《机床数控技术》大机械系列规划实用教材

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  • 作者: 杜国臣 王士军
  • 资源格式: PDF
  • 书籍大小:11.6 MB
  • 文件格式:.PDF
  • 书籍语言:简体中文
  • 版本: 扫描版

21世纪全国应用型本科大机械系列实用规划教材     机床数控技术(pdf版,2006年出版高淅)

本书是根据“全国机械类专业应用型本科人才培养目标及基本规格”的要求编写的,内容全面、系统,
重点突出,力求体现先进性、实用性。全书共6章,包括绪论、数控加工工艺分析与程序编制、计算机数
控系统、数控机床伺服系统、数控机床机械机构、数控机床的保养与维修。每章均有一定数量的思考题与
习题,书后还有《机床数控技术》缩略语英汉对照及常用刀具的切削参数两个附录。
本书可作为应用型本科院校的机械工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、机电一体化等专业教
材,也可作为成人高等教育的同类专业教材用书,还可作为广大自学者及工程技术人员的自学参考书。

第 1章 绪论……………………………………………………………………………………………………………………………………. 1
1.1 概述…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1
1.1.1 数控机床的定义…………………………………………………………………………………………………………. 1
1.1.2 数控机床的组成及特点………………………………………………………………………………………………. 1
1.1.3 数控机床的主要技术参数…………………………………………………………………………………………… 3
1.2 数控机床的分类…………………………………………………………………………………………………………………… 4
1.2.1 按机械运动轨迹分类………………………………………………………………………………………………….. 4
1.2.2 按伺服系统的类型分类………………………………………………………………………………………………. 5
1.2.3 按功能水平分类…………………………………………………………………………………………………………. 6
1.2.4 按加工方式分类…………………………………………………………………………………………………………. 7
1.3 数控机床的发展与作用………………………………………………………………………………………………………… 7
1.3.1 数控机床的产生与发展………………………………………………………………………………………………. 7
1.3.2 数控机床的发展趋势………………………………………………………………………………………………….. 9
1.3.3 数控机床在先进制造技术中的作用…………………………………………………………………………… 11
小结…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12
思考题与习题…………………………………………………………………………………………………………………………….. 12
第 2章 数控加工工艺分析与程序编制…………………………………………………………………………………….. 13
2.1 数控加工工艺分析……………………………………………………………………………………………………………… 13
2.1.1 机床的合理选用……………………………………………………………………………………………………….. 13
2.1.2 数控加工工艺性分析………………………………………………………………………………………………… 14
2.1.3 加工方法与加工方案的确定……………………………………………………………………………………… 15
2.1.4 工序与工步的划分……………………………………………………………………………………………………. 19
2.1.5 零件的定位与安装……………………………………………………………………………………………………. 20
2.1.6 数控加工刀具与工具系统…………………………………………………………………………………………. 21
2.1.7 切削用量的确定……………………………………………………………………………………………………….. 29
2.1.8 数控加工路线的确定………………………………………………………………………………………………… 30
2.1.9 工艺文件的制定……………………………………………………………………………………………………….. 36
2.2 图形的数学处理…………………………………………………………………………………………………………………. 37
2.2.1 基点计算………………………………………………………………………………………………………………….. 38
2.2.2 节点计算………………………………………………………………………………………………………………….. 38
2.2.3 辅助计算………………………………………………………………………………………………………………….. 42
2.3 数控加工的程序编制………………………………………………………………………………………………………….. 44
2.3.1 数控机床编程基础……………………………………………………………………………………………………. 44

2.3.2 数控车削加工程序编制…………………………………………………………………………………………….. 49
2.3.3 数控铣削加工程序编制…………………………………………………………………………………………….. 74
2.3.4 加工中心程序编制……………………………………………………………………………………………………. 95
2.3.5 自动编程简介…………………………………………………………………………………………………………. 118
小结…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 122
思考题与习题…………………………………………………………………………………………………………………………… 122
第 3章 计算机数控系统……………………………………………………………………………………………………………. 127
3.1 概述…………………………………………………………………………………………………………………………………. 127
3.1.1 CNC 系统的组成……………………………………………………………………………………………………. 127
3.1.2 CNC 系统的功能和一般工作过程…………………………………………………………………………… 128
3.2 CNC 系统的硬件结构……………………………………………………………………………………………………….. 132
3.2.1 单CPU 结构CNC 系统的硬件结构………………………………………………………………………… 132
3.2.2 多CPU 结构CNC 系统的硬件结构………………………………………………………………………… 133
3.2.3 开放式CNC 系统…………………………………………………………………………………………………… 135
3.3 CNC 系统的软件结构……………………………………………………………………………………………………….. 139
3.3.1 CNC 系统的软件结构特点……………………………………………………………………………………… 140
3.3.2 CNC 系统的软件结构模式……………………………………………………………………………………… 143
3.4 计算机数控中的可编程逻辑控制器…………………………………………………………………………………… 146
3.4.1 PLC 及其工作过程…………………………………………………………………………………………………. 146
3.4.2 PLC 在数控机床上的应用………………………………………………………………………………………. 152
3.5 CNC 系统的输入/输出与通信……………………………………………………………………………………………. 160
3.5.1 CNC 装置的输入/输出和通信要求………………………………………………………………………….. 160
3.5.2 CNC 系统常用外部设备及接口………………………………………………………………………………. 161
3.6 CNC 装置的插补原理……………………………………………………………………………………………………….. 169
3.6.1 基准脉冲插补…………………………………………………………………………………………………………. 170
3.6.2 数据采样插补…………………………………………………………………………………………………………. 183
3.6.3 刀具补偿功能…………………………………………………………………………………………………………. 187
3.6.4 进给速度与加/减速控制…………………………………………………………………………………………. 191
3.7 典型数控系统分析实例…………………………………………………………………………………………………….. 197
3.7.1 概述……………………………………………………………………………………………………………………….. 197
3.7.2 FANUC 数控系统6………………………………………………………………………………………………… 198
小结…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 201
思考题与习题…………………………………………………………………………………………………………………………… 202
第 4章 数控机床伺服系统……………………………………………………………………………………………………….. 204
4.1 概述…………………………………………………………………………………………………………………………………. 204
4.2 驱动电动机………………………………………………………………………………………………………………………. 206
4.2.1 步进电动机…………………………………………………………………………………………………………….. 206

