機床數(shù)控技術(shù)

前言

本書第2版是在第1版的基礎上，根據(jù)教育部“全國機械類專業(yè)應用型本科人才培養(yǎng)目標及基本規(guī)格”的要求，結(jié)合編者在數(shù)控機床方面的教學與實踐經(jīng)驗，并充分反映近年來數(shù)控機床的發(fā)展與應用而修訂的。數(shù)控機床的高精度、高效率決定了發(fā)展數(shù)控機床是當前中國機械制造技術(shù)改造的必由之路，它是未來制造業(yè)自動化的基礎。隨著現(xiàn)代數(shù)控機床的大量使用，對機械類專業(yè)學生在數(shù)控機床方面的教學也提出了新的要求，要求學生具備一定的機床數(shù)控技術(shù)理論知識及應用方面的基本知識和技能。同時，通過對機床數(shù)控技術(shù)的系統(tǒng)學習，可提高學生對知識的綜合運用能力。本書第l版自2006年8月出版以來，受到廣大師生和企業(yè)技術(shù)人員的青睞，在這期間，教材曾多次修訂與印刷。然而，隨著現(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展與應用，對數(shù)控機床的應用提出了更高和更迫切的要求，本版以第1版的為基礎，在數(shù)控加工工藝分析與程序編制內(nèi)容上進行了全面更新與加強，采用了先進而又應用廣泛的西門子SINUMERIK802D系統(tǒng)和FANuC18i系統(tǒng)，增加了數(shù)控銑床和加工中心宏程序內(nèi)容，使之更能符合知識的更新和實際應用。本書從數(shù)控機床的基本概念入手，重點突出數(shù)控加工工藝分析與程序編制、計算機數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)、數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修等內(nèi)容，使讀者通過系統(tǒng)地學習，熟悉數(shù)控機床的基本理論和知識；熟悉數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)、維護和控制知識；熟悉數(shù)控機床的加工工藝和編程方法，并能把學到的知識應用到生產(chǎn)實際中。本書共分6章，內(nèi)容包括緒論、數(shù)控加工工藝分析與程序編制、計算機數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)和數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修。本書通俗易懂，涉及面廣，內(nèi)容豐富，可操作性強，可作為應用型本科院校的機械工程及其自動化、機械設計制造及其自動化、機電一體化等專業(yè)教材和成人高等教育的同類專業(yè)教材用書，還可作為廣大自學者及工程技術(shù)人員的自學機床數(shù)控技術(shù)用書。本書第2版第1章緒論由九江學院潘旭紅編寫；第2章的2.1數(shù)控加工工藝分析、2.2圖形的數(shù)學處理由濰坊學院畢世英編寫；第2章的2.3.1數(shù)控機床編程基礎、2.3.2數(shù)控車削加工程序編制、2.3.3數(shù)控銑削加工程序編制、思考題與習題和附錄2常用刀具的切削參數(shù)由濰坊學院杜國臣編寫；第2章的2.3.4加工中心加工程序的編制和2.3.5自動編程簡介由濰坊學院劉秉亮編寫；第3章計算機數(shù)控系統(tǒng)和附錄1機床數(shù)控技術(shù)縮略語英漢對照由山東理工大學王士軍編寫；第4章數(shù)控機床伺服系統(tǒng)由鄭州航空工業(yè)管理學院苗滿香編寫；第5章數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)由德州學院王萬新編寫；第6章數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修由河北建筑工程學院李杰編寫。本書第2版由杜國臣、王士軍任主編，由河南科技大學韓建海教授任主審。本書雖然是第2版，但限于編者的水平和經(jīng)驗，書中難免有欠妥或疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《機床數(shù)控技術(shù)(第2版)》第2版是在第1版的基礎上，根據(jù)教育部“全國機械類專業(yè)應用型本科人才培養(yǎng)目標及基本規(guī)格”的要求，并充分反映近年來數(shù)控機床的發(fā)展與應用而修訂的。《機床數(shù)控技術(shù)(第2版)》內(nèi)容全面、系統(tǒng)，重點突出，力求體現(xiàn)先進性、實用性。《機床數(shù)控技術(shù)(第2版)》共6章：緒論、數(shù)控加工工藝分析與程序編制、計算機數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)和數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修。每章均有一定數(shù)量的思考題與習題，書后還有機床數(shù)控技術(shù)縮略語英漢對照及常用刀具的切削參數(shù)兩個附錄。　　《機床數(shù)控技術(shù)(第2版)》可作為應用型本科院校的機械工程及其自動化、機械設計制造及其自動化、機電一體化等專業(yè)教材，也可作為成人高等教育的同類專業(yè)教材用書，還可作為廣大自學者及工程技術(shù)人員自學機床數(shù)控技術(shù)用書。