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第一章 概述1

1.1 基本概念1

1.1.1 数控机床的产生1

1.1.2 数控机床的定义2

1.2 数控机床的组成与工作原理2

1.2.1 数控机床的组成2

1.2.2 数控机床的工作原理5

1.3 数控机床的分类与特点6

1.3.1 数控机床的分类6

1.3.2 数控机床的特点9

1.4 数控加工技术的发展10

1.4.1 数控机床的发展10

1.4.2 现代制造系统10

本章小结11

思考与练习题11

第二章 机床的运动与坐标系13

2.1 机床的运动13

2.1.1 运动的主要要素13

2.1.2 表面成型运动13

2.1.3 辅助运动14

2.2 机床的传动15

2.2.1 传动联系15

2.2.2 传动链15

2.2.3 传动原理图15

2.2.4 传动系统图16

2.3 数控机床的坐标系19

2.3.1 标准坐标系及运动方向19

2.3.2 机床坐标系21

2.3.3 工件坐标系22

2.3.4 装夹原点23

本章小结23

思考与练习题23

第三章 数控车床25

3.1 数控车床简介25

3.1.1 数控车床的工艺范围与分类25

3.1.2 数控车床的分类27

3.1.3 数控车床的组成、特点与发展29

3.1.4 数控车床的布局形式31

3.2 数控车床的传动系统34

3.2.1 主传动系统34

3.2.2 进给传动系统37

3.2.3 转塔刀架40

3.2.4 尾座42

3.2.5 高速动力卡盘42

3.2.6 其他刀架44

3.3 车削中心简介47

本章小结50

思考与练习题50

第四章 数控铣床52

4.1 概述52

4.1.1 数控铣床的主要加工对象52

4.1.2 数控铣床的主要功能53

4.2 数控铣床的布局与分类54

4.2.1 工件的重量和尺寸与布局的关系54

4.2.2 运动的分配与部件的布局55

4.2.3 布局与铣床的结构性能56

4.2.4 数控铣床的分类57

4.3 数控铣床的传动系统与典型机械结构58

4.3.1 数控铣床的基本组成及主要技术参数58

4.3.2 数控铣床的传动系统60

4.3.3 数控铣床的主要部件61

本章小结68

思考与练习题68

第五章 加工中心69

5.1 加工中心概述69

5.1.1 加工中心的特点69

5.1.2 加工中心的分类70

5.1.3 加工中心的发展73

5.2 JCS—018A型加工中心73

5.2.1 JCS—018A型加工中心的用途、特点及技术参数73

5.2.2 JCS—018A型加工中心的传动系统76

5.2.3 JCS—018A型加工中心的典型部件78

5.3 卧式加工中心简介90

5.3.1 卧式加工中心的布局90

5.3.2 SOLON3—1型卧式镗铣加工中心简介91

本章小结92

思考与练习题93

第六章 特种数控加工机床95

6.1 数控电火花加工机床95

6.1.1 电火花加工的基本原理95

6.1.2 电火花加工的主要特点96

6.1.3 电火花加工在模具制造中的应用97

6.1.4 电火花加工机床的基本组成97

6.1.5 电火花加工机床的主要附件及其作用101

6.1.6 影响工件质量的主要因素105

6.2 数控电火花线切割加工机床108

6.2.1 电火花线切割加工的基本原理、特点及应用范围108

6.2.2 电火花线切割加工机床的基本组成109

6.2.3 影响线切割加工工艺指标的主要因素115

本章小结117

思考与练习题117

第七章 高速数控机床及其技术118

7.1 概述118

7.2 高速切削和高速机床的关键技术119

7.2.1 高速切削的特点119

7.2.2 高速加工的关键技术120

7.3 高速主轴单元122

7.3.1 高速加工电主轴结构123

7.3.2 高速电主轴轴承125

7.3.3 电主轴的冷却和轴承的润滑126

7.3.4 电主轴的动平衡127

7.4 高速进给系统128

7.4.1 高速机床对进给系统的要求128

7.4.2 传统进给系统存在的问题129

7.4.3 典型高速直线进给机构130

