現(xiàn)代數(shù)控機床

前言

　　《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》、《現(xiàn)代數(shù)控機床伺服及檢測技術》、《現(xiàn)代數(shù)控編程技術及應用》、《現(xiàn)代數(shù)控機床故障診斷及維修》、《現(xiàn)代數(shù)控機床實用操作技術》和《現(xiàn)代數(shù)控機床》，前五個分冊2001年1月初版，2005年1月再版；后一分冊2003年4月初版，2005年8月第2次印刷時列入《現(xiàn)代數(shù)控技術系列》。該系列圖書出版以來，深受數(shù)控技術領域廣大師生和相關技術人員的歡迎。天津大學、天津工業(yè)大學、西安工業(yè)大學、廣東工業(yè)大學、蘭州理工學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)大學還將《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》作為博士生入學考試參考用書，許多從事數(shù)控技術的科技人員也將其作為常備的參考書，廣大讀者對該系列書籍給予很高的評價。前兩版各分冊市場銷售均超過3萬冊，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益，為我國飛速發(fā)展的數(shù)控事業(yè)做出了一定貢獻?！　「鶕?jù)讀者的反映及收集到的大量寶貴意見，結合數(shù)控技術發(fā)展的現(xiàn)狀，現(xiàn)再次對《現(xiàn)代數(shù)控技術系列》進行修訂，出版第3版（《現(xiàn)代數(shù)控機床》出版第2版）。本次修訂對各分冊進行了較大幅度的修改和結構調整，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：　　1.力求反映數(shù)控技術的最新發(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容，增加了介紹STEP-NC標準的內容、STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)的譯碼過程、DNC數(shù)控系統(tǒng)輸入方式、曲面插補和螺紋加工算法、s型加減速控制、自適應加減速控制、開放式數(shù)控系統(tǒng)接口等內容；《現(xiàn)代數(shù)控編程技術及應用》：在加工中心的編程部分，增加四軸、五軸加工中心編程內容的介紹，同時增加大型CAD軟件中CAM部分的內容，如Pro／E、Master-CAM等；《現(xiàn)代數(shù)控機床》：更新了數(shù)控機床的新技術和最新發(fā)展趨勢，增加了并聯(lián)機床、多軸車削中心、復合加工中心等內容，并結合參編作者的博士論文研究成果，更新了數(shù)控機床結構設計基本原則、數(shù)控機床的總體布局、數(shù)控機床的計算機輔助分析與設計等內容；《現(xiàn)代數(shù)控機床故障診斷及維修》：對第2、8、9、10章進行較大改動，增加開放式數(shù)控系統(tǒng)維修的內容，增加并重寫了信號的描述、常用數(shù)學變換、時域分析、頻域分析到頻譜分析、時間序列分析，以及故障檢測及常用診斷儀器儀表，精選了數(shù)控機床維修實例并增加了數(shù)控機床故障診斷技術的最新進展；《現(xiàn)代數(shù)控機床實用操作技術》：對數(shù)控操作技術相關的知識如數(shù)控刀具、工件裝夾等作了較為詳細的闡述，并增加或更新了每一章節(jié)的內容，在選用典型控制系統(tǒng)時，既考慮到目前國內常用的系統(tǒng)，又體現(xiàn)科學性、先進性；《現(xiàn)代數(shù)控機床伺服及檢測技術》分冊已列入普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，結合最新成果進行了重新編寫。

