數(shù)控技術(shù)

前言

工程科學(xué)技術(shù)在推動(dòng)人類文明的進(jìn)步中一直起著發(fā)動(dòng)機(jī)的作用。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。特別是隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展和我國(guó)加入WTO，世界制造業(yè)將逐步向我國(guó)轉(zhuǎn)移。有人認(rèn)為，我國(guó)將成為世界的“制造中心”。有鑒于此，工程教育的發(fā)展也因此面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。迄今為止，我國(guó)高等工程教育已為經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)線培養(yǎng)了數(shù)百萬(wàn)專門人才，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。但據(jù)IMDl998年的調(diào)查，我國(guó)“人才市場(chǎng)上是否有充足的合格工程師”指標(biāo)排名世界第36位，與我國(guó)科技人員總數(shù)排名世界第一形成很大的反差。這說明符合企業(yè)需要的工程技術(shù)人員特別是工程應(yīng)用型技術(shù)人才市場(chǎng)供給不足。在此形勢(shì)下，國(guó)家教育部近年來批準(zhǔn)組建了一批以培養(yǎng)工程應(yīng)用型本科人才為主的高等院校，并于2001、2002年兩次舉辦了“應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研討會(huì)”，對(duì)工程應(yīng)用型本科教育的辦學(xué)思想和發(fā)展定位作了初步探討。本系列教材就是在這種形勢(shì)下組織編寫的，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展對(duì)工程教育的新要求，滿足高素質(zhì)、強(qiáng)能力的工程應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需要。航天工程的先驅(qū)、美國(guó)加州理工學(xué)院的馬.卡門教授有句名言：“科學(xué)家研究已有的世界，工程師創(chuàng)造未有的世界?！笨茖W(xué)在于探索客觀世界中存在的客觀規(guī)律，所以科學(xué)強(qiáng)調(diào)分析，強(qiáng)調(diào)結(jié)論的唯一性。工程是人們綜合應(yīng)用科學(xué)（包括自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和社會(huì)科學(xué)）理論和技術(shù)手段去改造客觀世界的實(shí)踐活動(dòng)，所以它強(qiáng)調(diào)綜合，強(qiáng)調(diào)方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較并作出論證和判斷。這就是科學(xué)與工程的主要不同之處。這也就要求我們對(duì)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)和對(duì)科學(xué)研究型人才的培養(yǎng)應(yīng)實(shí)施不同的培養(yǎng)方案，采用不同的培養(yǎng)模式，采用具有不同特點(diǎn)的教材。然而，我國(guó)目前的工程教育沒有注意到這一點(diǎn)，而是：①過分側(cè)重工程科學(xué)（分析）方面，輕視了工程實(shí)際訓(xùn)練方面，重理論，輕實(shí)踐，沒有足夠的工程實(shí)踐訓(xùn)練，工程教育的“學(xué)術(shù)化”傾向形成了“課題訓(xùn)練”的偏軟現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差。②人才培養(yǎng)模式、規(guī)格比較單一，課程結(jié)構(gòu)不合理，知識(shí)面過窄，導(dǎo)致知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，所學(xué)知識(shí)中有一些內(nèi)容已陳舊，交叉學(xué)科、信息學(xué)科的內(nèi)容知之甚少，人文社會(huì)科學(xué)知識(shí)薄弱，學(xué)生創(chuàng)新能力不強(qiáng)。③教材單一，注重工程的科學(xué)分析，輕視工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)；注重理論知識(shí)的傳授，輕視學(xué)生個(gè)性特別是創(chuàng)新精神的培養(yǎng)；注重教材的系統(tǒng)性和完整性，造成課程方面的相互重復(fù)、脫節(jié)等現(xiàn)象；缺乏工程應(yīng)用背景，存在內(nèi)容陳舊的現(xiàn)象。④老師缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，自身缺乏“工程訓(xùn)練”。⑤工程教育在實(shí)踐中與經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系不密切。要使我國(guó)工程教育適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的工程技術(shù)人才，我們必須努力改革。組織編寫本套系列教材，目的在于改革傳統(tǒng)的高等工程教育教材，建設(shè)一套富有特色、有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的本科教材，滿足工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)控技術(shù)（第2版）》以數(shù)控機(jī)床為主線，比較全面、系統(tǒng)地?cái)⑹隽藱C(jī)床數(shù)控技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容，突出了內(nèi)容的先進(jìn)性、技術(shù)的綜合性，理論聯(lián)系實(shí)際，重在應(yīng)用?！?《數(shù)控技術(shù)（第2版）》共分六章，內(nèi)容包括：緒論，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控加工技術(shù)，數(shù)控機(jī)床編程，數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與檢測(cè)技術(shù)，數(shù)控機(jī)床的工程設(shè)計(jì)。各章節(jié)后均附復(fù)習(xí)思考題?！　　稊?shù)控技術(shù)（第2版）》可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教材，也可供研究單位、企業(yè)從事數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

