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第1章 数控机床概述1

1.1 数控机床简介1

1.1.1 数控机床的产生1

1.1.2 数字控制与数控机床2

1.2 数控机床的组成、工作原理和特点3

1.2.1 数控机床的组成及工作原理3

1.2.2 数控机床的特点5

1.3 数控机床的分类6

1.3.1 按工艺用途分类6

1.3.2 按控制的运动轨迹分类7

1.3.3 按伺服系统的控制方式分类7

1.3.4 按功能水平分类9

1.4 数控机床的发展趋势9

1.4.1 数控机床结构的发展9

1.4.2 计算机控制性能的发展10

1.4.3 伺服驱动系统的发展10

1.4.4 自适应控制10

1.4.5 计算机群控11

1.4.6 柔性制造系统11

本章小结12

习题与思考题12

实验1 数控机床总体结构观察认识实验13

第2章 数控机床的典型机械结构21

2.1 数控机床的结构组成及特点21

2.1.1 数控机床机械结构的主要组成21

2.1.2 数控机床机械结构的主要特点23

2.2 数控机床的主传动系统及主轴部件26

2.2.1 主轴驱动方式26

2.2.2 数控机床的主传动系统28

2.2.3 数控机床的主轴部件31

2.3 数控机床进给运动系统37

2.3.1 对进给系统的性能要求37

2.3.2 滚珠丝杠螺母副38

2.3.3 传动齿轮消隙机构40

2.4 数控机床自动换刀系统43

2.4.1 数控车床与车削中心刀架系统43

2.4.2 加工中心自动换刀系统46

2.5 分度工作台和回转工作台49

2.5.1 分度工作台50

2.5.2 数控回转工作台50

2.6 数控机床辅助装置52

2.6.1 数控机床对刀测量装置52

2.6.2 数控机床排屑装置53

本章小结55

习题与思考题55

实验2 数控机床典型机械结构装拆实验56

实验3 数控工作台装拆实验62

第3章 数控机床的数控系统64

3.1 计算机数控（CNC）系统64

3.1.1 CNC装置的工作原理64

3.1.2 CNC装置的特点66

3.1.3 CNC装置的硬件结构67

3.1.4 CNC装置的软件结构70

3.2 伺服驱动系统73

3.2.1 伺服系统的组成和工作原理74

3.2.2 伺服电机简介75

3.2.3 开环步进电机伺服系统76

3.2.4 闭环伺服电机驱动系统79

3.3 CNC装置插补原理88

3.3.1 脉冲增量插补原理88

3.3.2 数字增量插补原理95

3.4 数控机床的检测装置97

3.4.1 检测装置的分类97

3.4.2 检测装置的性能指标和要求98

3.4.3 常用的位置检测装置简介98

3.5 PLC与接口技术103

3.5.1 PLC的作用和特点103

3.5.2 数控机床PLC的控制对象104

3.5.3 数控机床PLC的形式105

3.5.4 输入／输出与通信接口107

本章小结108

习题与思考题108

实验4 数控机床CNC系统工作原理实验109

实验5 数控机床检测装置结构与使用实验114

第4章 数控加工工艺及编程基础121

4.1 数控机床加工工艺概述121

4.1.1 数控加工的主要对象121

4.1.2 数控机床加工工艺的基本特点124

4.1.3 数控机床加工工艺的主要内容125

4.2 数控机床加工工艺分析126

4.2.1 数控机床加工零件的工艺性分析126

4.2.2 数控机床加工工艺路线的拟订128

4.3 数控机床加工工序的设计134

4.3.1 进给路线的确定135

4.3.2 定位与夹紧方案的确定137

4.3.3 夹具的选择139

4.3.4 刀具的选择141

4.3.5 切削用量的选择145

4.3.6 对刀点与换刀点确定146

4.4 数控编程的基本知识148

4.4.1 程序编制的内容148

4.4.2 程序编制方法与格式149

4.4.3 数控机床的坐标系和运动方向的规定151

4.4.4 数控编程的数值计算154