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 概述1.1.1 數(shù)控機床的定義1.1.2 數(shù)控機床的組成及特點1.1.3 數(shù)控機床的主要技術(shù)參數(shù)1.2 數(shù)控機床的分類1.2.1 按機械運動軌跡分類1.2.2 按伺服系統(tǒng)的類型分類1.2.3 按功能水平分類1.2.4 按加工方式分類1.3 數(shù)控機床的發(fā)展與作用1.3.1 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展1.3.2 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢1.3.3 數(shù)控機床在先進制造技術(shù)中的作用小結(jié)思考題與習題第2章 數(shù)控加工工藝分析與程序編制2.1 數(shù)控加工工藝分析2.1.1 機床的合理選用2.1.2 數(shù)控加工工藝性分析2.1.3 加工方法與加工方案的確定2.1.4 工序與工步的劃分2.1.5 零件的定位與安裝2.1.6 數(shù)控加工刀具與工具系統(tǒng)2.1.7 切削用量的確定2.1.8 數(shù)控加工路線的確定2.1.9 藝文件的制定2.2 圖形的數(shù)學處理2.2.1 基點計算2.2.2 節(jié)點計算2.2.3 輔助計算2.3 數(shù)控加工的程序編制2.3.1 數(shù)控機床編程基礎2.3.2 數(shù)控車削加工程序編制2.3.3 數(shù)控銑削加工程序編制2.3.4 加工中心加工程序的編制2.3.5 自動編程簡介小結(jié)思考題與習題第3章 計算機數(shù)控系統(tǒng)3.1 概述3.1.1 CNC系統(tǒng)的組成3.1.2 CNC系統(tǒng)的功能和一般工作過程3.2 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)3.2.1 單CPU結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)3.2.2 多CPU結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)3.2.3 開放式CNC系統(tǒng)3.3 CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)3.3.1 CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)特點3.3.2 CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)模式3.4 計算機數(shù)控中的可編程邏輯控制器3.4.1 PLC及其工作過程3.4.2 PLC在數(shù)控機床卜的應用3.5 CNC系統(tǒng)的輸入／輸出與通信3.5.1 CNC裝置的輸入／輸出和通信要求3.5.2 CNC系統(tǒng)常用外部設備及接口3.6 CNC裝置的插補原理3.6.1 基準脈沖插補3.6.2 數(shù)據(jù)采樣插補3.6.3 刀具補償功能3.6.4 進給速度與加減速控制小結(jié)思考題與習題第4章 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)4.1 概述4.2 驅(qū)動電動機4.2.1 步進電動機4.2.2 伺服電動機4.2.3 直線電動機4.3 數(shù)控機床常用檢測裝置4.3.1 概述4.3.2 旋轉(zhuǎn)編碼器4.3.3 旋轉(zhuǎn)變壓器4.3.4 感應同步器4.3.5 光柵尺4.3.6 磁柵4.4 位置控制和速度控制4.4.1 位置控制4.4.2 速度控制小結(jié)思考題與習題第5章 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)5.1 概述5.2 數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)5.2.1 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)要求5.2.2 數(shù)控機床主軸的調(diào)速方法5.2.3 數(shù)控機床的主軸部件5.3 數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)5.3.1 數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)要求5.3.2 滾珠絲杠螺母副5.3.3 直線電動機進給系統(tǒng)5.3.4 數(shù)控機床的導軌5.4 自動換刀裝置5.4.1 數(shù)控車床的自動轉(zhuǎn)位刀架5.4.2 加工中心自動換刀裝置5.5 數(shù)控機床的主要輔助裝置5.5.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺5.5.2 分度工作臺小結(jié)思考題與習題第6章 數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修6.1 概述6.2 數(shù)控機床故障診斷與維修6.2.1 數(shù)控機床故障診斷概述6.2.2 數(shù)控機床常用的故障診斷方法6.2.3 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修6.2.4 伺服系統(tǒng)故障診斷與維修小結(jié)思考題與習題附錄1 機床數(shù)控技術(shù)縮略語英漢對照附錄2 常用刀具的切削參數(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.3 數(shù)控機床的發(fā)展與作用1.3.1 數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展1946年世界上第一臺電子計算機問世，由此掀開了信息自動化的新篇章。