現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床

前言

　　《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù)》、《現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用》、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修》、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床實(shí)用操作技術(shù)》和《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》，前五個(gè)分冊(cè)2001年1月初版，2005年1月再版；后一分冊(cè)2003年4月初版，2005年8月第2次印刷時(shí)列入《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)系列》。該系列圖書出版以來，深受數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域廣大師生和相關(guān)技術(shù)人員的歡迎。天津大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、西安工業(yè)大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)、蘭州理工學(xué)等幾十所高等院校將其作為本科生或研究生教材，天津工業(yè)大學(xué)還將《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》作為博士生入學(xué)考試參考用書，許多從事數(shù)控技術(shù)的科技人員也將其作為常備的參考書，廣大讀者對(duì)該系列書籍給予很高的評(píng)價(jià)。前兩版各分冊(cè)市場銷售均超過3萬冊(cè)，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為我國飛速發(fā)展的數(shù)控事業(yè)做出了一定貢獻(xiàn)?！　「鶕?jù)讀者的反映及收集到的大量寶貴意見，結(jié)合數(shù)控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，現(xiàn)再次對(duì)《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)系列》進(jìn)行修訂，出版第3版（《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》出版第2版）。本次修訂對(duì)各分冊(cè)進(jìn)行了較大幅度的修改和結(jié)構(gòu)調(diào)整，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：　　1.力求反映數(shù)控技術(shù)的最新發(fā)展。如《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》：刪除了一部分陳舊的內(nèi)容，增加了介紹STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)的譯碼過程、DNC數(shù)控系統(tǒng)輸入方式、曲面插補(bǔ)和螺紋加工算法、s型加減速控制、自適應(yīng)加減速控制、開放式數(shù)控系統(tǒng)接口等內(nèi)容；《現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用》：在加工中心的編程部分，增加四軸、五軸加工中心編程內(nèi)容的介紹，同時(shí)增加大型CAD軟件中CAM部分的內(nèi)容，如Pro／E、Master-CAM等；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》：更新了數(shù)控機(jī)床的新技術(shù)和最新發(fā)展趨勢，增加了并聯(lián)機(jī)床、多軸車削中心、復(fù)合加工中心等內(nèi)容，并結(jié)合參編作者的博士論文研究成果，更新了數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則、數(shù)控機(jī)床的總體布局、數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)等內(nèi)容；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修》：對(duì)第2、8、9、10章進(jìn)行較大改動(dòng)，增加開放式數(shù)控系統(tǒng)維修的內(nèi)容，增加并重寫了信號(hào)的描述、常用數(shù)學(xué)變換、時(shí)域分析、頻域分析到頻譜分析、時(shí)間序列分析，以及故障檢測及常用診斷儀器儀表，精選了數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例并增加了數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的最新進(jìn)展；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床實(shí)用操作技術(shù)》：對(duì)數(shù)控操作技術(shù)相關(guān)的知識(shí)如數(shù)控刀具、工件裝夾等作了較為詳細(xì)的闡述，并增加或更新了每一章節(jié)的內(nèi)容，在選用典型控制系統(tǒng)時(shí)，既考慮到目前國內(nèi)常用的系統(tǒng)，又體現(xiàn)科學(xué)性、先進(jìn)性；《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù)》分冊(cè)已列入普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，結(jié)合最新成果進(jìn)行了重新編寫。

