数控技术

第1章数控技术概述1 1.1数控技术1 1.2数控机床的组成及工作原理2 1.2.1数控机床的组成2 1.2.2数控机床工作过程5 1.3数控机床的特点及分类6 1.3.1数控机床的特点6 1.3.2数控机床的分类7 1.4数控机床的发展11 1.4.1数控技术的产生和发展11 1.4.2数控机床的发展趋势12 习题14 第2章数控系统15 2.1数控系统的总体结构及各部分功能15 2.1.1数控系统的总体结构15 2.1.2数控系统各部分的功能15 2.2数控系统的硬件简介17 2.2.1数控系统中计算机的组成17 2.2.2数控系统中计算机的实现20 2.2.3数控系统闭环的位置控制实例26 2.3数控系统的软件简介28 2.3.1数控系统的软件28 2.3.2数控系统软件功能的实现29 2.3.3数控系统控制软件的结构32 2.4数控装置的插补原理34 2.4.1插补的基本概念34 2.4.2插补方法的分类35 习题42 第3章数控伺服系统43 3.1概述43 3.1.1伺服系统的基本要求43 3.1.2数控机床伺服驱动系统的分类45 3.1.3伺服电动机的种类、特点和选用原则46 3.2进给伺服系统的驱动元件47 3.2.1步进电动机及其驱动47 3.2.2直流伺服电动机及速度控制单元52 3.2.3交流伺服电动机及速度控制单元56 3.3进给伺服系统的检测元件58 3.3.1概述58 3.3.2脉冲编码器58 3.3.3光栅59 3.3.4感应同步器62 3.3.5旋转变压器64 3.4主轴驱动65 3.5位置控制67 3.5.1数字脉冲比较伺服系统67 3.5.2相位比较伺服系统68 3.5.3幅值比较伺服系统69 3.6直线电动机进给系统简介70 习题72 第4章数控机床机械结构73 4.1数控机床的结构特点及要求73 4.1.1数控机床机械结构的组成73 4.1.2数控机床机械结构的主要特点74 4.1.3数控机床对机械结构的基本要求76 4.2数控机床的进给运动及传动机构83 4.2.1数控机床对进给系统机械部分的要求83 4.2.2进给传动系统的典型结构83 4.2.3导轨83 4.2.4滚珠丝杠螺母副92 4.2.5齿轮传动装置及齿轮间隙的消除97 4.3数控机床的主传动及主轴部件101 4.3.1数控机床的主传动装置102 4.3.2主轴部件结构107 4.3.3数控机床主传动系统及主轴部件结构实例113 4.4自动换刀机构117 4.4.1自动换刀装置的类型117 4.4.2刀库124 4.4.3刀具交换装置130 习题134 第5章数控车削（车削中心）加工工艺135 5.1数控车削加工工艺分析135 5.1.1数控车削的主要加工对象135 5.1.2数控车削加工的主要内容137 5.1.3数控车削加工工艺分析138 5.1.4数控车削工艺过程的拟定141 5.2数控车床常用的工装夹具150 5.2.1数控车床工装夹具的概念150 5.2.2数控车床通用夹具150 5.2.3数控车床的装夹找正151 5.3数控车削用刀具类型和选用152 5.3.1数控车削常用刀具种类152 5.3.2刀具的应用154 5.4选择切削用量158 5.4.1切削用量的合理选择159 5.4.2切削用量的确定160 5.5数控车削工艺文件的编制163 5.6典型零件的数控车削加工工艺163 习题169 第6章数控铣削（镗铣削中心）加工工艺171 6.1数控铣削加工工艺分析171 6.1.1数控锐削加工工艺171 6.1.2数控加工工艺文件172 6.1.3零件的工艺分析173 6.1.4数控铣削加工工艺路线的拟定176 6.2数控铣床常用的工装夹具182 6.2.1工件的夹紧182 6.2.2数控铣床夹具184 6.2.3夹具的选择186 6.3铣削用刀具的类型及选用187 6.3.1对刀具的基本要求187 6.3.2常用铣刀的种类187 6.3.3铣刀的选择190 6.4选择切削用量192 6.5典型零件的数控铣削加工工艺分析193 6.5.1平面槽形凸轮零件193 6.5.2箱盖类零件196 习题198 第7章数控机床编程基础199 7.1数控机床坐标系199 7.1.1数控机床坐标系199 7.1.2机床坐标系与工件坐标系204 7.2数值处理207 7.2.1常见的数值计算207 7.2.2基点坐标计算209 7.2.3非圆曲线节点坐标的计算210 7.2.4列表曲线型值点坐标的计算211 7.2.5数控车床使用假想刀尖点时偏置计算212 7.2.6简单立体型面零件的数值计算212 7.3数控加工编程方法简介213 7.3.1手工编程213 7.3.2自动编程214 习题218 第8章数控车床（FANUC）编程219 8.1FANUC数控系统的基本功能219 8.1.1准备功能（G功能或G指令）219 8.1.2辅助功能（M功能或M指令）220 8.1.3进给功能（F功能）221 8.1.4刀具功能（T功能）221 8.1.5主轴转速功能（S功能）221 8.2FANUC数控系统的基本编程指令221 8.2.1坐标相关指令221 8.2.2单位相关指令223 8.2.3常用准备功能223 8.2.4刀具补偿指令229 8.2.5固定循环指令232 8.2.6子程序的调用239 8.3编程实例240 习题244 第9章数控铣床（FANUC）编程246 9.1FANUC数控系统的基本功能246 9.2FANUC数控系统的基本编程指令248 9.3编程实例264 9.3.1编程实例（一）264 9.3.2编程实例（二）269 9.3.3编程实例（三）272 习题281 附录数控车削工艺文件284 参考文献287