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第1章　概述1

1.1　数控机床的产生及发展1

1.1.1　数字控制技术与数控机床1

1.1.2　数控机床的产生1

目录2

第一篇　数控机床篇2

序2

1.1.3　数控机床的发展2

1.2.1　数控机床的组成3

1.2　数控机床的组成及工作原理3

前言3

1.2.2　数控机床的工作过程4

1.3　数控机床的分类5

1.3.1 按工艺用途分类5

1.3.2　按运动控制轨迹分类5

1.3.3　按伺服系统的类型划分8

1.3.4　按功能水平划分10

1.4　数控机床的特点及应用10

1.4.1　数控机床的特点10

1.4.2　数控机床的应用范围11

1.5　数控机床的发展趋势12

1.6.1　数控机床的精度指标14

1.6　数控机床的主要性能指标14

1.6.2　数控机床的运动性能指标15

1.6.3　数控机床的加工性能指标15

1.6.4　数控机床的可控轴数与联动轴数15

1.6.5　数控机床的可靠性指标16

1.7　思考与练习题16

第2章　数控机床的主传动及主轴部件17

2.1　对主传动的基本要求17

2.2.2　数控机床主轴的传动形式18

2.2　数控机床主轴的变速与传动18

2.2.1　主传动的变速方式18

2.3　主轴部件21

2.3.1　主轴部件的运动方式和主轴21

2.3.2　主轴轴承23

2.3.3　主轴滚动轴承的配置24

2.3.4　主轴滚动轴承的预紧25

2.4　典型机床主轴部件介绍26

2.4.1　数控车床主轴部件26

2.4.2　车削中心31

2.4.3　立式加工中心32

2.5　高速主轴系统和电主轴36

2.5.1　高速主轴系统简介36

2.5.2　电主轴的结构与布局37

2.5.3　电主轴的轴承40

2.6　思考与练习题41

第3章　数控机床的进给传动系统42

3.1　数控机床对进给传动系统的基本要求42

3.2　数控机床进给传动系统的基本形式43

3.2.1　滚珠丝杠螺母副43

3.2.2　静压丝杠螺母副50

3.2.3　静压蜗杆蜗轮条副52

3.2.4　预加载荷的双齿轮—齿条副53

3.2.5　直线电动机直接驱动54

3.3　进给系统传动齿轮间隙消除56

3.3.1　刚性调整法56

3.3.2　柔性调整法58

3.4　进给传动系统应用60

3.4.1　MJ-50数控车床进给传动系统60

3.4.2　JCS-018A加工中心机床进给传动系统及传动装置63

3.5　思考与练习题64

要求65

4.1.2　数控机床对机械结构的基本65

第4章　数控机床的典型结构65

4.1　数控机床机械结构的组成及要求65

4.1.1　数控机床机械结构的组成65

4.2　数控机床的总体布局74

4.2.1　数控车床常用布局形式74

4.2.2　数控镗铣床及加工中心常用布局形式75

4.2.3　高速加工数控机床的特殊布局形式78

4.2.4　并联运动机床布局形式78

4.3.1 数控机床对导轨的基本要求80

4.3.2　数控机床导轨的种类与特点80

4.3　数控机床的导轨80

4.3.3 塑料滑动导轨83

4.3.4　滚动导轨85

4.3.5　静压导轨88

4.3.6　导轨的润滑与防护88

4.4　数控机床的自动换刀装置89

4.4.1 自动换刀装置的要求及形式89

4.4.2　刀库的类型与容量94

4.4.3　刀具的选择96

4.4.4 自动换刀实例101

4.5.1　分度工作台105

4.5　数控机床的回转工作台105

4.5.2　数控回转工作台108

4.6　思考与练习题111

第5章　数控机床的选用、安装、调试和验收112

5.1　数控机床的选用112

5.1.1　确定典型零件112

5.1.2　数控机床规格的选择112

5.1.3　数控机床精度的选择113

5.1.4　数控系统的选择114

5.1.6 自动换刀装置的选择及刀柄的配置115

5.1.5　工时和节拍的估算115

5.1.7　数控机床驱动电机的选择117

5.1.8　机床选择功能及附件的选择118

5.2　数控机床的安装118

5.2.1　数控机床的初始就位118

5.2.2　机床各部件连接组装119

5.2.3　数控系统的连接和调整119

5.3　数控机床的调试121

5.3.1　通电试车121

5.3.2　机床精度和功能的调试122

5.3.3　机床试运行122

5.4.2　机床精度检测与验收123

5.4　数控机床的检测与验收123

5.4.1　数控机床外观的检测123

5.4.3　数控机床性能及数控功能的检测与验收134

5.5　高速加工机床的基本选择原则136

5.6　思考与练习题138

第二篇　数控原理篇139

第6章　计算机数控（CNC）装置139

6.1　数控系统的分类139

6.2　数控系统的主要技术指标141

6.2.1　CNC系统的特点141

6.2.2　CNC的主要技术指标142

6.3　计算机数控系统的基本原理145

6.3.1 数控系统的插补原理与方法145

6.3.2　数控系统的刀具补偿162

6.4　计算机数控系统的构成170

6.5　典型数控系统172

6.5.1　FANUC数控系统介绍172

6.5.2　SIEMENS数控系统介绍175

6.6　思考与练习题177

7.2.1　步进电动机的工作原理178

7.2　开环伺服驱动装置178

7.1　概述178

第7章　伺服驱动装置178

7.2.2　步进电动机的主要工作特性181

7.2.3　步进电动机的选用183

7.2.4　步进电动机驱动装置184

7.3 闭环伺服驱动装置191

7.3.1　直流伺服电动机191

7.3.2　交流伺服电动机194

7.3.3　直流驱动装置196

7.3.4　交流驱动装置198

7.4　思考与练习题202

第8章　数控机床的检测装置203

8.1　概述203

8.2　脉冲编码器203

8.2.1 增量式旋转编码器204

8.2.2　绝对式旋转编码器206

8.2.3　编码器在数控机床中的应用207

8.3　光栅208

8.3.1 光栅种类208

8.3.2　直线透射光栅的组成及工作原理209

8.3.4　提高光栅分辨精度的措施211

8.3.3　直线光栅检测装置的辨向211

8.3.5　光栅检测装置的特点212

8.4　旋转变压器和感应同步器213

8.4.1　旋转变压器213

8.4.2　感应同步器215

8.5　磁栅221

8.5.1　磁性标尺221

8.5.2　拾磁磁头及工作原理221

8.6　思考与练习题223

9.1　PLC工作原理224

第9章　数控系统中可编程控制器（PLC）及常用接口224

9.2　数控机床的PLC227

9.2.1　数控机床PLC的控制对象227

9.2.2　数控机床PLC的形式229

9.3　数控系统常用接口231

9.3.1　数控系统对接口的要求231

9.3.2　CNC装置的显示功能及其接口232

9.3.3　数控系统的I/O接口232

9.3.4　数控系统常用串行通信接口标准233

9.3.5　DNC通信接口技术235

9.4　思考与练习题236

参考文献237