1948年美國北密歇根的一個小型飛機工業(yè)承包商帕森斯公司（Parsons Co.）在制造飛機的框架及直升機的轉(zhuǎn)動機翼時，提出了采用電子計算機對加工軌跡進行控制和數(shù)據(jù)處理的設想，后來得到美國空軍的支持，并與美國麻省理工學院（MIT）合作，于1952年研制出第一臺三坐標數(shù)控銑床。1954年年底，美國本迪克斯公司（Bendix Co.）在帕森斯專利的基礎上生產(chǎn)出了第一臺工業(yè)用的數(shù)控機床。這時數(shù)控機床的控制系統(tǒng)采用的是電子管，其體積龐大，功耗高，僅在一些軍事部門中承擔普通機床難以加工的形狀復雜的零件。這是第一代數(shù)控系統(tǒng)。1959年晶體管出現(xiàn)，電子計算機應用晶體管元件和印制電路板，從而使機床數(shù)控系統(tǒng)跨入了第二代。而且1959年克耐·杜列克公司（Keaney&Trecker Co.，簡稱K＆T公司）在數(shù)控機床上設置刀庫，并在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機械手將刀具裝在主軸上，以縮短刀具的裝卸時間和減少零件的定位裝卡時間。人們把這種帶自動交換刀具的數(shù)控機床稱為加工中心（Machining Center，MC）。加工中心的出現(xiàn)，把數(shù)控機床的應用推上了一個更高的層次，集銑、鉆、鏜于一身，為以后立式、臥式加工中心，車削中心，磨削中心，五面體加工中心，板材加工中心的發(fā)展打下基礎。20世紀60年代，出現(xiàn)了集成電路，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。以上三代，都屬于硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為NC）。由于點位控制的數(shù)控系統(tǒng)比輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多，在該階段，點位控制的數(shù)控機床得到大發(fā)展，有資料統(tǒng)計，到1966年，實際使用的6000臺數(shù)控機床中，85％是點位控制的數(shù)控機床。1967年，英國Mollin Co.將7臺機床用計算機集中控制，組成柔性制造系統(tǒng)（FMS）。該系統(tǒng)首開柔性制造系統(tǒng)的先河，能執(zhí)行生產(chǎn)調(diào)度程序和數(shù)控程序，具有工件儲存、傳送和檢驗自動化的功能。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，小型計算機應用于數(shù)控機床中，由此組成的數(shù)控系統(tǒng)稱為計算機數(shù)控（CNC），數(shù)控系統(tǒng)進入第四代。20世紀70年代初，微處理機出現(xiàn)，美、日、德等國都迅速推出了以微處理機為核心的數(shù)控系統(tǒng)，這樣組成的數(shù)控系統(tǒng)稱為第五代數(shù)控系統(tǒng)（MNC，通稱為CNC）。自此，開始了數(shù)控機床大發(fā)展的時代。1974年美國約瑟夫·哈林頓（Joseph Harrington）博士在Computer Integrated Manufacturing一書中首先提出了計算機集成制造（CIM）的概念，由此組成的系統(tǒng)稱為計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。其核心內(nèi)容是：“企業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)，即從市場分析、產(chǎn)品設計、加工制造、經(jīng)營管理到售后服務的全部生產(chǎn)活動是一個不可分割的整體，要緊密連接，統(tǒng)一考慮。整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上是一個數(shù)據(jù)的采集、傳送和加工處理的過程。最終形成的產(chǎn)品可以看作數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)。”

編輯推薦

《機床數(shù)控技術(shù)(第2版)》：★根據(jù)最新就業(yè)行情和相關(guān)行業(yè)標準，對原版內(nèi)容進行合理調(diào)整或重大修改，使之更能符合知識的更新，反映學科現(xiàn)代最新理論、新技術(shù)、新材料和新工藝。★定位更加準確，大量增加相應工程實例，在保證內(nèi)容反映國內(nèi)外機械學科最新發(fā)展的基礎上，滿足高等院校的機械類專業(yè)教學要求。★注重各學科基本理論，又注重現(xiàn)行設計方法的理論依據(jù)和工程背景，面向就業(yè)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和職業(yè)素質(zhì)?！锱溆写罅繉嵨镎掌洼^多三維模擬圖表達機械設備的實體結(jié)構(gòu)和線框結(jié)構(gòu)，包括零件圖、裝配圖和爆炸圖，形象生動，使內(nèi)容表達更加直觀易懂。★力求寫作風格新，內(nèi)容新，使學生對教材不產(chǎn)生畏難情緒，增強教材的可讀性，突出實用性和可操作性。

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