數(shù)控技術(shù)

前言

　　自1952年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世以來(lái)，隨著加工制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全等方面起著重要作用，因此發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)發(fā)展中國(guó)家一直以來(lái)在高端數(shù)控技術(shù)方面實(shí)施封鎖，20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)政府借道挪威向日本東芝公司購(gòu)買(mǎi)九軸數(shù)控加工設(shè)備而遭制裁的“東芝事件”成為了全球發(fā)展中國(guó)家數(shù)控技術(shù)發(fā)展的發(fā)令槍。我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在已經(jīng)能夠生產(chǎn)高端多軸數(shù)控設(shè)備。以2008年武漢華中數(shù)控因出口這種設(shè)備而遭美國(guó)制裁為標(biāo)志，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)得到世界的認(rèn)可?！　檫m應(yīng)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的需要，清華大學(xué)出版社組織編寫(xiě)了本教材。本教材遵循工作過(guò)程導(dǎo)向“的思路，參考了大量的國(guó)內(nèi)外資料，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，力求取材新穎，且能反映數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的基本知識(shí)、核心技術(shù)與最新成就，并兼顧理論與實(shí)際的聯(lián)系，減少?gòu)?fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，系統(tǒng)、全面地介紹數(shù)控系統(tǒng)?！　”緯?shū)共分8章，各章包括項(xiàng)目任務(wù)分析、基礎(chǔ)知識(shí)、任務(wù)實(shí)施過(guò)程、檢查與評(píng)估、本章小結(jié)、思考與練習(xí)等模塊。各章的主題及基礎(chǔ)知識(shí)部分的內(nèi)容簡(jiǎn)要說(shuō)明如下。　　第1章為數(shù)控技術(shù)概述，其基礎(chǔ)知識(shí)部分包括數(shù)控技術(shù)的基本概念、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的組成、分類(lèi)和工作過(guò)程，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程和趨勢(shì)。