內容概要

　　《現(xiàn)代數(shù)控機床（第2版）》共分8章。重點介紹現(xiàn)代數(shù)控機床的基本知識、數(shù)控機床的分類及數(shù)控機床發(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、傳動系統(tǒng)、結構特點、并聯(lián)機床的結構等；介紹數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)設計、進給伺服系統(tǒng)設計、床身與導軌及數(shù)控機床的總體設計；介紹數(shù)控機床的結構設計要求，數(shù)控機床的總體布局；介紹數(shù)控機床的計算機輔助設計?！　　冬F(xiàn)代數(shù)控機床（第2版）》可作為高等院校機械設計制造及其自動化相關專業(yè)本科生教材；還可作為從事計算機應用研究，特別是對從事數(shù)控技術開發(fā)、數(shù)控設備使用、維修人員、工程設計技術人員有較大的參考價值。也可作為各種層次的繼續(xù)工程教育用數(shù)控培訓教材。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 數(shù)控機床的基本概念1.1.1 數(shù)控機床的定義1.1.2 數(shù)控機床的加工原理1.2 數(shù)控機床的組成及加工特點1.2.1 機床數(shù)控技術及組成1.2.2 數(shù)控機床的加工特點1.3 數(shù)控機床的分類1.3.1 按運動控制的特點分類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)控裝置的構成方式分類1.4 數(shù)控機床的坐標規(guī)定1.5 數(shù)控機床最新發(fā)展趨勢1.6 先進制造技術與數(shù)控裝備1.6.1 先進制造技術的內涵1.6.2 先進制造技術的發(fā)展戰(zhàn)略1.6.3 先進制造技術及裝備第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2.1.7 加工中心的主要加工對象2.2 加工中心的結構特點2.2.1 主傳動系統(tǒng)2.2.2 進給傳動系統(tǒng)2.2.3 自動換刀裝置2.3 JCS-018型立式加工中心簡介2.3.1 機床用途2.3.2 主要技術性能2.3.3 傳動系統(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)控車床的結構特點3.1.1 工藝范圍與分類3.1.2 數(shù)控車床的特點與發(fā)展3.1.3 數(shù)控車床的布局形式3.1.4 主傳動方式3.1.5 進給傳動系統(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 主要技術參數(shù)3.2.3 機床傳動系統(tǒng)3.2.4 機床的結構及調整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 車削中心的主傳動系統(tǒng)3.3.4 車削中心自驅動力刀具典型結構3.3.5 雙主軸車削中心3.4 復合加工中心第4章 數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)設計4.1 主傳動變速系統(tǒng)的參數(shù)4.1.1 主傳動功率4.1.2 運動的調速范圍4.2 主傳動系統(tǒng)的設計要求4.3 主傳動變速系統(tǒng)的設計4.3.1 交、直流無級調速電動機的功率扭矩特性4.3.2 數(shù)控機床分級變速箱的設計4.4 主軸組件設計4.4.1 對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 主軸組件的技術要求4.4.7 主軸組件的動態(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 主軸組件的剛度計算4.4.11 主軸組件徑向剛度和轉速的參考值4.4.12 超高速主軸組件的設計要點4.5 齒形帶傳動設計4.5.1 齒形帶的強度計算4.5.2 齒形帶傳動的設計計算第5章 進給伺服系統(tǒng)設計5.1 概述5.1.1 數(shù)控機床進給伺服驅動系統(tǒng)的基本組成5.1.2 對進給伺服系統(tǒng)的基本要求5.1.3 進給伺服系統(tǒng)的設計要求5.2 典型進給伺服驅動方案5.3 進給伺服驅動系統(tǒng)設計5.3.1 選擇伺服電動機的類型5.3.2 選擇導軌種類和確定阻尼比5.3.3 系統(tǒng)增益和機械傳動鏈固有頻率的確定5.3.4 設計機械傳動裝置并校驗5.4 電氣驅動部件動態(tài)設計5.5 機床數(shù)字調節(jié)對系統(tǒng)主要動態(tài)參數(shù)的要求5.5.1 諧振頻率的計算與確定5.5.2 剛度的計算與確定5.5.3 阻尼比的計算與確定5.5.4 非線性因素5.6 滾珠絲杠螺母傳動裝置及支承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 進給伺服驅動系統(tǒng)的性能分析5.7.1 閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)的模型5.7.2 