数控机床及应用

第1章概述1

1.1数控机床的作用1

1.2数控机床的基本构成2

1.3数控机床的分类及其应用范围2

1.3.1数控车床3

1.3.2数控铣床3

1.3.3加工中心4

1.3.4车削中心(车铣中心)5

1.4数控机床的工作过程6

1.5数控编程方法7

1.6数控程序代码标准8

1.7控制轴数与联动轴数8

1.8数控机床的特点10

思考题与习题11

第2章计算机数控系统12

2.1概述12

2.1.1CNC系统的组成及其工作过程12

2.1.2CNC系统的特点13

2.1.3CNC系统可实现的功能14

2.2CNC系统的硬件体系结构15

2.2.1单微处理器结构16

2.2.2多微处理器体系结构17

2.2.3开放式CNC系统19

2.3CNC系统的软件结构21

2.3.1CNC系统软件概述21

2.3.2CNC系统软件的结构特点22

2.3.3CNC系统软件的结构模式24

2.4数控系统的插补原理28

2.4.1概述28

2.4.2典型的插补方法28

2.5数控系统的刀具补偿功能35

2.5.1刀具半径补偿35

2.5.2刀具长度补偿38

2.6数控系统中的PC40

2.6.1概述40

2.6.2内装型PC和独立型PC41

2.6.3PC在数控机床上的配置42

2.6.4PC控制与数字控制的关系43

思考题与习题45

第3章伺服系统及位置检测装置46

3.1伺服系统概述46

3.1.1伺服系统的组成46

3.1.2对伺服系统的基本要求46

3.1.3伺服系统分类46

3.2伺服驱动电动机48

3.2.1步进电动机48

3.2.2直流伺服电动机51

3.2.3交流伺服电动机52

3.2.4直线电动机54

3.3位置检测装置55

3.3.1位置检测装置简介55

3.3.2磁尺位置检测装置56

3.3.3光栅位置检测装置58

3.3.4脉冲编码器61

3.3.5旋转变压器63

3.3.6感应同步器64

3.3.7测速发电机67

思考题与习题69

第4章数控机床的机械结构70

4.1数控机床机械结构的特点70

4.2数控机床的主传动系统73

4.2.1数控机床主传动系统的特点73

4.2.2数控机床主轴的调速方法73

4.2.3数控机床的主轴部件74

4.3数控机床的进给传动系统78

4.3.1数控机床进给传动的特点78

4.3.2滚珠丝杠螺母副79

4.3.3直线电动机进给系统83

4.3.4数控机床的导轨85

4.3.5进给系统传动间隙的消除93

4.4自动换刀装置96

4.4.1数控车床的自动转位刀架96

4.4.2加工中心自动换刀装置100

4.5数控机床的回转工作台110

4.5.1数控回转工作台110

4.5.2分度工作台112

思考题与习题115

第5章数控加工技术基础116

5.1数控加工基础知识116

5.1.1数控机床的坐标系统116

5.1.2零件的数控加工工艺119

5.2数控加工程序125

5.2.1数控加工程序的结构与格式125

5.2.2数控加工常用的功能指令及其代码128

5.3数控编程中的工艺处理138

5.3.1零件装夹方法及对刀点的确定138

5.3.2工步的划分与走刀路线的确定140

5.3.3刀具及切削用量的选择144

5.4数控编程中的数学处理149

5.4.1基点坐标计算149

5.4.2节点坐标计算151

5.4.3刀位点坐标计算158

思考题与习题161

第6章数控编程162

6.1概述162

6.1.1数控编程的概念和方法162

6.1.2数控编程的内容和步骤162

6.2数控车床编程163

6.2.1数控车床编程基础163

6.2.2基本指令编程165

6.2.3圆锥加工编程170

6.2.4螺纹加工编程171

6.2.5子程序172

6.2.6循环加工编程173

6.3数控铣床编程175

6.3.1数控铣床编程基础175

6.3.2基本指令编程176

6.3.3刀具长度补偿178

6.3.4刀具半径补偿179

6.3.5镜象加工编程183

6.3.6子程序调用185

6.3.7转移加工187

6.3.8零点偏置189

6.3.9三轴联动功能简介191

6.4加工中心编程192

6.4.1加工中心的编程特点192

6.4.2加工中心常用的指令编程193

6.4.3刀具选择与刀具交换194

6.4.4刀具偏置195

6.4.5刀具长度补偿197

6.4.6刀具半径补偿199

6.4.7孔加工固定循环201

6.4.8子程序207

第7章数控机床应用实例208

7.1数控车床应用实例208

7.1.1Vturn\|16数控车床应用实例208

7.1.2TDNC150多功能数控机床应用实例210