序第2版前言第1版前言第一章 緒論1第一節(jié) 概述1一、數(shù)控技術(shù)的基本概念1二、數(shù)控系統(tǒng)及其組成2第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的基本組成和工作原理4一、數(shù)控機(jī)床的基本組成4二、數(shù)控機(jī)床的工作原理5第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類6一、按加工工藝方法分類6二、按伺服驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)分類7第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)8第五節(jié) 現(xiàn)代制造技術(shù)簡(jiǎn)介10復(fù)習(xí)思考題13第二章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)14第一節(jié) 概述14一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)14二、數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求15.三、提高數(shù)控機(jī)床性能的措施16第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的總體布局17一、數(shù)控車床的常用布局形式17二、臥式數(shù)控鏜銑床（臥式加工中心）的常用布局形式18三、立式數(shù)控鏜銑床（立式加工中心）的常用布局形式19四、數(shù)控機(jī)床交換工作臺(tái)的布局19五、高速加工數(shù)控機(jī)床的特殊布局20六、虛擬軸機(jī)床21第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)22一、主傳動(dòng)的基本要求和變速方式22二、主軸的聯(lián)接形式23三、主軸部件的支承23四、電主軸與高速主軸系統(tǒng)25五、主軸部件的結(jié)構(gòu)27第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)28一、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求28二、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本形式29三、直線電動(dòng)機(jī)與高速進(jìn)給單元30四、滾珠絲杠螺母副的原理32五、滾珠絲杠螺母副的支承33六、滾珠絲杠螺母副與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接35*七、滾珠絲杠螺母副的選擇與計(jì)算37第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌41一、數(shù)控機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的基本要求41二、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類與特點(diǎn)42三、滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)原理與特點(diǎn)44*四、滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇與計(jì)算45五、滾動(dòng)導(dǎo)軌的安裝與使用47第六節(jié) 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置48一、自動(dòng)換刀裝置的基本要求和形式48二、回轉(zhuǎn)刀架49三、加工中心刀庫(kù)的類型與布局51四、無機(jī)械手換刀52五、機(jī)械手換刀53六、凸輪機(jī)械手換刀裝置55七、自動(dòng)換刀機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)58八、機(jī)械手手爪結(jié)構(gòu)60第七節(jié) 數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)61一、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的基本要求和形式61二、分度工作臺(tái)62三、立式數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)64四、臥式數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)65復(fù)習(xí)思考題66第三章 數(shù)控加工技術(shù)67第一節(jié) 數(shù)控加工的工藝特點(diǎn)67一、數(shù)控加工過程概述67二、數(shù)控加工及其特點(diǎn)68第二節(jié) 