4.2.2 伺服电动机…………………………………………………………………………………………………………….. 209
4.2.3 直线电动机…………………………………………………………………………………………………………….. 215
4.3 数控机床常用检测装置…………………………………………………………………………………………………….. 216
4.3.1 概述……………………………………………………………………………………………………………………….. 216
4.3.2 旋转编码器…………………………………………………………………………………………………………….. 217
4.3.3 旋转变压器…………………………………………………………………………………………………………….. 220
4.3.4 感应同步器…………………………………………………………………………………………………………….. 222
4.3.5 光栅尺……………………………………………………………………………………………………………………. 225
4.3.6 磁栅……………………………………………………………………………………………………………………….. 228
4.4 位置控制和速度控制………………………………………………………………………………………………………… 231
4.4.1 位置控制………………………………………………………………………………………………………………… 232
4.4.2 速度控制………………………………………………………………………………………………………………… 237
小结…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 259
思考题与习题…………………………………………………………………………………………………………………………… 259
第 5章 数控机床机械机构……………………………………………………………………………………………………….. 260
5.1 概述…………………………………………………………………………………………………………………………………. 260
5.2 数控机床的主传动系统…………………………………………………………………………………………………….. 262
5.2.1 数控机床主传动系统要求……………………………………………………………………………………….. 262
5.2.2 数控机床主轴的调速方法……………………………………………………………………………………….. 262
5.2.3 数控机床的主轴部件………………………………………………………………………………………………. 266
5.3 数控机床的进给传动系统…………………………………………………………………………………………………. 270
5.3.1 数控机床进给传动系统要求……………………………………………………………………………………. 270
5.3.2 滚珠丝杠螺母副……………………………………………………………………………………………………… 271
5.3.3 直线电动机进给系统………………………………………………………………………………………………. 276
5.3.4 数控机床的导轨……………………………………………………………………………………………………… 278
5.4 自动换刀装置…………………………………………………………………………………………………………………… 281
5.4.1 数控车床的回转刀架………………………………………………………………………………………………. 281
5.4.2 加工中心的自动换刀装置……………………………………………………………………………………….. 283
5.5 数控机床的主要辅助装置…………………………………………………………………………………………………. 287
5.5.1 数控回转工作台……………………………………………………………………………………………………… 287
5.5.2 分度工作台…………………………………………………………………………………………………………….. 289
5.6 数控机床的其他进给传动设计………………………………………………………………………………………….. 290
小结…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 293
思考题与习题…………………………………………………………………………………………………………………………… 294
第 6章 数控机床的保养与维修……………………………………………………………………………………………….. 295
6.1 概述…………………………………………………………………………………………………………………………………. 295
6.2 数控机床的保养……………………………………………………………………………………………………………….. 297

6.3 数控机床的故障诊断与维修……………………………………………………………………………………………… 302
6.3.1 数控机床的故障诊断概述……………………………………………………………………………………….. 302
6.3.2 数控机床常用的故障诊断方法………………………………………………………………………………… 305
6.3.3 数控系统的故障诊断与维修……………………………………………………………………………………. 310
6.3.4 伺服系统的故障诊断与维修……………………………………………………………………………………. 314
6.4 数控机床的故障分析与维修实例………………………………………………………………………………………. 318
6.4.1 数控车床的故障分析与维修……………………………………………………………………………………. 318
6.4.2 伺服系统的故障分析与维修……………………………………………………………………………………. 325
小结…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 328
思考题与习题…………………………………………………………………………………………………………………………… 329
附录 1 《机床数控技术》缩略语英汉对照…………………………………………………………………………… 330

附录 2 常用刀具的切削参数……………………………………………………………………………………………………. 332

参考文献………………………………………………………………………………………………………………………………………… 337

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