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第1章 绪论1

1.1 金属切削机床在国民经济中的地位1

1.2 金属切削机床的分类1

1.3 金属切削机床的型号2

1.3.1 通用机床和专门化机床的型号2

1.3.2 专用机床的型号4

1.4 金属切削机床的发展趋势5

思考和练习5

第2章 机床的运动分析7

2.1 表面成形方法和成形运动7

2.1.1 工件表面的成形方法7

2.1.2 工件表面的成形运动10

2.2 机床的传动联系和传动原理图13

2.2.1 机床的传动联系13

2.2.2 机床的传动装置13

2.2.3 机床的传动链14

2.2.4 传动原理图15

2.3 机床运动的调整17

2.3.1 运动参数及其换置机构17

2.3.2 机床运动的调整计算18

2.3.3 换置机构在传动链中的位置19

思考和练习19

第3章 车床21

3.1 CA6140型卧式车床21

3.1.1 机床的总体布局21

3.1.2 机床的用途22

3.1.3 机床的运动23

3.2 CA6140型卧式车床的传动分析23

3.2.1 主运动传动链的传动分析23

3.2.2 进给运动传动链的传动分析26

3.2.3 刀架快移传动链的传动分析35

3.3 机床结构分析35

3.3.1 主轴箱35

3.3.2 进给箱44

3.3.3 溜板箱44

思考和练习50

第4章 数控机床51

4.1 概述51

4.1.1 机床数控技术51

4.1.2 数控机床的工作原理54

4.1.3 数控机床的组成55

4.1.4 数控机床的特点及应用范围57

4.1.5 数控机床的分类58

4.1.6 数控机床编程64

4.1.7 直线电机在数控机床中的应用67

4.2 JCS-018型立式镗铣加工中心69

4.2.1 机床的布局及用途69

4.2.2 机床的主要技术参数70

4.2.3 机床的传动系统71

4.2.4 主轴组件72

4.2.5 伺服进给系统74

4.2.6 自动换刀装置75

4.2.7 数控系统79

4.3 计算机直接数控、柔性制造系统和计算机集成制造系统82

4.3.1 计算机直接数控（DNC）82

4.3.2 柔性制造系统（FMS）83

4.3.3 计算机集成制造系统（CIMS）89

思考和练习90

第5章 其他机床91

5.1 钻床91

5.1.1 立式钻床91

5.1.2 摇臂钻床92

5.1.3 深孔钻床92

5.2 镗床93

5.2.1 卧式镗床93

5.2.2 坐标镗床94

5.2.3 金刚镗床96

5.3 铣床97

5.3.1 卧式升降台铣床97

5.3.2 立式升降台铣床97

5.3.3 龙门铣床98

5.4 刨床98

5.4.1 牛头刨床98

5.4.2 龙门刨床98

5.5 磨床99

5.5.1 外圆磨床99

5.5.2 平面磨床100

5.6 齿轮加工机床101

5.6.1 Y3150E型滚齿机101

5.6.2 插齿机102

5.6.3 磨齿机102

5.7 组合机床104

5.7.1 组合机床的特点和工艺范围104

5.7.2 组合机床的配置形式105

5.7.3 卧式双面钻孔组合机床107

5.7.4 组合机床的通用部件114

思考和练习117

第6章 金属切削机床的总体设计118

6.1 概述118

6.1.1 机床产品的设计要求118

6.1.2 机床产品的设计方法121

6.1.3 机床产品开发的设计工作123

6.2 机床产品的标准化124

6.2.1 机床品种的系列化125

6.2.2 零部件的通用化126

6.2.3 零部件的标准化126

6.2.4 机床的模块化127

6.3 机床产品的性能评定指标与价值分析128

6.3.1 机床产品的性能评定指标128

6.3.2 机床产品的价值分析130

6.4 机床的总布局131

6.4.1 机床的初步设计131

6.4.2 机床的造型与色彩设计135

6.4.3 机床的宜人性设计137

思考和练习138

第7章 主传动设计139

7.1 机床主要参数的确定139

7.1.1 尺寸参数的确定139

7.1.2 运动参数的确定139

7.1.3 动力参数的确定143

7.2 主传动方案的选择146

7.2.1 主传动布局的选择146

7.2.2 变速方式的选择147

7.2.3 开停方式的选择148

7.2.4 制动方式的选择149

7.2.5 换向方式的选择151

7.3 主传动的运动设计153

7.3.1 转速图、结构网与结构式分析153

7.3.2 转速图的拟定157

7.3.3 齿轮齿数的确定161