數(shù)控加工工序的劃分原則與內(nèi)容72一、零件圖樣的數(shù)控工藝性分析73二、數(shù)控加工工序的劃分74第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床用刀具82一、數(shù)控刀具的類型82二、數(shù)控車床刀具83三、數(shù)控銑床、加工中心用刀具84第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的夾具87一、對(duì)數(shù)控機(jī)床用夾具的要求87二、數(shù)控機(jī)床夾具的選用方法88三、數(shù)控夾具的典型結(jié)構(gòu)88第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的使用與維護(hù)93一、數(shù)控機(jī)床的使用93二、預(yù)防性維護(hù)方法95復(fù)習(xí)思考題98第四章 數(shù)控機(jī)床編程99第一節(jié) 編程的基本概念99一、程序與編程99二、程序字與輸入格式99三、程序的組成、程序段100四、主程序、子程序103第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)能說明105一、插補(bǔ)機(jī)能105二、進(jìn)給機(jī)能106三、主軸機(jī)能106四、輔助機(jī)能107五、刀具機(jī)能108第三節(jié) 基本編程指令109一、機(jī)床坐標(biāo)系的建立與選擇指令109二、工件坐標(biāo)系的建立與選擇指令111三、尺寸的公、英制選擇與小數(shù)點(diǎn)輸入114四、絕對(duì)、增量編程（g90、g91）114五、基本移動(dòng)指令的編程115六、刀具補(bǔ)償機(jī)能（g40、g41、g42、g43、g44、g49）121第四節(jié) 數(shù)控車床的程序編制125一、數(shù)控車床的代碼體系與編程特點(diǎn)125二、數(shù)控車床的特殊編程指令127三、車削加工循環(huán)131四、數(shù)控車床程序的基本格式141第五節(jié) 鏜銑類數(shù)控機(jī)床的程序編制145一、鏜銑類數(shù)控機(jī)床的代碼體系與編程特點(diǎn)145二、數(shù)控鏜銑床（加工中心）的特殊編程146三、數(shù)控鏜銑床的固定循環(huán)150四、數(shù)控鏜銑床（加工中心）程序的標(biāo)準(zhǔn)格式159第六節(jié) 用戶宏程序、參數(shù)編程、藍(lán)圖編程簡(jiǎn)介161一、用戶宏程序161二、參數(shù)編程169三、藍(lán)圖編程171第七節(jié) 車削中心的程序編制176一、銑削加工176二、孔加工179三、自動(dòng)倒角183四、藍(lán)圖編程184復(fù)習(xí)思考題187編程練習(xí)題188第五章 數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與檢測(cè)技術(shù)189第一節(jié) 開環(huán)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)189一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理189二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性192三、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器193第二節(jié) 交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)195一、交流伺服的分類與運(yùn)行原理195二、交流伺服驅(qū)動(dòng)器197第三節(jié) 交流主軸驅(qū)動(dòng)與變頻調(diào)速系統(tǒng)201一、交流主軸驅(qū)動(dòng)與變頻器201二、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理203三、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)206第四節(jié) 交流逆變技術(shù)210一、交流逆變的基本概念210二、pwm逆變?cè)?12第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)技術(shù)215一、光柵與光電編碼器215二、磁柵與磁性編碼器218復(fù)習(xí)思考題220第六章 數(shù)控機(jī)床的工程設(shè)計(jì)222第一節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與選型222一、數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成222二、硬件配置與選擇225第二節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)的軟件功能228一、坐標(biāo)軸控制功能228二、主軸控制功能230三、輔助功能控制232第三節(jié) 主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)233一、電動(dòng)機(jī)基本參數(shù)的確定233二、電動(dòng)機(jī)功率的選擇234三、加減能力計(jì)算237第四節(jié) 伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)239一、伺服電動(dòng)機(jī)的基本選擇239二、進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)240三、伺服進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)245參考文獻(xiàn)249

