18

二、程序编制的代码标准19

三、NC程序的结构19

（一）程序的组成19

（二）程序段格式21

四、 NC程序的常用功能字21

（一）准备功能22

（二）坐标功能字23

（三）进给功能字23

（四）主轴功能字23

（五）刀具功能字23

（六）辅助功能字23

第四节 数控加工技术的发展趋势24

一、高速化24

二、高精度化25

三、高可靠性25

四、高柔性化25

五、高一体化25

六、网络化25

七、智能化25

本章小结26

习题一26

第二章 数控机床各组成部分的结构及其控制原理28

第一节 计算机数控系统28

一、CNC系统的组成与特点28

二、CNC系统的硬件结构28

（一）大板结构和功能模块结构29

（二）单微处理器结构和多微处理器 结构30

三、CNC系统的软件结构30

（一）CNC系统软件的组成30

（二）CNC系统软件的结构31

四、CNC系统的控制原理32

（一）零件程序的输入32

（二）译码32

（三）刀具补偿32

（四）速度控制33

（五）插补计算35

五、典型数控系统38

第二节 数控机床的位置检测装置40

一、概述40

二、旋转变压器41

（一）旋转变压器的结构和工作原理41

（二）旋转变压器的应用42

三、感应同步器43

（一）感应同步器的结构和工作原理43

（二）感应同步器的工作方式44

四、光栅45

五、脉冲编码器46

（一）绝对式编码器46

（二）增量式脉冲编码器47

第三节 数控机床的进给伺服系统48

一、概述48

二、开环和闭环进给伺服系统48

三、CNC进给伺服系统50

四、进给系统的机械传动结构51

（一）滚珠丝杠螺母副51

（二）导轨副53

第四节 数控机床的主轴驱动及其机械 结构54

一、主轴驱动及其控制54

（一）对主轴驱动的要求54

（二）主轴驱动方式55

（三）主轴调速方法56

二、主传动的机械结构58

第五节 可编程序控制器（PLC）60

一、可编程序控制器工作原理60

二、可编程序控制器的应用63

（一）数控机床使用PLC的类型63

（二）PLC与CNC及机床之间的信息 交换64

本章小结64

习题二65

第三章 数控车削加工技术66

第一节 数控车床简介66

一、概述66

（一）数控车床的用途66

（二）数控车床的组成及布局66

（三）数控车床的分类68

二、数控车床的典型结构68

第二节 数控车削的加工工艺与工装72

一、数控车削加工的工艺分析72

（一）加工工序划分72

（二）加工路线的确定72

二、数控车削加工及工装74

（一）夹具的选择、工件装夹方法的 确定74

（二）切削用量的确定75

（三）刀具的选择及对刀点、换刀点的 确定76

第三节 数控车削的程序编制77

一、数控车床的编程特点77

二、车削数控系统功能79

三、数控车削编程基础80

（一）坐标系统80

（二）对刀问题81

（三）数控车削常用的各种指令81

（四）刀具半径补偿功能85

（五）固定循环功能85

（六）利用子程序编程88

（七）利用宏指令编程90

第四节 数控车削加工实例91

一、数控车床的操作91

二、数控车削实例93

本章小结95

习题三96

第四章 数控铣削加工技术97

第一节 数控铣床简介97

一、分类与结构特点97

（一）按机床主轴的布置形式及机床的 布局特点分类97

（二）按数控系统的功能分类98

二、数控铣床的主要功能98

三、主要加工对象100

第二节 数控铣削的加工工艺与工装101

一、选择并确定数控铣削的加工部位及 内容101

二、加工信息的读取及工艺性分析101

三、毛坯的选择102

四、加工表面的加工方案103

五、制订工艺路线103

六、数控铣削工序设计104

七、对刀点和换刀点的选择105

八、数控刀具系统106

九、夹具109

十、数控回转工作台和数控分度头111

十一、量具111

第三节 数控铣削的程序编制111

一、数控铣削编程的特点111

二、加工程序代码标准112

三、数控铣床坐标系与工件坐标系 设定112

（一）数控铣床坐标系设定112

（二）工件坐标系设定112

四、刀具补偿113

（一）刀具半径补偿114

（二）刀具长度补偿114

（三）刀具补偿的运用115

五、编程实例115

第四节 数控铣削加工实例118

本章小结120

习题四121

第五章 加工中心加工技术123