內(nèi)容概要

本書(shū)將原理闡述與應(yīng)用介紹相結(jié)合，深入淺出地對(duì)數(shù)控技術(shù)所包含的主要內(nèi)容和主要應(yīng)用作了比較全面的分析和敘述。本書(shū)共分8章，主要內(nèi)容包括數(shù)控技術(shù)概述、數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工程序編制、數(shù)控機(jī)床的工作原理、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)裝置。全書(shū)各章既有聯(lián)系性，又有一定的獨(dú)立性。    本書(shū)既可以作為大學(xué)、高職和職業(yè)中專(zhuān)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)教材，也可以作為從事機(jī)械工程的技術(shù)人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章  數(shù)控技術(shù)概述  1  1.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  1  1.2  基礎(chǔ)知識(shí)  2    1.2.1  數(shù)控技術(shù)的基本概念、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和數(shù)控加工的特點(diǎn)  2    1.2.2  數(shù)控機(jī)床的組成、分類(lèi)和工作過(guò)程  4    1.2.3  數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程和趨勢(shì)  11  1.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  14    1.3.1  工作計(jì)劃  14    1.3.2  任務(wù)實(shí)施  15  1.4  檢查與評(píng)估  15    1.4.1  檢查內(nèi)容  15    1.4.2  評(píng)估策略  15  本章小結(jié)  16  思考與練習(xí)  17第2章  數(shù)控加工工藝  18  2.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  19  2.2  基礎(chǔ)知識(shí)  19    2.2.1  數(shù)控加工工藝概述  19    2.2.2  數(shù)控車(chē)削加工工藝  21    2.2.3  數(shù)控銑床（加工中心）加工工藝  24  2.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  34    2.3.1  工作計(jì)劃  34    2.3.2  零件圖工藝分析  35    2.3.3  操作步驟  36  2.4  檢查與評(píng)估  37    2.4.1  檢查方法  37    2.4.2  評(píng)估策略  38  2.5  拓展實(shí)訓(xùn)  39    2.5.1  數(shù)控車(chē)削加工工藝設(shè)計(jì)  39    2.5.2  數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計(jì)  41  2.6  數(shù)控工藝設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析方法  45  本章小結(jié)  46  思考與練習(xí)  46第3章  數(shù)控加工程序編制  48  3.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  49  3.2  基礎(chǔ)知識(shí)  49    3.2.1  數(shù)控編程過(guò)程及方法  49    3.2.2  數(shù)控編程的數(shù)學(xué)處理  52    3.2.3  數(shù)控程序編制基礎(chǔ)  54    3.2.4  數(shù)控車(chē)床編程基礎(chǔ)  60    3.2.5  數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)  76    3.2.6  自動(dòng)編程  86  3.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  94    3.3.1  工作計(jì)劃  94    3.3.2  參考程序  95  3.4  檢查與評(píng)估  98    3.4.1  檢查方法  98    3.4.2  評(píng)估策略  98  3.5  拓展實(shí)訓(xùn)  99    3.5.1  數(shù)控車(chē)削加工手工編程  99    3.5.2  數(shù)控銑削加工手工編程  101  3.6  數(shù)控編程中常見(jiàn)錯(cuò)誤解析  102  本章小結(jié)  104  思考與練習(xí)  104第4章  數(shù)控機(jī)床的工作原理  107  4.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  107  4.2  基礎(chǔ)知識(shí)  108    4.2.1  概述  108    4.2.2  逐點(diǎn)比較直線插補(bǔ)法  109    4.2.3　逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)法  114    4.2.4  數(shù)字積分插補(bǔ)法  121    4.2.5  數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法  124    4.2.6  進(jìn)給速度的控制  129  4.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  135    4.3.1  工作計(jì)劃  135    4.3.2  插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程  136  4.4  檢查與評(píng)估  137    4.4.1  檢查項(xiàng)目  137    4.4.2  評(píng)估策略  137  4.5  拓展實(shí)訓(xùn)  138    4.5.1  逐點(diǎn)比較圓弧插補(bǔ)計(jì)算  138    4.5.2  數(shù)字積分插補(bǔ)計(jì)算  139  本章小結(jié)  140  思考與練習(xí)  140第5章  計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置  142  5.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  143  5.2  基礎(chǔ)知識(shí)  143    5.2.1  概述  143    5.2.2  CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)  147    5.2.3  CNC軟件結(jié)構(gòu)  154    5.2.4  數(shù)控系統(tǒng)中的可編程控制器  160  5.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  165    5.3.1  工作計(jì)劃  165    5.3.2  工作步驟  166  5.4  檢查與評(píng)估  169    5.4.1  檢查方法  169    5.4.2  評(píng)估策略  169  5.5  數(shù)控系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題處理方法  170  本章小結(jié)  173  思考與練習(xí)  173第6章  數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)  174  6.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  174  6.2  基礎(chǔ)知識(shí)  175    6.2.1  概述  175    6.2.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)  182    6.2.3  直流電機(jī)伺服系統(tǒng)  195    6.2.4  交流電機(jī)伺服系統(tǒng)  202  6.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  206    6.3.1  工作計(jì)劃  206    6.3.2  操作步驟  207  6.4  項(xiàng)目的檢查與評(píng)估  208    6.4.1  檢查方法  208    6.4.2  評(píng)估策略  208  本章小結(jié)  209  思考與練習(xí)  209第7章  數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)  211  7.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  212  7.2  基礎(chǔ)知識(shí)  212    7.2.1  數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求及特點(diǎn)  212    7.2.2  數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)部件  213    7.2.3  數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)  219    7.2.4  導(dǎo)軌副  229    7.2.5  支承件  232  7.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  236    7.3.1  工作計(jì)劃  236    7.3.2  操作步驟  237  7.4  檢查與評(píng)估  238    7.4.1  檢查方法  238    7.4.2  評(píng)估策略  238  本章小結(jié)  239  思考與練習(xí)  240第8章  數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)裝置  241  8.1  項(xiàng)目任務(wù)分析  242  8.2  基礎(chǔ)知識(shí)  242    8.2.1  概述  242    8.2.2  直線位移檢測(cè)裝置  246    8.2.3  角位移檢測(cè)裝置  253    8.2.4  速度、加速度檢測(cè)裝置  257    8.2.5  其他常用檢測(cè)裝置  261  8.3  任務(wù)實(shí)施過(guò)程  264    8.3.1  工作計(jì)劃  264    8.3.2  分析結(jié)果  265  8.4  檢查與評(píng)估  266    8.4.1  檢查方法  266    8.4.2  評(píng)估策略  266  本章小結(jié)  267  思考與練習(xí)  267參考文獻(xiàn)  268