內(nèi)容概要

　　《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（第2版）》共分8章。重點(diǎn)介紹現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)、數(shù)控機(jī)床的分類及數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢；介紹典型數(shù)控加工中心、多軸車削中心、數(shù)控車床的主參數(shù)、功能、傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、并聯(lián)機(jī)床的結(jié)構(gòu)等；介紹數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、床身與導(dǎo)軌及數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計(jì)；介紹數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，數(shù)控機(jī)床的總體布局；介紹數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?！　　冬F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（第2版）》可作為高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)本科生教材；還可作為從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，特別是對(duì)從事數(shù)控技術(shù)開發(fā)、數(shù)控設(shè)備使用、維修人員、工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員有較大的參考價(jià)值。也可作為各種層次的繼續(xù)工程教育用數(shù)控培訓(xùn)教材。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床的基本概念1.1.1 數(shù)控機(jī)床的定義1.1.2 數(shù)控機(jī)床的加工原理1.2 數(shù)控機(jī)床的組成及加工特點(diǎn)1.2.1 機(jī)床數(shù)控技術(shù)及組成1.2.2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)1.3 數(shù)控機(jī)床的分類1.3.1 按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類1.3.2 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類1.3.3 按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類1.3.4 按工藝用途分類1.3.5 按所用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式分類1.4 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)規(guī)定1.5 數(shù)控機(jī)床最新發(fā)展趨勢1.6 先進(jìn)制造技術(shù)與數(shù)控裝備1.6.1 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵1.6.2 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略1.6.3 先進(jìn)制造技術(shù)及裝備第2章 加工中心（MC）2.1 概述2.1.1 加工中心的概念2.1.2 加工中心的發(fā)展歷程2.1.3 加工中心的工作原理2.1.4 加工中心的組成及系列型譜2.1.5 加工中心的分類2.1.6 加工中心的特點(diǎn)2.1.7 加工中心的主要加工對(duì)象2.2 加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)2.2.3 自動(dòng)換刀裝置2.3 JCS-018型立式加工中心簡介2.3.1 機(jī)床用途2.3.2 主要技術(shù)性能2.3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)2.3.4 典型部件2.4 加工中心發(fā)展趨勢第3章 數(shù)控車床3.1 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.1.1 工藝范圍與分類3.1.2 數(shù)控車床的特點(diǎn)與發(fā)展3.1.3 數(shù)控車床的布局形式3.1.4 主傳動(dòng)方式3.1.5 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)3.1.6 刀架系統(tǒng)3.2 CK7815型數(shù)控車床3.2.1 CK7815型數(shù)控車床的布局及主要部件3.2.2 主要技術(shù)參數(shù)3.2.3 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)3.2.4 機(jī)床的結(jié)構(gòu)及調(diào)整3.3 車削中心3.3.1 車削中心的工藝范圍3.3.2 車削中心的C軸3.3.3 車削中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)3.3.4 車削中心自驅(qū)動(dòng)力刀具典型結(jié)構(gòu)3.3.5 雙主軸車削中心3.4 復(fù)合加工中心第4章 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的參數(shù)4.1.1 主傳動(dòng)功率4.1.2 運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍4.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求4.3 主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.3.1 交、直流無級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的功率扭矩特性4.3.2 數(shù)控機(jī)床分級(jí)變速箱的設(shè)計(jì)4.4 主軸組件設(shè)計(jì)4.4.1 對(duì)主軸組件的性能要求4.4.2 主軸組件的類型4.4.3 主軸4.4.4 主軸軸承4.4.5 主軸組件的前懸伸和跨距4.4.6 主軸組件的技術(shù)要求4.4.7 主軸組件的動(dòng)態(tài)特性4.4.8 主軸組件的平衡4.4.9 主軸軸承的潤滑與密封4.4.10 主軸組件的剛度計(jì)算4.4.11 主軸組件徑向剛度和轉(zhuǎn)速的參考值4.4.12 超高速主軸組件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)4.5 齒形帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.5.1 齒形帶的強(qiáng)度計(jì)算4.5.2 齒形帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算第5章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 概述5.1.1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成5.1.2 對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求5.1.3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求5.2 典型進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)方案5.3 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.3.1 選擇伺服電動(dòng)機(jī)的類型5.3.2 選擇導(dǎo)軌種類和確定阻尼比5.3.3 系統(tǒng)增益和機(jī)械傳動(dòng)鏈固有頻率的確定5.3.4 設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置并校驗(yàn)5.4 電氣驅(qū)動(dòng)部件動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)5.5 機(jī)床數(shù)字調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)的要求5.5.1 