第一节 加工中心简介123

一、加工中心的分类与结构特点123

二、加工中心的主要功能125

三、加工中心的主要加工对象125

第二节 加工中心的加工工艺与工装127

一、加工中心的工艺特点127

二、加工中心的工艺路线设计127

三、加工中心的工步设计128

四、工件的定位与装夹129

（一）加工中心定位基准的选择129

（二）加工中心夹具的选择和使用129

（三）确定零件在机床工作台上的 最佳位置130

五、加工中心刀具的选用130

六、换刀点134

第三节 加工中心的程序编制134

一、加工中心的编程要求134

二、换刀程序的编制134

三、固定循环指令的编程方法135

第四节 加工中心加工实例140

本章小结143

习题五143

第六章 数控特种加工技术144

第一节 数控电火花成形加工技术144

一、数控电火花成形加工简介144

（一）数控电火花成形机床的主要 组成144

（二）数控电火花成形加工原理147

（三）数控电火花成形加工的特点及 应用148

二、数控电火花成形加工的一般工艺 规律149

（一）影响材料放电腐蚀的主要 因素149

（二）影响加工精度的主要因素150

（三）影响电火花加工表面质量的工艺 因素151

（四）电极152

三、数控电火花成形加工工艺过程及 实例155

（一）电加工工艺参数的选定155

（二）提高加工效率的方法155

（三）加工方式选定155

（四）加工实例156

第二节 数控电火花线切割加工技术157

一、数控电火花线切割加工简介157

（一）数控电火花线切割加工原理157

（二）数控电火花线切割加工机床分类 与基本组成157

（三）数控电火花线切割加工的特点和 应用范围159

二、数控电火花线切割的工艺与工装159

三、数控电火花线切割机床编程163

（一）3B格式程序编制163

（二）4B格式程序编制165

（三）ISO代码数控程序编制165

（四）程序编制步骤168

四、数控电火花线切割加工实例168

本章小结171

习题六172

第七章 数控自动编程技术173

第一节 数控自动编程概述173

一、自动编程的基本知识173

（一）实现自动编程的环境要求173

（二）自动编程的分类174

（三）自动编程的发展175

二、图形交互式自动编程系统176

第二节MasterCAM的工作环境176

一、MasterCAM的主要特点与功能176

二、MasterCAM产生NC的工作程序177

三、MasterCAM工作环境177

第三节2D构图及刀具路径的生成180

一、2D基本几何绘图180

二、几何图形的编辑181

三、2D刀具路径的生成181

（一）2D刀具路径模组及其共同 参数181

（二）外形定义185

（三）外形铣削模组186

（四）挖槽模组187

（五）钻孔模组191

（六）刻文字模组192

第四节 相关性应用与后置处理194

一、操作管理194

二、路径转换198

三、刀具路径合并199

四、后置处理200

五、2D自动编程实例200

第五节3D构图及刀具路径的生成203

一、3D构图基础203

（一）3D几何造型的基本概念203

（二）曲面类型和特征205

二、3D曲面构造与编辑208

三、3D刀具路径的产生及编辑213

第六节 利用自动编程加工零件综合 实例217

本章小结219

习题七220

第八章 数控加工应用技术222

第一节 数控机床的选用222

一、选用依据222

二、选用内容223

三、购置订货时应注意的问题225

第二节 数控机床的安装与调试225

一、安装调试的准备工作225

二、安装调试的配合工作226

三、安装调试的组织工作226

第三节 数控机床的检测、验收与设备 管理227

一、数控机床的检测与验收227

二、数控机床的设备管理229

第四节 数控机床的维修230

一、数控机床维修概述230

二、数控机床的故障诊断232

（一）故障诊断的一般步骤232

（二）故障诊断的一般方法232

三、数控机床的故障维修235

（一）数控系统的故障维修235

（二）伺服驱动系统的故障维修236

（三）机械系统故障维修237

（四）液压系统故障维修238

（五）压缩空气系统故障处理238

（六）其它系统故障处理238

四、数控机床故障诊断与维修综合 实例239

本章小结240

习题八241

参考文献243