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第一章 数控机床概述1

1.1 数控机床的产生与发展1

1.1.1 数控机床的产生与发展过程1

1.1.2 数控机床的发展趋势3

1.1.3 各国数控机床的发展状况6

1.2 机床中有关数控的基本概念8

1.3 数控机床的组成与工作原理9

1.3.1 数控机床的组成9

1.3.2 数控机床的工作原理12

1.4 数控机床的分类13

1.4.1 按工艺用途分类13

1.4.2 按机床运动轨迹分类16

1.4.3 按伺服系统控制方式分类18

1.4.4 按数控系统功能水平分类20

1.5 数控机床的特点21

1.5.1 数控机床的设计特点21

1.5.2 数控机床的加工特点21

1.5.3 数控机床的结构特点22

1.6 数控机床的主要性能指标与功能23

1.6.1 数控机床的规格指标23

1.6.2 数控机床的精度指标24

1.6.3 数控机床的运动指标25

1.6.4 可靠性指标25

1.6.5 数控机床的主要功能26

1.7 数控机床的应用范围28

思考与练习题29

第二章 数控机床的主传动系统31

2.1 数控机床对主传动系统的要求31

2.2 数控机床主轴的传动方式与主传动系统类型32

2.2.1 数控机床主轴的传动方式32

2.2.2 数控机床主传动系统类型36

2.3 主轴部件39

2.3.1 数控机床的主轴39

2.3.2 数控机床主轴部件的支承41

2.3.3 主轴滚动轴承的预紧45

2.3.4 主轴内切屑清除装置46

2.4 主轴准停与主轴的同步运行功能47

2.4.1 主轴准停功能与控制47

2.4.2 主轴准停装置50

2.4.3 主轴的同步运行功能52

2.5 主轴润滑与密封53

2.5.1 主轴润滑53

2.5.2 主轴密封55

2.6 电主轴56

思考与练习题59

第三章 数控机床的进给传动系统61

3.1 对数控机床进给传动系统的要求61

3.2 联轴器62

3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠螺母副64

3.3.1 滚珠丝杠螺母副64

3.3.2 静压丝杠螺母副77

3.4 齿轮传动副与齿轮齿条传动80

3.4.1 齿轮传动副80

3.4.2 齿轮齿条传动83

3.5 双导程蜗杆蜗轮副与静压蜗杆蜗轮条传动87

3.5.1 双导程蜗杆蜗轮副87

3.5.2 静压蜗杆蜗轮条传动89

3.6 直线电动机传动91

3.7 数控机床导轨94

3.7.1 对数控机床导轨的要求94

3.7.2 常用数控机床导轨96

3.7.3 导轨间隙的调整、润滑与防护103

思考与练习题106

第四章 数控机床的伺服系统108

4.1 概述108

4.2 步进电动机驱动控制系统108

4.2.1 步进电动机的分类与结构109

4.2.2 步进电动机的工作原理与主要特性110

4.2.3 步进电动机的驱动控制112

4.3 直流伺服电动机控制系统115

4.3.1 直流伺服电动机的分类与结构115

4.3.2 直流伺服电动机的工作原理与工作特性116

4.3.3 直流伺服电动机的调速方法118

4.4 交流伺服电动机控制系统118

4.4.1 交流伺服电动机的分类与结构119

4.4.2 交流伺服电动机的工作原理与性能120

4.4.3 交流伺服电动机的调速方法121

4.5 数控机床位置检测装置122

4.5.1 旋转变压器122

4.5.2 感应同步器125

4.5.3 光栅128

4.5.4 光电脉冲编码器130

思考题与习题132

第五章 数控机床的自动换刀装置133

5.1 对数控机床自动换刀装置的要求133

5.2 刀库与机械手133

5.2.1 刀库133

5.2.2 机械手139

5.3 自动换刀装置145

5.3.1 刀具选择方式145

5.3.2 数控车床刀架150

5.3.3 加工中心自动换刀装置158

5.4 自动换刀实例162

5.4.1 无机械手自动换刀实例162

5.4.2 机械手自动换刀实例164

思考与练习题167

第六章 数控机床的液压与气压装置168

6.1 液压与气压传动简介168

6.1.1 液压与气压传动的工作原理168

6.1.2 液压与气压传动系统的组成169

6.1.3 液压与气压传动的特点173

6.2 数控机床上液压系统的构成及其回路174

6.2.1 压力控制回路174

6.2.2 速度控制回路179

6.2.3 方向控制回路182

6.3 液压与气压传动系统在数控机床上的应用183

6.3.1 TND360数控车床液压系统183

6.3.2 数控加工中心气动换刀系统186

思考与练习题187

第七章 数控机床的辅助装置188

7.1 数控机床用工作台188

7.1.1 数控回转工作台188

7.1.2 分度工作台192

7.1.3 工作台197

7.2 数控机床用附件199

7.2.1 卡盘199

7.2.2 尾座202

7.2.3 分度头203

7.2.4 常用铣削刀柄205

7.2.5 三坐标测量机212

7.2.6 机外对刀仪214

7.2.7 寻边器与Z轴设定器215

7.3 数控机床的支承件217

7.4 润滑系统222

7.5 自动排屑装置225

思考与练习题227

第八章 常用数控机床228

8.1 数控车床228

8.1.1 概述228

8.1.2 数控车床的分类228

8.1.3 数控车床的组成与布局230

8.1.4 数控车床的特点与工艺范围234

8.1.5 数控车床的传动系统与机械结构236

8.1.6 数控车床的卡盘和尾架244

8.2 数控铣床245

8.2.1 概述245

8.2.2 数控铣床的分类246

8.2.3 数控铣床的组成与布局247

8.2.4 数控铣床的特点与工艺范围250

8.2.5 数控铣床的传动系统与结构253

8.3 加工中心256

8.3.1 概述256

8.3.2 加工中心的分类256

8.3.3 加工中心的组成与布局260

8.3.4 加工中心的特点与工艺范围261

8.3.5 加工中心的传动系统与结构263

8.4 数控机床的生产管理268

8.4.1 应用数控技术的生产准备268

8.4.2 编程方法的选择269

8.4.3 数控机床的生产管理270

思考与练习题277

第九章 新技术在数控机床中的应用278

9.1 数控机床应用关键技术278

9.2 直接数字控制（DNC）280

9.2.1 DNC技术简介280

9.2.2 DNC技术研究281

9.2.3 DNC技术的发展趋势284

9.3 柔性制造系统（FMS）286

9.3.1 概述286

9.3.2 FMS的定义、组成与工作原理289

9.4 计算机集成制造系统（CIMS）292

9.4.1 概述292

9.4.2 CIMS的基本概念与组成294

9.4.3 CIMS的体系结构300

思考与练习题305

附录 常用液压与气动图形符号306

附录A 符号要素、管路306

附录B 控制机构和控制方法306

附录C 泵、马达和缸307

附件D 控制元件307

附录E 辅助元件309

参考文献310