章節(jié)摘錄

插圖：3）企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning——ERP）：ERP是一種面向企業(yè)供應(yīng)鏈的管理，它把企業(yè)經(jīng)營(yíng)過程中所涉及的供應(yīng)商、制造工廠、銷售網(wǎng)絡(luò)、客戶等納入一個(gè)緊密的供應(yīng)鏈，可以對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)過程中的訂單、采購(gòu)、庫(kù)存、計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、銷售、服務(wù)、財(cái)務(wù)、人力資源等環(huán)節(jié)實(shí)施有效管理，將企業(yè)的制造、銷售、財(cái)務(wù)緊密集成，實(shí)現(xiàn)多工廠、多地點(diǎn)的跨地區(qū)經(jīng)營(yíng)。4）快速成型技術(shù)（Rapid Prototyping——RP技術(shù)）：快速成型技術(shù)又叫快速原型制造技術(shù)，它通過“分層制造、逐層疊加”的原理，可在不使用刀具、模具及工裝卡具的情況下，快速、直接制造任意復(fù)雜形狀的實(shí)體樣件，提高產(chǎn)品的開發(fā)與制造速度。5）虛擬產(chǎn)品開發(fā)（Virtual Product Development——VPD）：VPD是一種利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)品開發(fā)全過程的技術(shù)。利用VPD技術(shù)可在虛擬狀態(tài)下構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和分析產(chǎn)品，通過對(duì)產(chǎn)品模型的分析，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，以加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度與成功率。6）分散網(wǎng)絡(luò)化制造（Distributed Network Manufacture——DNM）：分散網(wǎng)絡(luò)化制造是利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)高層次異地制造資源共享的制造技術(shù)。DNM可以充分利用不同地區(qū)的設(shè)計(jì)能力和制造資源優(yōu)勢(shì)，組建成一種跨地區(qū)、跨行業(yè)、靠信息技術(shù)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的經(jīng)營(yíng)實(shí)體。 3.柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（Flexible：Manufacturing System——FMS）是一個(gè)由計(jì)算機(jī)集中控制和管理的制造系統(tǒng)，它能自主高效地完成多品種中小批量零件的生產(chǎn)任務(wù)。FMS一般由以下部分組成：1）中央控制和管理系統(tǒng)。負(fù)責(zé)FMS的監(jiān)控和管理，協(xié)調(diào)各設(shè)備、控制裝置間的動(dòng)作。2）物流系統(tǒng)。包括自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、無人輸送車、自動(dòng)裝卸機(jī)器人等，負(fù)責(zé)工件、夾具、刀具的輸送與集中管理。3）自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。儲(chǔ)存毛坯、半成品、成品等。4）生產(chǎn)制造設(shè)備。包括CNC機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、FMC等柔性、自動(dòng)加工與裝配設(shè)備。5）中央刀具庫(kù)。用來存儲(chǔ)系統(tǒng)中加工設(shè)備所需要的刀具。FMS具有如下主要特點(diǎn)：1）物流途徑可變。FMS的加工工序可根據(jù)需要按一定的規(guī)則選擇與調(diào)整，同一工序可在不同的機(jī)床上加工完成。2）加工次序可調(diào)。FMS可以根據(jù)實(shí)際加工的需要，調(diào)整內(nèi)部加工設(shè)備配置。3）模塊化組合。FMS可根據(jù)工件加工的需要，將內(nèi)部加工設(shè)備以單元模塊的形式組合，形成相對(duì)獨(dú)立的單元。柔性制造系統(tǒng)的規(guī)模有大有小，總體而言，F(xiàn)MS的功能包括以下幾方面：1）以成組技術(shù)為核心的零件分析編組功能。2）以計(jì)算機(jī)管理為核心的作業(yè)計(jì)劃編排功能。3）以加工中心、FMC為核心的自動(dòng)換刀、自動(dòng)交換工件的加工功能。4）以工件輸送系統(tǒng)為核心的工件自動(dòng)存儲(chǔ)與調(diào)度功能。5）以各種自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備為核心的自動(dòng)測(cè)量功能。

編輯推薦

《數(shù)控技術(shù)(第2版)》：普通高等教育規(guī)劃教材

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