7.1.3CJK6032数控车床应用实例213

7.2LJ\|10MC车铣中心应用实例216

7.3数控铣床应用实例220

7.3.1XKA5032A立式数控铣床应用实例220

7.3.2TDNCX15A数控铣床应用实例225

7.4加工中心应用实例228

7.4.1Vcenter\|65立式加工中心应用实例I228

7.4.2Vcenter\|65立式加工中心应用实例II234

7.4.3ZH7640立式加工中心应用实例240

第8章数控机床的使用与维护247

8.1数控机床的选用247

8.1.1确定典型加工工件247

8.1.2数控机床规格的选择248

8.1.3机床精度的选择248

8.1.4数控系统的选择249

8.1.5工时和节拍的估算250

8.1.6自动换刀装置选择及刀柄配置250

8.1.7机床选择功能及附件的选择253

8.2数控机床的基本操作规程253

8.2.1数控设备的通用操作规程253

8.2.2数控设备专项操作规程254

8.3数控机床的维护与保养256

第9章数控机床的发展趋势259

9.1数控机床的发展展望259

9.1.1高速度、高精度化259

9.1.2多功能化260

9.1.3智能化261

9.1.4控制系统小型化262

9.1.5数控编程自动化262

9.1.6更高的可靠性262

9.2数控机床新技术263

9.2.1模块化数控机床263

9.2.2并联机床264

9.3计算机辅助数控编程方法266

9.3.1计算机辅助数控编程技术266

9.3.2计算机辅助数控编程的特点与基本步骤267

9.3.3计算机辅助数控编程软件及功能介绍269

参考文献271

第2章机械设计概论

2.1机械设计的一般过程

2.2功能原理设计概述

2.3机械设计约束分析

2.4机械结构设计

习题

第3章现代设计法应用概述

3.1计算机辅助设计

*3.2优化设计

* 3.3创新设计

习题

第2篇常 用 机 构

第4章平面连杆机构

4.1平面连杆机构的类型和应用

4.2平面连杆机构的基本特性

4.3平面连杆机构的运动设计

4.4多杆机构的应用

习题

第5章凸轮机构

5.1凸轮机构的类型和应用

5.2从动件基本运动规律

5.3凸轮轮廓设计

5.4凸轮机构基本尺寸的确定

5.5凸轮机构的结构和材料

习题

第6章轮系

6.1定轴轮系

6.2行星轮系

6.3组合轮系

6.4轮系的功用

习题

第7章其他常用机构

7.1棘轮机构

7.2槽轮机构

7.3螺旋机构

*7.4机构的组合与应用

习题

第3篇机 械 传 动

第8章带传动

8.1带传动的工作原理和应用

8.2带传动的受力分析和应力分析

8.3带传动的弹性滑动与失效形式

8.4V带规格、带轮结构和带传动张紧装置

8.5V带传动选用计算

习题

第9章链传动

9.1链传动的特点和组件结构与参数

9.2链传动的运动和受力情况分析

9.3链传动的设计计算

9.4链传动的布置、张紧和润滑

习题

第10章齿轮传动

10.1齿轮传动的特点和类型

10.2齿轮齿廓的特性

10.3渐开线标准齿轮的基本参数和尺寸

10.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

10.5渐开线齿形的加工和检验尺寸

10.6变位齿轮传动

10.7斜齿圆柱齿轮传动

10.8圆锥齿轮传动

10.9齿轮传动设计

10.10齿轮结构与齿轮传动的润滑

习题

第11章蜗杆传动

11.1蜗杆传动概述

11.2蜗杆传动的基本参数和尺寸

11.3蜗杆传动的承载能力计算

11.4蜗杆传动的效率和热平衡

11.5蜗杆和蜗轮的结构

习题

第4篇轴系零部件

第12章滑动轴承

12.1滑动轴承的工作原理

12.2滑动轴承的分类和结构特点

12.3滑动轴承的材料和轴瓦结构

12.4滑动轴承的润滑

12.5不完全流体润滑滑动轴承的计算

习题

第13章滚动轴承

13.1滚动轴承的组成、类型和特点

13.2滚动轴承的代号及类型选择

13.3滚动轴承的计算

13.4轴承的选用

习题

第14章轴及轴系

14.1概述

14.2轴的材料与强度计算

14.3轴及轴系的结构设计

习题

第15章联轴器、离合器与制动器

15.1联轴器

15.2离合器

15.3制动器

习题

第5篇联接与弹簧

第16章联接

16.1键联接

16.2销联接

16.3螺纹联接

习题

第17章弹簧

17.1概述

17.2圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的几何参数和特性曲线

17.3圆柱螺旋弹簧的设计计算

习题

附录凸轮轮廓设计与齿轮传动设计的QBASIC程序

主要参考文献