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目录 1

第一章 数字控制机床概述 1

1-1数控机床简介 1

一、数控与程控 1

二、发展简史 1

三、数控机床是自动生产系统的一个关键环节 2

四、数控机床的现状 3

1-2工作原理和类型 5

一、数控机床工作原理 5

二、数控机床的分类 6

三、几种数控机床的介绍 7

1-3数控机床的发展趋势 9

一、小型计算机数控（CNC） 9

二、计算机直接数控（DNC） 10

三、简易数控 11

四、适应控制机床（AC） 11

五、计算机控制生产系统 13

第二章 数字控制系统 16

2-1概述 16

一、数控系统的控制对象 16

二、数控系统 16

三、数控系统的组成 17

一、定位精度及定位时间 18

2-2点位控制系统 18

二、坐标原点及坐标值的规定 19

三、信息处理 20

2-3直线控制系统 21

2-4连续控制系统 24

一、数字脉冲乘法器 24

二、数字微分分析器 27

三、逐点比较法 32

四、进给速度控制 42

一、脉冲—相位闭环伺服线路 46

2-5伺服线路 46

二、双反馈伺服线路 50

第三章 程序编制 52

3-1程序编制中的工艺处理 52

一、装卡方法和对刀点 52

二、确定加工路线 53

三、选择刀具和确定切削用量 53

四、程序编制中工艺指令的处理 54

五、程序编制中的误差问题 55

3-2数值计算 56

一、采用一次插补加工平面曲线轮廓零件的数值计算 57

二、采用直线—圆弧插补加工平面曲线轮廓零件的数值计算 59

三、三坐标立体型面零件的数值计算 60

四、尖角过渡的数值计算 61

五、切入程序的数值计算 64

3-3程序编制实例 65

一、B1K211A型数控系统的程序编制说明 66

二、加工实例 67

3-4自动编程简介 71

一、自动编程的概念 72

二、零件源程序示例 74

三、关于数控语言 75

四、关于编译程序 77

第四章 数控机床的总体布局和主传动系统 79

4-1数控机床的总体布局 79

一、影响数控机床总体布局的工艺因素 79

二、运动的分配与相应的部件布置 82

三、数控机床总体布局应注意的问题 84

4-2数控机床的主传动系统 93

一、主传动方式 95

二、主轴转速的自动选择 97

三、主轴部件 102

四、刀具自动夹紧及主轴准停装置 103

5-1伺服系统概述 108

一、伺服系统的特点和要求 108

第五章 数控机床的伺服系统 108

二、数控机床伺服系统的分类 112

三、伺服马达概述 115

5-2伺服电机 116

一、直流伺服电机基本特性 116

二、小惯量直流电机 121

三、大惯量直流电机 123

四、交流伺服电机 126

一、步进电机的工作原理 127

5-3步进电机 127

二、步进电机的结构 129

三、步进电机的主要特性 130

5-4电液步进马达 133

一、随动滑阀和液压马达 133

二、电液步进马达 141

三、步进液压缸 149

5-5电液伺服阀 150

一、工作原理 150

二、特性分析 152

三、性能指标 156

一、机械传动系的动态特性 158

5-6伺服传动链设计 158

二、伺服驱动系与机械传动系的匹配 162

三、齿轮传动装置的速比和级数拟定原则 171

四、间隙的消除措施 175

5-7伺服系统的设计举例 179

一、由电液伺服阀和液压缸组成的位置伺服系统 179

二、由电液伺服阀和液压马达组成的位置伺服系统 187

5-8伺服特性对加工的影响 193

一、伺服系统中的一些力学特性 193

二、伺服特性对加工的影响 194

一、工作原理和特点 201

第六章 伺服执行机构 201

6-1滚珠丝杠螺母副 201

二、结构和类型 202

三、主要技术参数 206

四、设计计算和步骤 208

五、支承方式和制动方式 212

六、润滑与防护 214

6-2静压丝杠螺母副 215

一、工作特点和应用 215

二、工作原理和结构类型 218

三、设计计算和计算实例 220

四、结构设计 225

6-3回转工作台 228

一、数控回转工作台 229

二、分度工作台 233

6-4摆角机构 242

一、摆角机构的用途和类型 242

二、摆心位置对摆角机构传动和结构的影响 244

三、摆心位置对机床参数的影响 244

四、摆心位置对程序编制和加工质量的影响 247

6-5齿轮齿条机构 249

一、工作原理 249

二、反向间隙和预载力的调整 250

三、消除间隙板上轮廓曲线的绘制 253

第七章 位置检测装置 254

7-1概述 254

7-2同步分解器位置检测装置 254

一、同步分解器的结构 254

二、基本工作原理 255

7-3感应同步器位置检测装置 256

一、感应同步器的种类及结构 256

二、信息处理 258

7-4光栅位置检测装置 261

一、光栅的结构 261

二、莫尔条纹 263

三、读数头 266

四、信息处理 269

五、光栅的安装与调整 271

7-5磁栅位置检测装置 272

一、基本原理 272

二、磁栅的结构 272

三、磁栅的种类 273

四、磁头 273

五、信息处理 275

7-6位置检测装置的选择 277

一、多主轴的转塔头 278

8-1自动换刀装置的原理和形式 278

第八章 数控机床的自动换刀装置 278

二、只有刀库的自动换刀装置 279

三、具有刀库和机械手的自动换刀装置 279

四、具有刀库、机械手和多主轴转塔头（通常是双主轴转塔头）的自动换刀装置 282

五、自动更换主轴箱的连续加工中心机床 282

六、自动更换刀库的加工中心机床 282

8-2刀库 284

一、刀库的储存量 284

二、刀库的形式 284

三、刀库设计应考虑的问题 286

一、机械手的形式与种类 287

8-3机械手 287

二、机械手的典型结构示例 289

8-4自动换刀时刀具的选择方式 298

一、顺序选择 298

二、任意选择 298

附录一 机床数控的通用标准 302

1.穿孔带 302

2.代码 302

3.程序格式 304

一、程序格式示例 304

二、准备功能 306

三、进给和主轴转速功能 308

四、辅助功能 309

五、程序格式的类型 311

六、程序格式的说明 312

4.坐标轴和运动方向命名 314

一、机床坐标轴和运动方向的规定 314

二、各类机床简图 316

附录二 数控机床的工具系统 319

一、刀柄的标准 319

二、TSG工具系统各种接长杆的结构及尺寸规格 321

参考文献 324

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