諧振頻率的計(jì)算與確定5.5.2 剛度的計(jì)算與確定5.5.3 阻尼比的計(jì)算與確定5.5.4 非線性因素5.6 滾珠絲杠螺母傳動(dòng)裝置及支承5.6.1 滾珠絲杠螺母5.6.2 滾珠絲杠支承軸承的選用5.7 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能分析5.7.1 閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的模型5.7.2 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)5.7.3 系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.7.4 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的伺服精度5.7.5 定位精度5.8 機(jī)械傳動(dòng)部件實(shí)例第6章 床身與導(dǎo)軌6.1 床身結(jié)構(gòu)6.1.1 對(duì)床身結(jié)構(gòu)的基本要求6.1.2 床身的結(jié)構(gòu)6.1.3 床身的剛度6.1.4 AG床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)6.2.1 滾動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)6.2.2 貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)6.2.3 液體靜壓導(dǎo)軌設(shè)計(jì)6.2.4 導(dǎo)軌的潤滑與防護(hù)第7章 數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計(jì)7.1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求7.1.1 提高機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度7.1.2 提高機(jī)床的抗振性7.1.3 提高低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度7.1.4 減小機(jī)床的熱變形7.2 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則7.3 數(shù)控機(jī)床的總體布局7.3.1 總布局與工件形狀、尺寸和質(zhì)量的關(guān)系7.3.2 運(yùn)動(dòng)分配與部件的布局7.3.3 總體布局與機(jī)床結(jié)構(gòu)性能7.3.4 機(jī)床的使用要求與總布局7.3.5 數(shù)控機(jī)床的總體布局實(shí)例7.3.6 數(shù)控機(jī)床總布局的其他趨向第8章 數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)8.1 概述8.1.1 數(shù)控機(jī)床采用計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)的意義8.1.2 CAD、CAE系統(tǒng)的總體描述8.1.3 數(shù)控機(jī)床CAD、CAE系統(tǒng)的主要功能8.1.4 工程數(shù)據(jù)管理技術(shù)8.1.5 CAD系統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)庫8.2 數(shù)控機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)8.2.1 機(jī)床總體布局的CAD8.2.2 機(jī)床整機(jī)建模與性能分析8.3 主傳動(dòng)系統(tǒng)CAD8.3.1 部件裝配圖CAD8.3.2 加工中心和數(shù)控車床主軸及主傳動(dòng)系統(tǒng)CAD8.4 伺服進(jìn)給系統(tǒng)CAD8.4.1 伺服進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算與分析（CASS軟件）8.4.2 伺服進(jìn)給系統(tǒng)CAD數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)8.4.3 伺服進(jìn)給系統(tǒng)CAD圖形子系統(tǒng)8.4.4 伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程8.5 刀庫和機(jī)械手CAD8.5.1 刀庫和機(jī)械手CAD的工作模式8.5.2 刀庫和機(jī)械手CAD軟件的功能組成8.5.3 刀庫和機(jī)械手CAD的工作流程8.6 機(jī)床大件模塊優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)8.6.1 機(jī)床大件CAD、CAE工作模式8.6.2 床身8.6.3 立柱8.6.4 導(dǎo)軌參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.6.3 先進(jìn)制造技術(shù)及裝備　　在2005年國家制定的“十一五”規(guī)劃中，提高裝備制造業(yè)的國產(chǎn)化和自主化水平提高到國家戰(zhàn)略的高度。根據(jù)“十一五”規(guī)劃、《我國中長期科技發(fā)展綱要》和《國務(wù)院加快振興裝備制造業(yè)若干意見》，裝備制造業(yè)在突出“自主創(chuàng)新”原則的基礎(chǔ)上，確立了以下發(fā)展目標(biāo)：“發(fā)展一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備制造企業(yè)集團(tuán)，滿足工業(yè)、能源、交通、國防等方面的需要”。鼓勵(lì)通過兼并收購、參與企業(yè)改革以及企業(yè)聯(lián)合等方式，形成一批科技領(lǐng)先、產(chǎn)品先進(jìn)、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域、具有較強(qiáng)綜合實(shí)力的大型企業(yè)集團(tuán)，使整個(gè)行業(yè)的集中程度、盈利能力、國際競爭力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力都將得到明顯的提高。同時(shí)，通過進(jìn)口替代也有助于提高龍頭企業(yè)的盈利能力。由于進(jìn)口產(chǎn)品基本是中高端產(chǎn)品及附加值較高的核心部件，在國家提高產(chǎn)品自主化的背景下，技術(shù)較為先進(jìn)的龍頭企業(yè)的高端產(chǎn)品將逐步被國內(nèi)用戶采用，使其市場份額和盈利能力明顯得到提升?！　∥磥?5年先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)ξ覈a(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的核心技術(shù)是：　　（1）高檔數(shù)控機(jī)床及基礎(chǔ)制造裝備關(guān)鍵技術(shù)高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備是工業(yè)現(xiàn)代化的基石，也是保證國防工業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略物資。我國工業(yè)的現(xiàn)代化，特別是制造業(yè)的現(xiàn)代化，需要裝備制造業(yè)提供先進(jìn)的制造手段。我國在數(shù)控機(jī)床共性關(guān)鍵技術(shù)研究、數(shù)控機(jī)床開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)和普及型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化工程研究等方面取得了一定的進(jìn)展，在一些共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)上有重大突破，但整體上與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在比較大的差距。按價(jià)值計(jì)，數(shù)控機(jī)床70％依賴進(jìn)口，高檔數(shù)控機(jī)床幾乎全部依賴進(jìn)口，電子工業(yè)專用設(shè)備90％依賴進(jìn)口。因此，專家建議將高檔數(shù)控機(jī)床及基礎(chǔ)制造裝備作為核心技術(shù)，以增強(qiáng)我國制造基礎(chǔ)裝備水平，提高我國制造業(yè)的國際競爭力。

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