7.3.4 齿轮的布置与排列166

7.4 具有某些特点的主传动系统168

7.4.1 采用交换齿轮的传动系统168

7.4.2 采用多速电动机的传动系统168

7.4.3 转速重复的传动系统169

7.4.4 采用混合公比的传动系统169

7.4.5 采用背轮机构的传动系统171

7.4.6 采用公用齿轮的传动系统172

7.4.7 采用无极变速的传动系统172

7.5 主传动的计算转速173

7.5.1 主轴计算转速的确定173

7.5.2 其他传动件计算转速的确定174

思考和练习174

第8章 进给传动设计176

8.1 概述176

8.1.1 进给传动的类型及其应用176

8.1.2 进给传动的特点177

8.1.3 进给传动的组成178

8.1.4 进给伺服系统的设计要求178

8.1.5 快速空行程运动179

8.2 数控机床的伺服进给传动系统181

8.2.1 数控机床伺服进给传动系统的特点181

8.2.2 滚珠丝杠副181

8.2.3 传动齿轮齿侧间隙的消除184

8.2.4 伺服电动机187

8.2.5 位移检测装置188

8.2.6 伺服进给系统的性能分析189

8.3 机床内联系传动链设计189

8.3.1 误差的来源及传递规律189

8.3.2 内联系传动链的设计原则192

思考和练习193

第9章 主轴组件设计195

9.1 概述195

9.1.1 主轴组件的功用及结构形式195

9.1.2 主轴组件的基本要求195

9.2 主轴传动件197

9.2.1 主轴传动件类型的选择197

9.2.2 主轴传动件的布置197

9.3 主轴199

9.3.1 主轴的结构形状要求199

9.3.2 主轴的材料和热处理199

9.3.3 主轴技术条件200

9.4 主轴滚动支承201

9.4.1 主轴滚动轴承类型的选择201

9.4.2 主轴滚动轴承的配置203

9.4.3 主轴滚动轴承的精度及其选配206

9.4.4 主轴滚动轴承的间隙及其调整209

9.4.5 主轴的滚动轴承配合及其配合件的精度211

9.4.6 主轴滚动轴承的润滑212

9.4.7 主轴滚动轴承的密封214

9.5 滚动支承主轴组件的设计计算215

9.5.1 滚动支承主轴组件的设计步骤215

9.5.2 主轴组件的结构尺寸215

9.5.3 主轴组件的刚度验算221

9.6 主轴的液体动压滑动轴承及静压滑动轴承225

9.6.1 主轴液体动压滑动轴承226

9.6.2 主轴的液体静压滑动轴承228

思考和练习228

第10章 支承件的设计230

10.1 概述230

10.1.1 支承件的功用230

10.1.2 支承件的设计要求230

10.1.3 支承件的设计步骤231

10.2 支承件的刚度231

10.2.1 支承件的受力分析231

10.2.2 支承件的静刚度233

10.3 支承件的动态特性235

10.3.1 支承件的固有频率和振型236

10.3.2 改善支承件的动态特性及其措施238

10.4 支承件的热变形特性239

10.4.1 支承件的热变形239

10.4.2 改善支承件热变形特性的措施240

10.5 支承件的结构设计242

10.5.1 提高支承件的本体刚度242

10.5.2 提高支承件的局部刚度245

10.5.3 提高支承件的接触刚度246

10.5.4 支承件的材料和热处理247

10.5.5 支承件的焊接结构247

10.5.6 支承件的结构工艺性249

思考和练习250

第11章 导轨设计251

11.1 概述251

11.1.1 导轨的功用和分类251

11.1.2 导轨的基本要求252

11.2 普通滑动导轨254

11.2.1 直线运动滑动导轨254

11.2.2 回转运动滑动导轨256

11.2.3 导轨间隙的调整256

11.2.4 滑动导轨的设计验算258

11.2.5 提高导轨耐磨性的措施258

11.2.6 爬行现象及其防止措施260

11.3 滚动导轨260

11.3.1 滚动导轨的特点及材料260

11.3.2 滚动导轨的结构形式261

11.3.3 滚动导轨的预紧261

11.4 动压导轨和静压导轨262

11.4.1 动压导轨262

11.4.2 静压导轨262

思考和练习262

第12章 机床操纵机构的设计264

12.1 单独操纵机构264

12.1.1 摆动式操纵机构264

12.1.2 移动式操纵机构265

12.2 集中操纵机构266

12.2.1 顺序变速操纵机构267

12.2.2 选择变速操纵机构270

12.2.3 预选变速操纵机构272

12.2.4 齿轮顺利进入啮合的措施274

思考和练习276

参考文献277