7.5 高速刀具系统135

7.5.1 高速切削对刀具系统的要求135

7.5.2 高速刀具系统137

7.5.3 高速刀具系统的安全与检测140

7.6 高速加工数控系统141

7.6.1 高速主轴控制141

7.6.2 高速伺服控制系统141

7.6.3 精简指令集计算机系统结构的CNC系统142

7.6.4 由可编程控制器实现的其他控制功能143

本章小结143

思考与练习题143

第八章 数控机床的典型部件145

8.1 数控机床的主轴系统145

8.1.1 对数控机床主轴系统的要求145

8.1.2 数控机床主轴的传动方式146

8.1.3 主轴部件148

8.1.4 主轴的准停功能154

8.1.5 主轴的准停装置158

8.1.6 主轴的润滑与密封159

8.2 数控机床的进给系统161

8.2.1 对数控机床进给系统的要求161

8.2.2 齿轮传动副162

8.2.3 联轴器167

8.2.4 滚珠丝杠螺母机构168

8.2.5 静压丝杠螺母副176

8.2.6 双导程蜗杆蜗轮副与静压蜗杆蜗轮条传动178

8.3 床身与立柱182

8.4 机床导轨185

8.4.1 对导轨的要求185

8.4.2 数控机床上常用的导轨及其特点185

8.4.3 导轨的润滑与防护190

8.5 自动换刀装置191

8.5.1 自动换刀装置的分类191

8.5.2 刀库198

8.5.3 机械手207

8.6 数控机床的位置检测装置213

8.6.1 对数控机床位置检测装置的要求213

8.6.2 位置检测装置的分类213

8.6.3 常用位置检测装置及工作原理214

8.7 自动排屑装置225

8.7.1 自动排屑装置在数控机床中的作用225

8.7.2 典型自动排屑装置226

本章小结227

思考与练习题228

第九章 数控机床的液压与气压系统231

9.1 液压和气压传动系统概述231

9.1.1 液压和气压传动系统在数控机床中的功能231

9.1.2 液压和气压传动系统的构成232

9.1.3 液压和气压传动的特点235

9.1.4 液压和气压传动的工作原理236

9.2 液压和气压传动系统在数控机床中的应用237

9.3 数控机床液压与气压系统的维护245

9.3.1 维护要点245

9.3.2 液压与气压系统的点检246

本章小结247

思考与练习题247

第十章 数控机床的选用、安装、调试、验收与保养248

10.1 数控机床的选用248

10.1.1 确定典型加工工件248

10.1.2 数控机床规格的选择249

10.1.3 数控机床精度的选择249

10.1.4 数控系统的选择250

10.1.5 自动换刀装置、刀库容量及刀柄的选择251

10.1.6 数控机床选择功能及附件的选择253

10.1.7 技术服务与售后服务254

10.2 数控机床的安装与调试254

10.2.1 机床的基础处理和初就位254

10.2.2 机床部件的组装254

10.2.3 数控系统的连接255

10.2.4 通电试车255

10.2.5 机床精度和功能的调试256

10.2.6 试运行256

10.3 数控机床的验收257

10.3.1 数控机床外观的检查257

10.3.2 数控机床精度的验收257

10.3.3 数控机床性能及数控功能的检验258

10.4 数控机床的常规保养260

10.4.1 数控机床的日常保养260

10.4.2 使用数控机床应注意的问题260

本章小结261

思考与练习题261

第十一章 机床的数控技术改造262

11.1 机床改造概述262

11.1.1 机床数控改造的条件262

11.1.2 国外机床技术改造的发展趋势263

11.1.3 机床改造的主要对象263

11.1.4 机床改造的一般步骤263

11.2 机床的经济型数控技术改造264

11.2.1 数控改造主要技术方案的选择264

11.2.2 普通机床数控化改造实例267

本章小结273

思考与练习题273

附录274

附录一 普通车床274

附录二 X6132型升降台铣床280

附录三 Y3150E型滚齿机282

附录四 其他普通机床283

参考文献286