動態(tài)性能指標5.7.3 系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.7.4 進給伺服系統(tǒng)的伺服精度5.7.5 定位精度5.8 機械傳動部件實例第6章 床身與導軌6.1 床身結構6.1.1 對床身結構的基本要求6.1.2 床身的結構6.1.3 床身的剛度6.1.4 AG床身的結構設計6.2 導軌設計6.2.1 滾動導軌設計6.2.2 貼塑滑動導軌設計6.2.3 液體靜壓導軌設計6.2.4 導軌的潤滑與防護第7章 數(shù)控機床的總體設計7.1 數(shù)控機床的結構設計要求7.1.1 提高機床的結構剛度7.1.2 提高機床的抗振性7.1.3 提高低速進給運動的平穩(wěn)性和運動精度7.1.4 減小機床的熱變形7.2 數(shù)控機床結構設計基本原則7.3 數(shù)控機床的總體布局7.3.1 總布局與工件形狀、尺寸和質量的關系7.3.2 運動分配與部件的布局7.3.3 總體布局與機床結構性能7.3.4 機床的使用要求與總布局7.3.5 數(shù)控機床的總體布局實例7.3.6 數(shù)控機床總布局的其他趨向第8章 數(shù)控機床的計算機輔助分析與設計8.1 概述8.1.1 數(shù)控機床采用計算機輔助分析與設計的意義8.1.2 CAD、CAE系統(tǒng)的總體描述8.1.3 數(shù)控機床CAD、CAE系統(tǒng)的主要功能8.1.4 工程數(shù)據(jù)管理技術8.1.5 CAD系統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)庫8.2 數(shù)控機床總體方案設計8.2.1 機床總體布局的CAD8.2.2 機床整機建模與性能分析8.3 主傳動系統(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系統(tǒng)CAD8.4 伺服進給系統(tǒng)CAD8.4.1 伺服進給系統(tǒng)計算機輔助計算與分析（CASS軟件）8.4.2 伺服進給系統(tǒng)CAD數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)8.4.3 伺服進給系統(tǒng)CAD圖形子系統(tǒng)8.4.4 伺服進給系統(tǒng)設計流程8.5 刀庫和機械手CAD8.5.1 刀庫和機械手CAD的工作模式8.5.2 刀庫和機械手CAD軟件的功能組成8.5.3 刀庫和機械手CAD的工作流程8.6 機床大件模塊優(yōu)化分析與設計8.6.1 機床大件CAD、CAE工作模式8.6.2 床身8.6.3 立柱8.6.4 導軌參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.6.3 先進制造技術及裝備　　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”原則的基礎上，確立了以下發(fā)展目標：“發(fā)展一大批具有自主知識產(chǎn)權的裝備制造企業(yè)集團，滿足工業(yè)、能源、交通、國防等方面的需要”。鼓勵通過兼并收購、參與企業(yè)改革以及企業(yè)聯(lián)合等方式，形成一批科技領先、產(chǎn)品先進、跨領域、跨區(qū)域、具有較強綜合實力的大型企業(yè)集團，使整個行業(yè)的集中程度、盈利能力、國際競爭力和抗風險能力都將得到明顯的提高。同時，通過進口替代也有助于提高龍頭企業(yè)的盈利能力。由于進口產(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，技術較為先進的龍頭企業(yè)的高端產(chǎn)品將逐步被國內用戶采用，使其市場份額和盈利能力明顯得到提升。　　未來15年先進制造領域對我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的核心技術是：　?。?）高檔數(shù)控機床及基礎制造裝備關鍵技術高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備是工業(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)提供先進的制造手段。我國在數(shù)控機床共性關鍵技術研究、數(shù)控機床開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)和普及型數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化工程研究等方面取得了一定的進展，在一些共性技術和關鍵技術上有重大突破，但整體上與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在比較大的差距。按價值計，數(shù)控機床70％依賴進口，高檔數(shù)控機床幾乎全部依賴進口，電子工業(yè)專用設備90％依賴進口。因此，專家建議將高檔數(shù)控機床及基礎制造裝備作為核心技術，以增強我國制造基礎裝備水平，提高我國制造業(yè)的國際競爭力。

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