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第1章 数控机床工作原理 1

1.1 数控机床的产生与发展 1

1.1.1 数控机床的产生 1

1.1.2 数控机床的特点 2

1.2 数控机床的种类 3

1.2.1 按工艺用途分类 3

1.2.2 按运动方式分类 5

1.2.3 按控制方式分类 6

1.2.4 按数控机床的性能分类 6

1.3 数控加工工艺 7

1.3.1 工艺准备 7

1.3.2 编制程序 13

1.3.3 工件加工 14

1.3.4 工件检测 17

1.4 数控切削技术 24

1.4.1 工件材料的切削加工性 24

1.4.2 切削刀具材料 25

1.4.3 切削用量的确定 29

1.5 数控机床的加工原理及组成 30

1.5.1 数控机床的加工原理 30

1.5.2 数控机床的组成 30

第2章 数控机床控制原理 33

2.1 数控机床的坐标系 33

2.1.1 机床坐标系 33

2.1.2 工作坐标系 34

2.1.3 附加运动坐标 35

2.2 数控机床的控制基础 35

2.2.1 数控系统的发展状况 35

2.2.2 计算机数控（CNC）系统的组成 37

2.2.3 单微处理机结构系统 39

2.2.4 多微处理机结构系统 41

2.3 插补原理 43

2.3.1 插补的概念及插补方法分类 43

2.3.2 逐点比较法插补原理 43

2.3.3 数字积分法插补原理 49

2.3.4 计算机数控软硬件结合的插补方法 52

2.4 刀具半径补偿原理 53

2.4.1 刀具半径补偿的基本概念 53

2.4.2 C机能刀具半径补偿法的基本设计思路 54

2.4.3 程序段间转接情况分析 54

第3章 数控机床结构 58

3.1 数控机床结构及布局特点 58

3.1.1 数控机床自身特点对其结构的影响 58

3.1.2 数控机床对结构的要求 59

3.1.3 数控车床的布局结构 61

3.1.4 加工中心机床的布局结构 62

3.2 数控机床的主传动系统 64

3.2.1 主传动变速（主传动链） 64

3.2.2 主轴（部件）结构 65

3.3 数控机床进给传动 67

3.3.1 进给运动 67

3.3.2 滚珠丝杠螺母副 68

3.3.3 数控机床进给系统的间隙消除 70

3.3.4 回转坐标进给系统 71

3.3.5 导轨 73

3.4 数控机床其他装置 74

3.4.1 自动换刀装置（ATC） 74

3.4.2 排屑装置 75

3.5 数控机床的伺服系统 75

3.5.1 伺服系统及数控机床对其的要求 75

3.5.2 伺服系统的类型 76

3.5.3 常用的驱动元件 77

3.6 伺服系统中的检测元件 84

3.6.1 测速发电机 85

3.6.2 编码盘与光电盘 85

3.6.3 旋转变压器 86

3.6.4 感应同步器 87

3.6.5 光栅 89

3.6.6 磁尺 90

第4章 数控铣床编程 92

4.1 数控机床的编程方法 92

4.1.1 数控编程的基本概念 92

4.1.2 数控机床编程的分类方法 92

4.1.3 程序结构 93

4.2 程序编程的基本指令 94

4.2.1 坐标系指令 94

4.2.2 坐标平面选择指令 97

4.2.3 快速点定位及插补指令 97

4.2.4 暂停、英制输入、公制输入指令 101

4.2.5 参考点控制指令 101

4.2.6 Z轴移动编程 102

4.2.7 刀具半径补偿指令 103

4.2.8 刀具长度补偿类指令 106

4.2.9 常用辅助功能M指令 108

4.3 数控铣床的基本操作 110

4.3.1 FANUC 0i数控系统简介 110

4.3.2 控制面板与操作 111

4.3.3 FANUC 0i数控铣床操作步骤 115

4.4 子程序的编制 118

4.4.1 子程序的格式 119

4.4.2 子程序样例 119

4.4.3 镜像指令 121

4.5 孔加工固定循环 122

4.5.1 钻削孔固定循环 122

4.5.2 其他孔加工固定循环指令 125

4.6 二维轮廓件铣削编程 126

4.6.1 二维外形轮廓铣削编程 126

4.6.2 二维内轮廓铣削编程 127

4.6.3 带岛型腔加工 128

第5章 加工中心机床编程 129

5.1 加工中心机床结构 129

5.1.1 加工中心机床的组成 129

5.1.2 机床规格 130

5.2 加工中心机床的刀具系统 131

5.2.1 刀柄 131

5.2.2 刀具系统 133

5.3 刀具长度测量 135

5.3.1 刀具长度人工测量 135

5.3.2 刀具长度自动化测量 137

5.4 加工中心编程案例 138

5.4.1 加工中心加工的基本操作 138

5.4.2 加工中心编程案例一 139

5.4.3 加工中心编程案例二 144

5.5 加工中心机床的维护和保养 149

第6章 数控车床编程 153

6.1 数控车床编程知识 153

6.1.1 数控车床的坐标系和运动方向 153

6.1.2 数控车床手工编程的方法 155

6.1.3 数控车床常用各种指令 158

6.2 数控车床的操作方法 182

6.2.1 操作面板 182

6.2.2 操作步骤 184

6.3 数控车床编程实例 192

6.4 数控车床编程与加工练习件 204

6.5 数控车床的维护和保养 207

第7章 数控电加工机床 209

7.1 电火花线切割机床的加工原理 209

7.1.1 电火花线切割加工机床 209

7.1.2 电火花线切割加工原理、特点及应用范围 212

7.2 电火花线切割机床加工实例 214

7.3 电火花成形机床的加工原理 219

7.3.1 数控电火花机床的结构 219

7.3.2 电火花线切割加工原理、特点及应用范围 221

7.4 电火花成形机床加工实例 223

第8章 自动编程技术 225

8.1 自动编程原理 225

8.1.1 自动编程概述 225

8.1.2 CAD/CAM系统的自动编程 226

8.2 二维铣削加工刀具轨迹的生成 233

8.2.1 二维外形轮廓加工刀具轨迹的生成 233

8.2.2 二维型腔铣削加工刀具轨迹的生成 233

8.2.3 钻孔加工 235

8.2.4 二维字符加工 235

8.3 三维铣削自动编程 236

8.3.1 零件几何造型 236

8.3.2 曲面类型和特征 236

8.3.3 实例应用 237

第9章 现代加工制造技术 272

9.1 计算机集成制造系统 272

9.1.1 制造技术的发展历史 272

9.1.2 柔性制造系统（FMS） 272

9.1.3 计算机集成制造系统（CIMS） 273

9.2 高速加工技术 274

9.2.1 高速加工的基本概念 274

9.2.2 高速铣削的优点 275

9.2.3 高速铣削应用实例 276

9.3 多轴加工技术 277

9.3.1 四轴加工中心 277

9.3.2 四轴加工样例 279

9.3.3 五轴加工中心 282

9.3.4 五轴加工样例 283

9.4 激光加工技术 284

9.4.1 数控激光加工机的组成 284

9.4.2 激光加工技术的应用 284

9.5 快速原形技术 286

9.5.1 快速原形技术 286

9.5.2 3D打印机技术 286

9.5.3 3D打印机具体应用 287

参考文献 289