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第一章 数控技术概述 1

第一节 数控技术的发展概况 1

一、数控技术的起源与发展 1

二、发展数控技术的重要性 2

三、数控技术的发展趋势 3

第二节 数控技术的组成 5

一、基本概念 5

二、数控技术的组成要素 6

第三节 数控系统的技术性能指标 6

一、数控系统的特点 6

二、主要技术指标 7

本章小结 10

复习思考题 10

第二章 数控机床简介 11

第一节 数控机床的特点和适用范围 11

一、数控机床的特点 11

二、数控机床的适用范围 12

第二节 数控机床的组成 13

一、输入／输出设备 13

二、CNC装置 14

三、伺服单元 14

四、驱动装置 14

五、可编程序控制器 15

六、机床本体 15

七、测量装置 16

第三节 数控机床的工作原理 16

一、数控机床的加工过程 16

二、数控机床的工作原理 16

第四节 数控机床的分类 19

一、按工艺用途分类 19

二、按控制运动的方式分类 19

三、按伺服系统的控制方式分类 21

四、按功能水平分类 22

第五节 典型数控机床 22

一、数控车床 22

二、数控铣床 24

三、加工中心 25

四、数控磨床 28

五、数控电火花成形机床 30

六、数控电火花线切割加工机床 32

本章小结 33

复习思考题 33

第三章 数控机床的典型机械结构 35

第一节 数控机床的结构要求 35

一、数控机床的机械结构特点 35

二、数控机床的机械结构要求 35

三、完善数控机床机械结构的措施 35

第二节 数控机床的主传动系统 38

一、数控机床主传动的特点 38

二、数控机床主传动系统的参数 38

三、主传动系统的设计要求 39

四、主传动系统的配置 39

五、主轴的支承与润滑 41

六、主轴的准停装置 41

第三节 数控机床的进给传动系统 42

一、对进给传动系统的要求 42

二、电动机与丝杠间的连接 42

三、滚珠丝杠螺母副 43

四、进给系统齿轮间隙的消除 45

五、回转工作台 46

第四节 数控机床的导轨 47

一、对导轨的基本要求 47

二、滚动导轨 48

三、滑动导轨 49

四、静压导轨 49

第五节 数控机床的自动换刀装置 50

一、自动换刀装置的要求 50

二、刀库形式 51

三、刀具交换装置 51

本章小结 53

复习思考题 53

第四章 计算机数字控制系统 55

第一节 计算机数字控制系统的硬件结构 55

一、计算机数字控制系统硬件结构的分类 55

二、单微处理器结构 56

三、多微处理器结构 58

四、华中数控系统硬件结构简介 60

第二节 计算机数字控制系统的软件结构 61

一、CNC系统软、硬件界面关系 61

二、CNC系统的软件结构特点 61

三、华中数控系统的软件结构简介 66

第三节 计算机数字控制系统的通信接口 68

一、输入／输出接口 68

二、异步串行通信接口 70

三、网络通信接口 70

四、华中数控系统的接口 72

第四节 可编程序控制器 72

一、PLC基本组成 72

二、PLC的工作原理 76

三、PLC在数控机床中的应用 82

第五节 典型数控系统简介 84

一、FANUC公司的数控系统 84

二、西门子公司的数控系统 86

三、华中数控公司的数控系统 87

第六节 数控系统的数据传输 89

一、计算机的设定步骤 90

二、电缆的连接 93

三、数控系统的参数设定 93

本章小结 94

复习思考题 94

第五章 数控机床的伺服驱动系统 96

第一节 伺服驱动系统的分类 96

一、按驱动系统的用途和功能分类 96

二、按其控制原理和有无位置检测反馈环节分类 96

三、按驱动执行元件的动作原理分类 97

第二节 伺服系统性能及参数 98

一、伺服系统的性能指标 98

二、伺服系统的参数调整 99

第三节 数控进给系统伺服驱动装置 103

一、数控机床对进给伺服装置的要求 103

二、进给伺服驱动电动机的发展 104

三、驱动装置的发展 104

第四节 典型进给伺服系统 105

一、直线电动机驱动进给伺服系统 105

二、脉冲比较进给伺服系统 107

三、全数字进给伺服系统 108

四、力矩电动机驱动进给伺服系统 108

五、开环进给伺服系统 111

六、鉴相式伺服系统 111

七、鉴幅式伺服系统 113

本章小结 114

复习思考题 115

第六章 数控机床的检测装置 116

第一节 常用检测装置分类 116

一、数控机床对位置检测装置的要求 116

二、常用检测装置分类 116

第二节 数控机床的检测装置简介 117

一、旋转变压器 117

二、感应同步器 119

三、脉冲编码器 120

四、磁栅 121

五、光栅 121

本章小结 122

复习思考题 122

第七章 数控机床的编程基础 123

第一节 数控编程概述 123

一、数控编程的内容和步骤 123

二、数控编程的方法 124

三、常用CAD/CAM软件简介 125

第二节 数控程序的结构与格式 127

一、程序代码 127

二、程序的结构 127

三、程序段格式 128

第三节 数控机床的坐标系统 132

一、机床坐标系 132

二、工件坐标系 135

第四节 数控编程的常用代码 137

一、FANUC系统与华中数控系统的G代码比较 138

二、绝对编程与增量编程 139

三、平面选择 139

四、插补功能 140

五、进给功能 142

六、参考点 143

七、坐标系 144

八、辅助功能 145

九、刀具补偿功能 146

十、子程序调用 149

第五节 数控编程中的工艺处理 153

一、数控加工工艺的概念 153

二、数控加工工艺分析 154

三、加工余量的选择 156

四、加工路线的确定 159

五、工件的定位与安装 163

六、刀具的选择 166

七、切削用量的确定 167

八、数控加工工艺文件的编制 172

第六节 数控编程中的数学处理 175

一、基点坐标的计算 175

二、节点坐标的计算 176

三、数控加工误差的组成 176

第七节 典型零件的数控编程与加工 177

一、典型车削加工零件编程实例 177

二、数控铣削加工编程实例 181

本章小结 184

复习思考题 185

第八章 数控刀具 188

第一节 数控刀具的种类及特点 188

一、数控机床对刀具的要求 188

二、数控刀具的分类 189

三、数控刀具简介 189

四、数控刀具的特点和性能要求 194

五、数控刀具的失效形式 196

第二节 数控刀具的材料 197

一、刀具材料应具备的性能 197

二、刀具材料的分类 197

第三节 数控刀具的选择 202

一、数控刀具的国家标准 202

二、可转位刀片与刀片代码 203

三、可转位刀片的夹紧 203

四、数控车削刀具（可转位刀片）的选择 204

五、数控铣削刀具的选择 205

本章小结 208

复习思考题 209

第九章 数控机床的管理与维护 210

第一节 数控机床的管理 210

一、数控机床的合理选择 210

二、数控机床的正确使用 210

三、数控机床的安装、调试与验收 211

四、数控机床的管理 215

第二节 数控机床的维护 216

一、数控机床的日常保养 216

二、数控机床的维护 217

三、数控机床的故障分类 218

四、数控机床的故障维修 220

本章小结 222

复习思考题 222

参考文献 223

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