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目录 1

第1章　概述 1

1.1　数控车床的组成和工作原理 1

1.1.1　数控加工过程 1

1.1.2　数控车床的组成 1

1.1.3　数控车床的工作原理 3

1.2　数控车床的类型 3

1.2.1　按控制方式分类 3

1.2.2　按数控系统的功能分类 4

1.2.3　按加工工艺方法分类 5

1.2.4　按主轴的配置形式分类 7

1.3　数控车床的特点 7

1.3.1　数控车床的优点 7

1.3.2　数控车床的适用范围 8

1.4　数控车床的设计方法和步骤 9

1.4.1　数控车床的设计方法和特点 9

1.4.2　数控车床的设计步骤 11

第2章　主传动系统 12

2.1　概述 12

2.1.1 主传动系统的设计要求 12

2.1.2　主传动系统的传动方式 12

2.1.3　数控车床主传动系统的发展 13

2.2　变速主传动系统设计 15

2.2.1　主传动系统的参数 15

2.2.2　分级变速传动系统设计 16

2.2.3　分挡无级变速传动设计 23

2.3　主轴组件 25

2.3.1　主轴组件的性能要求 25

2.3.2 主轴 26

2.3.3 主轴轴承 27

2.3.4　主轴组件润滑与密封 32

2.3.5　主轴组件的计算 34

2.4　主轴驱动与控制 38

2.4.1　主轴驱动的基本要求 38

2.4.2　交流主轴驱动 39

2.4.3　主轴转速的自动变换 45

2.4.4　主轴旋转与进给轴的同步控制 47

2.5　数控车床主传动系统实例 48

2.5.1　CK7815型数控车床的主传动系统 48

2.5.2　DS11型数控车床的主传动系统 50

2.5.3　车削中心的主传动系统 51

3.1　概述 54

3.1.1　进给伺服系统的组成和要求 54

第3章　进给伺服系统 54

3.1.2　进给伺服系统的控制方式 55

3.1.3　进给系统的驱动方式 57

3.2　位置检测元件与位置控制 58

3.2.1　位置检测元件 58

3.2.2　进给系统的位置控制 70

3.3　进给系统的伺服驱动 73

3.3.1　进给系统对伺服驱动装置的要求 73

3.3.2　步进电动机伺服驱动系统 74

3.3.3　直流伺服电动机及其驱动系统 84

3.3.4　无刷直流伺服电动机调速系统 94

3.3.5　交流伺服电动机及其驱动系统 96

3.4　机械传动与导向装置 101

3.4.1　传动机构 101

3.4.2　导轨 120

3.5.1　开环进给伺服系统设计 126

3.5　进给伺服系统设计与性能分析 126

3.5.2　闭环进给伺服系统设计 130

第4章　数控车床的辅助装置 135

4.1　数控车床辅助装置概述 135

4.1.1　辅助装置的作用和组成 135

4.1.2　液压和气动装置 135

4.1.3　润滑装置 137

4.2　自动换刀装置 138

4.2.1 自动换刀装置的作用 138

4.2.2 自动换刀装置的形式 138

4.2.3　标准刀具系统 147

4.3.2　切削区的排屑方法 148

4.3.3　典型的自动排屑装置 148

4.3.1 自动排屑装置的作用 148

4.3　自动排屑装置 148

4.4　其他辅助装置 149

4.4.1　切削过程的监控装置 149

4.4.2　对刀仪 152

第5章　车床数控系统 154

5.1　概述 154

5.1.1 数控系统（CNC系统）的主要功能 155

5.1.2　数控系统的分类 156

5.2　数控装置（CNC装置）的硬软件结构 159

5.2.1 CNC装置的硬件结构 159

5.2.2　CNC装置的软件结构 166

5.3　数控系统与可编程控制器 178

5.3.1　可编程控制器的结构和工作原理 178

5.3.2 PLC在数控系统中的应用 183

5.4.1　输入／输出接口电路 188

5.4.2　CNC装置的显示功能及其接口 188

5.4　数控系统的输入／输出接口及通信 188

5.4.3　数控系统的通信 189

5.5　典型车床数控系统及其应用 194

5.5.1 FANUC Power Mate 0数控系统 194

5.5.2　SIEMENS 802S/C数控系统 207

第6章 总体结构与布局 216

6.1　总体结构的基本要求 216

6.2　总体布局 218

6.2.1　床身和导轨的布局 218

6.2.2　运动和部件布局 219

第7章　普通车床的数控化改造 222

7.1　概述 222

7.1.1　普通车床数控化改造的优点 222

7.1.2　数控化改造的内容 223

7.1.3　改造主要技术方案的确定 223

7.1.4　改造的技术准备 224

7.1.5　改造的实施 225

7.1.6　验收工作 225

7.2　数控系统的确定 226

7.3　数控改造中主要机械部件改造 227

7.3.1　数控改造对机械传动系统的要求 227

7.3.2　机械系统的改造内容 227

7.3.3　机械传动系统的改造 228

7.4　机械部分改造设计计算 233

7.4.1　开环伺服进给系统的设计计算步骤 233

7.4.2　机械部分改造设计计算实例 234

7.5　数控车床改造实例 236

7.5.1　C616车床数控化改造 236

7.5.2　采用GSK980T和步进驱动系统改造C6140车床 239

7.5.3　用GSK980T和交流伺服驱动系统改造C6140车床 239

参考文献 240