4.5 典型表面数控加工工艺156

4.5.1 车削类零件典型表面数控加工工艺156

4.5.2 铣削类零件典型表面数控加工工艺159

4.5.3 钻、镗类零件典型表面数控加工工艺162

4.6 工艺文件的编制164

4.6.1 数控机床加工工序卡164

4.6.2 数控机床刀具调整单165

4.6.3 数控机床加工程序单166

本章小结167

习题与思考题168

实验6 车削类零件典型表面数控加工工艺实验168

实验7 铣削类零件典型表面数控加工工艺实验172

第5章 数控机床安装、调试与故障诊断176

5.1 数控机床的选用176

5.1.1 选用依据176

5.1.2 确定典型加工工件176

5.1.3 数控机床规格的选择177

5.1.4 机床精度的选择177

5.1.5 数控系统的选择179

5.1.6 购置订货时应注意的问题180

5.2 数控机床安装与调试180

5.2.1 机床初就位180

5.2.2 机床连接181

5.2.3 数控系统的连接与调试181

5.2.4 通电试车184

5.2.5 机床精度和功能的调试184

5.2.6 试运行185

5.2.7 数控机床的验收185

5.3 数控机床的使用与维护190

5.3.1 机床使用要点190

5.3.2 数控机床维修的基本概念195

5.3.3 预防性维护196

5.3.4 数控机床的故障诊断方法199

5.4 机械故障诊断202

5.4.1 常见故障分类202

5.4.2 故障的判断203

5.4.3 常见机械故障的处理204

5.5 伺服系统故障诊断206

5.5.1 进给伺服系统故障诊断206

5.5.2 主轴伺服系统故障诊断208

5.6 常见的故障操作209

5.6.1 常见故障分类209

5.6.2 故障的常规处理210

5.6.3 故障的一般判断法210

5.6.4 常见故障分析举例211

本章小结213

习题与思考题213

实验8 数控机床故障诊断实验214

实验9 数控机床安装调试精度检验实验216

附录5.1 数控车床的精度要求219

附录5.2 数控铣床的精度要求226

实训篇230

第6章 CAD/CAM自动编程概述230

6.1 CAD/CAM自动编程发展概述230

6.2 CAD/CAM系统组成232

6.3 数控语言自动编程232

6.4 图形交互自动编程234

6.5 常用编程软件237

6.6 CAD/CAM自动编程的发展方向239

本章小结240

习题与思考题241

第7章 CAXA自动编程242

7.1 CAXA自动编程软件简介242

7.2 “CAXA制造工程师2004”用户界面243

7.3 “CAXA制造工程师2004”加工造型功能248

7.4 “CAXA制造工程师2004”数控加工功能264

本章小结290

习题与思考题290

第8章 MasterCAM自动编程295

8.1 MasterCAM自动编程软件功能简介295

8.2 MasterCAM的主要功能模块296

8.3 MasterCAM软件自动编程297

8.4 MasterCAM自动编程要点及编程步骤299

8.5 MasterCAM自动编程实例300

8.5.1 零件及工艺方案分析300

8.5.2 程序编制301

本章小结310

习题与思考题311

第9章 Unigraphics自动编程314

9.1 UG自动编程软件简介314

9.2 UG CAM初始化加工环境315

9.2.1 UG CAM加工界面315

9.2.2 UG CAM工具条315

9.2.3 UG CAM数控编程步骤317

9.3 UG铣削加工（Milling）319

9.4 UG自动编程实例321

9.4.1 零件工艺方案分析321

9.4.2 加工坐标系设定321

9.4.3 建立装配主模型321

9.4.4 创建毛坯323

9.4.5 创建刀具、方法和几何体父节点组326

9.4.6 创建刀具轨迹334

9.4.7 生成车间工艺文件352

本章小结353

习题与思考题354

参考文献356