章節(jié)摘錄

　　1）適應(yīng)性強(qiáng)　　適應(yīng)性，又稱(chēng)柔性，是指數(shù)控機(jī)床隨生產(chǎn)對(duì)象變化而變化的適應(yīng)能力。在數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí)，只需重新編制程序，輸入新的程序后就能實(shí)現(xiàn)對(duì)新零件的加工，而不需改變機(jī)械部分和控制部分的硬件，且生產(chǎn)過(guò)程是自動(dòng)完成的，生產(chǎn)周期短。這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的方便。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70%～80%。這類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅對(duì)機(jī)床提出了高效率、高精度和高自動(dòng)化要求，而且還要求機(jī)床應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。適應(yīng)性強(qiáng)是數(shù)控機(jī)床最突出的優(yōu)點(diǎn)，也是數(shù)控機(jī)床得以生產(chǎn)和迅速發(fā)展的主要原因。在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，可以組成具有更高柔性的自動(dòng)化制造系統(tǒng)——FMS?！　?）適于加工形狀復(fù)雜的零件　　對(duì)于形狀復(fù)雜的工件，如直升機(jī)的螺旋槳、汽輪機(jī)葉片等，輪廓為形狀復(fù)雜的空間曲面，其加工在普通機(jī)床上難以實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)，而數(shù)控機(jī)床幾乎可以實(shí)現(xiàn)任意軌跡的運(yùn)動(dòng)和加工任何形狀的空間曲面，可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。　　3）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠　　數(shù)控機(jī)床加工的精度高，這與數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)部分的制造精度和各種補(bǔ)償措施有著很大的關(guān)系。在設(shè)計(jì)與制造數(shù)控機(jī)床時(shí)，采取了很多措施以使數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件達(dá)到很高的精度和剛度，使數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到0.0001～0.01mm，而絲杠螺距誤差與進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)于高檔數(shù)控機(jī)床則可采用光柵尺進(jìn)行工作臺(tái)移動(dòng)的閉環(huán)控制，這些技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)控機(jī)床可獲得比本身精度更高的加工精度。另一方面，數(shù)控機(jī)床是在程序指令控制下進(jìn)行加工的，一般情況下不需要人工干預(yù)，因此消除了操作者人為產(chǎn)生的加工誤差，提高了同一批零件生產(chǎn)的一致性，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠?！　?）生產(chǎn)效率高　　生產(chǎn)效率是衡量設(shè)備機(jī)械加工性能的主要性能參數(shù)之一。零件的加工效率主要取決于切削加工時(shí)間和輔助加工時(shí)間。一般來(lái)講，影響數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率的因素主要有以下幾個(gè)方面?！　。?）切削用量的選擇?！　?shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用無(wú)級(jí)變速方式，其轉(zhuǎn)速變化范圍比普通機(jī)床大；其次，其進(jìn)給量選取范圍也比較大，并且均可以在其變化范圍內(nèi)任意選擇。因此，數(shù)控機(jī)床每一道工序都可選用最合理的切削速度和進(jìn)給速度。此外，由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛性好，因此可以選取較大的切削深度（背吃刀量）進(jìn)行強(qiáng)力切削，從而提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率。

編輯推薦

　　特色：結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容豐富，實(shí)用性強(qiáng)。項(xiàng)目案例源于生產(chǎn)實(shí)際，具有示范性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。理論知識(shí)闡述條理清晰，詳略得當(dāng)，易于掌握。　　依據(jù)職業(yè)崗位的需要，選擇并組織教材內(nèi)容?！　∫跃蜆I(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位，突出實(shí)踐性，以提高學(xué)生的職業(yè)能力?！　№?xiàng)目案例豐富，且源于實(shí)際。

圖書(shū)封面

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