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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2

1.2 机床中有关数控的基本概念6

1.3 数控机床的组成与工作原理7

1.3.1 数控机床的组成7

1.3.2 数控机床的工作原理9

1.4 数控机床的分类10

1.4.1 按工艺用途分类10

1.4.2 按机床运动轨迹分类13

1.4.3 按伺服系统控制方式分类15

1.5 数控机床的特点16

1.5.1 数控机床的加工特点16

1.5.2 数控机床的结构特点17

1.6 数控机床的主要性能指标18

1.6.1 数控机床的规格指标18

1.6.2 数控机床的精度指标18

1.6.3 数控机床的运动指标19

1.6.4 可靠性指标19

1.7 数控机床的应用范围20

思考与练习题21

第二章 数控机床的主传动系统22

2.1 数控机床对主传动系统的要求22

2.2 数控机床主轴的传动方式与主传动系统类型23

2.2.1 数控机床主轴的传动方式23

2.2.2 数控机床主传动系统类型27

2.3 主轴部件29

2.3.1 数控机床的主轴29

2.3.2 数控机床主轴部件的支承31

2.3.3 主轴滚动轴承的预紧34

2.3.4 主轴内切屑清除装置36

2.4 主轴准停与主轴的同步运行功能36

2.4.1 主轴准停功能与控制36

2.4.2 主轴准停装置38

2.4.3 主轴的同步运行功能39

2.5 主轴润滑与密封41

2.5.1 主轴润滑41

2.5.2 主轴密封42

2.6 电主轴43

思考与练习题46

第三章 数控机床的进给传动系统47

3.1 对数控机床进给传动系统的要求47

3.2 联轴器48

3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠螺母副50

3.3.1 滚珠丝杠螺母副50

3.3.2 静压丝杠螺母副61

3.4 齿轮传动副与齿轮齿条传动63

3.4.1 齿轮传动副63

3.4.2 齿轮齿条传动66

3.5 双导程蜗杆蜗轮副与静压蜗杆蜗轮条传动69

3.5.1 双导程蜗杆蜗轮副69

3.5.2 静压蜗杆蜗轮条传动70

3.6 直线电动机传动73

3.7 数控机床导轨75

3.7.1 对数控机床导轨的要求76

3.7.2 常用数控机床导轨77

3.7.3 导轨间隙的调整、润滑与防护83

思考与练习题86

第四章 数控机床的伺服系统87

4.1 概述87

4.2 步进电动机驱动控制系统87

4.2.1 步进电动机的分类与结构88

4.2.2 步进电动机的工作原理与主要特性89

4.2.3 步进电动机的驱动控制91

4.3 直流伺服电动机控制系统93

4.3.1 直流伺服电动机的分类与结构93

4.3.2 直流伺服电动机的工作原理与工作特性94

4.3.3 直流伺服电动机的调速方法96

4.4 交流伺服电动机控制系统96

4.4.1 交流伺服电动机的分类与结构96

4.4.2 交流伺服电动机的工作原理与性能97

4.4.3 交流伺服电动机的调速方法98

4.5 数控机床位置检测装置99

4.5.1 旋转变压器99

4.5.2 感应同步器102

4.5.3 光栅104

4.5.4 光电脉冲编码器106

思考题与习题108

第五章 数控机床的自动换刀装置109

5.1 对数控机床自动换刀装置的要求109

5.2 刀库与机械手109

5.2.1 刀库109

5.2.2 机械手115

5.3 自动换刀装置120

5.3.1 刀具选择方式120

5.3.2 数控车床刀架124

5.3.3 加工中心自动换刀装置131

5.4 自动换刀实例134

5.4.1 无机械手自动换刀实例134

5.4.2 机械手自动换刀实例136

思考与练习题138

第六章 数控机床的液压与气压装置140

6.1 液压与气压传动简介140

6.1.1 液压与气压传动的工作原理140

6.1.2 液压与气压传动系统的组成141

6.1.3 液压与气压传动的特点144

6.2 数控机床上液压系统的构成及其回路145

6.2.1 压力控制回路145

6.2.2 速度控制回路149

6.2.3 方向控制回路152

6.3 液压与气压传动系统在数控机床上的应用153

6.3.1 TND360数控车床液压系统153

6.3.2 数控加工中心气动换刀系统155

思考与练习题156

第七章 数控机床的辅助装置158

7.1 数控机床用工作台158

7.1.1 直线工作台158

7.1.2 数控回转工作台160

7.1.3 分度工作台164

7.2 数控机床用附件167

7.2.1 卡盘167

7.2.2 尾座170

7.2.3 分度头170

7.2.4 常用铣削刀柄171

7.2.5 三坐标测量机178

7.2.6 对刀仪178

7.2.7 寻边器与Z轴设定器179

7.3 数控机床的支承件180

7.4 润滑系统185

7.5 自动排屑装置187

思考与练习题189

第八章 常用数控机床190

8.1 数控车床190

8.1.1 概述190

8.1.2 数控车床的分类190

8.1.3 数控车床的组成与布局192

8.1.4 数控车床的特点与工艺范围195

8.1.5 数控车床的传动系统与机械结构197

8.1.6 数控车床的卡盘和尾架204

8.2 数控铣床205

8.2.1 概述205

8.2.2 数控铣床的分类206

8.2.3 数控铣床的组成与布局207

8.2.4 数控铣床的特点与工艺范围209

8.2.5 数控铣床的传动系统与结构211

8.3 加工中心214

8.3.1 概述214

8.3.2 加工中心的分类215

8.3.3 加工中心的组成与布局217

8.3.4 加工中心的特点与工艺范围219

8.3.5 加工中心的传动系统与结构220

8.4 数控机床的生产管理226

8.4.1 数控机床的选择226

8.4.2 应用数控机床的生产准备229

8.4.3 数控机床的生产管理230

思考与练习题230

第九章 新技术在数控机床中的应用232

9.1 数控机床应用关键技术232

9.2 直接数字控制（DNC）233

9.2.1 直接数字控制（DNC）简介233

9.2.2 DNC控制系统的组成233

9.3 柔性制造系统（FMS）234

9.3.1 柔性制造系统（FMS）简介234

9.3.2 柔性制造系统（FMS）的组成235

9.4 计算机集成制造系统（CIMS）236

9.4.1 计算机集成制造系统（CIMS）简介236

9.4.2 计算机集成制造系统（CIMS）的组成237

思考与练习题238

附录 常用液压与气动图形符号239

附录A 符号要素、管路239

附录B 控制机构和控制方法239

附录C 泵、电动机和缸240

附件D 控制元件240

附录E 辅助元件242

参考文献243