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目录 1

第1章 数控机床概述 1

1.1 数控技术的产生及发展 1

1.2 数控机床的组成与数控加工原理 2

1.2.1 数控机床的组成 2

1.2.2 数控机床加工原理 3

1.2.3 数控机床加工特点及应用范围 4

1.3.3 按照伺服系统控制方式分类 5

1.3.2 按照控制运动的方式分类 5

1.3.1 按照工艺用途分类 5

1.3 数控机床的分类 5

1.3.4 按照数控装置的功能水平分类 7

1.4 数控机床的技术发展趋势 7

思考与练习题 9

第2章 数控加工编程基础 10

2.1 数控编程的基本概念 10

2.1.1 数控编程的过程与方法 10

2.1.2 坐标系的概念 11

2.1.3 程序结构 15

2.2.1 准备功能G指令 18

2.2 常用功能指令及编程方法 18

2.2.2 辅助功能M指令 20

2.2.3 其他功能F、S、T指令 22

2.2.4 常用准备功能指令及编程方法 22

2.3 数控加工工艺设计 34

2.3.1 工艺分析与设计 34

2.3.2 工艺文件的编制 37

2.4 数控编程中的数值计算 41

2.4.2 节点的坐标计算 42

2.4.1 基点的坐标计算 42

思考与练习题 46

第3章 数控车床的编程 48

3.1 数控车床编程基础 48

3.1.1 数控车床的编程特点 48

3.1.2 工件坐标系的建立 48

3.2 单一切削固定循环指令编程 49

3.2.1 内、外径切削循环指令G80 49

3.2.2 端面切削循环指令G81 51

3.3.1 螺纹加工指令G32 53

3.3 螺纹加工编程 53

3.3.2 螺纹切削固定循环指令G82 56

3.3.3 螺纹切削复合循环指令G76 58

3.4 子程序 60

3.5 循环加工编程 61

3.5.1 外圆粗车复合循环G71 61

3.5.2 端面粗车复合循环指令G72 63

3.5.3 封闭轮廓车削循环指令G73 64

3.6 数控车床加工与编程实例 65

3.6.1 华中世纪星系统数控车床应用实例 65

3.6.2 FANUC 0-TD系统数控车床应用实例 69

3.6.3 SIEMENS-802S系统数控车床应用实例 72

思考与练习题 77

第4章 数控铣床编程 80

4.1 数控铣床编程基础 80

4.1.1 数控铣床的编程特点 80

4.1.2 工件坐标系的建立 80

4.1.3 数控铣床常用指令 83

4.2 基本G功能指令及编程方法 84

4.2.3 直线进给编程 85

4.2.1 绝对尺寸与增量尺寸 85

4.2.2 选择平面指令 85

4.2.4 圆弧进给编程 87

4.3 刀具补偿功能 90

4.3.1 刀具半径补偿功能G41、G42、G40 90

4.3.2 刀具长度补偿功能G43、G44、G49 93

4.4 镜像加工编程 95

4.5 固定循环功能 97

4.5.1 固定钻孔类循环的动作组成 97

4.5.2 固定钻孔类循环指令 100

4.6 数控铣床加工与编程实例 103

4.6.1 FANUC 0-MD系统数控铣床应用实例 103

4.6.2 华中世纪星系统数控铣床应用实例 107

思考与练习题 113

第5章 加工中心编程 116

5.1 FANUC 0-MD系统加工中心编程 116

5.1.1 功能特点 116

5.1.2 编程指令概述 117

5.1.3 工件坐标系的建立、对刀及刀具补偿 119

5.1.4 工艺方案的确定 126

5.1.5 数控加工中心编程实例 128

5.2 SIEMENS 810D系统加工中心编程 135

5.2.1 功能特点 135

5.2.2 编程指令概述 136

5.2.3 数控加工中心编程实例 141

思考与练习题 145

第6章 自动编程技术 149

6.1 Mastercam应用基础 149

6.1.1 Mastercam的工作过程 149

6.1.2 Mastercam9.1的界面 150

6.1.3 基本操作 155

6.2 建模操作 159

6.2.1 绘图操作 159

6.2.2 修整和转换命令 162

6.2.3 曲面操作 164

6.2.4 实体操作 166

6.3 刀具路径和后置处理 169

6.3.1 刀具路径的类型 169

6.3.2 刀具路径产生过程 170

6.3.3 后置处理 175

思考与练习题 176

第7章 数控机床主体结构 178

7.1 概述 178

7.1.1 数控机床机械结构的主要组成 178

7.1.2 数控机床机械结构的特点和要求 178

7.2 数控机床的主轴部件 179

7.2.1 数控机床主传动系统的特点 179

7.2.2 数控机床的变速方式 179

7.2.3 数控机床的主轴部件 181

7.3.2 床身结构的特点 184

7.3 数控机床的床身 184

7.3.1 床身等大件的要求 184

7.4 数控机床的进给机构 185

7.4.1 进给系统概述 185

7.4.2 传动齿轮间隙的消隙 186

7.4.3 联轴器 190

7.4.4 滚珠丝杠螺母副 191

7.4.5 数控机床常用导轨 196

7.5.1 数控车床的自动换刀装置 198

7.5 数控机床的自动换刀装置 198

7.5.2 加工中心的自动换刀装置 200

7.5.3 换刀机械手 201

7.5.4 刀具的选择方式 201

7.6 数控机床工作台 202

7.6.1 分度工作台 202

7.6.2 数控回转工作台 205

思考与练习题 207

8.1.1 CNC的定义和发展 208

8.1 概述 208

第8章 计算机数控系统 208

8.1.2 CNC装置的工作过程和功能 209

8.2 CNC装置的硬件结构 211

8.2.1 单微处理器数控装置的结构 211

8.2.2 多微处理器数控装置的结构 214

8.3 CNC装置的软件结构 218

8.3.1 CNC系统软硬件的功能界面 218

8.3.2 CNC装置的软件结构特点 219

8.4.1 概述 222

8.4 数控系统的插补原理 222

8.4.2 逐点比较法 224

8.4.3 数字积分法 240

8.4.4 数据采样插补 245

8.5 数控系统的刀具补偿原理 249

思考与练习题 255

第9章 数控机床的伺服系统 256

9.1 伺服系统概述 256

9.1.1 伺服系统的组成 256

9.1.2 伺服系统的分类 257

9.2 伺服驱动电动机 258

9.2.1 步进电动机及其伺服系统 259

9.2.2 直流伺服电动机 261

9.2.3 交流伺服电动机 264

9.3 位置检测装置 265

9.3.1 概述 265

9.3.2 光电编码器 266

9.3.3 光栅 269

9.3.4 感应同步器 271

思考与练习题 274