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绪论1

0.1 金属切削机床的发展及我国机床工业的现状1

0.1.1 金属切削机床及其在国民经济中的地位1

0.1.2 金属切削机床的发展概况1

0.1.3 我国机床工业的发展及现状4

0.2 金属切削机床的分类与型号编制6

0.2.1 机床的分类6

0.2.2 机床型号的编制7

0.3 机床的基本运动11

0.3.1 被加工工件的表面形状11

0.3.2 工件表面的形成方法12

0.3.3 发生线的形成方法13

0.3.4 机床的运动14

0.4 机床的传动系统17

0.4.1 机床的传动联系17

0.4.2 机床的传动链17

0.4.3 换置器官在传动链中的位置20

0.4.4 机床运动的调整20

第一篇 普通机床概论24

第1章 车床24

1.1 概述24

1.1.1 车床的用途和运动24

1.1.2 车床的分类24

1.2 CA6140型卧式车床的工艺范围和布局24

1.2.1 车床的工艺范围24

1.2.2 车床的布局25

1.3 CA6140型卧式车床的传动系统26

1.3.1 主运动传动链26

1.3.2 进给运动传动链29

1.4 CA6140型卧式车床的主要结构35

1.4.1 主轴箱35

1.4.2 进给箱40

1.4.3 溜板箱40

1.5 其他车床简介44

1.5.1 马鞍车床44

1.5.2 落地车床45

1.5.3 六角车床45

1.5.4 自动车床47

1.5.5 立式车床48

第2章 铣床50

2.1 概述50

2.1.1 铣床的用途50

2.1.2 铣床的分类50

2.2 XA6132型卧式升降台铣床的工艺范围和布局51

2.2.1 XA6132型卧式升降台铣床的工艺范围51

2.2.2 XA6132型卧式升降台铣床的布局51

2.3 XA6132型立式升降台铣床的传动系统52

2.4 XA6132型立式升降台铣床的主要结构52

2.5 其他铣床简介54

2.5.1 工作台不升降式铣床54

2.5.2 龙门铣床54

2.5.3 万能工具铣床55

第3章 齿轮加工机床57

3.1 齿轮加工机床工作原理及分类57

3.1.1 齿轮的加工方法57

3.1.2 齿轮加工机床的分类58

3.2 滚齿机的运动分析58

3.2.1 滚齿原理58

3.2.2 滚切直齿圆柱齿轮58

3.2.3 滚切斜齿圆柱齿轮59

3.3 Y3150E型滚齿机61

3.3.1 滚齿机的用途和布局61

3.3.2 机床传动系统分析62

3.4 插齿机65

3.4.1 插齿原理及所需的运动65

3.4.2 插齿机传动原理66

3.5 磨齿机67

3.5.1 成形砂轮磨齿原理67

3.5.2 展成法磨齿机工作原理67

第4章 其他机床69

4.1 钻床69

4.1.1 钻床的功用和类型69

4.1.2 立式钻床69

4.1.3 台式钻床69

4.1.4 摇臂钻床69

4.1.5 深孔钻床70

4.2 镗床71

4.2.1 镗床的功用与类型71

4.2.2 卧式镗床71

4.2.3 坐标镗床72

4.2.4 落地镗床73

4.2.5 金刚镗床74

4.3 磨床74

4.3.1 磨床的用途与类型74

4.3.2 万能外圆磨床75

4.3.3 平面磨床77

4.3.4 内圆磨床78

4.4 直线运动机床79

4.4.1 刨床79

4.4.2 拉床80

4.5 组合机床81

第二篇 数控机床概论84

第5章 数控机床原理84

5.1 概述84

5.1.1 数控机床的发展历程84

5.1.2 数控机床的组成85

5.1.3 数控机床的工作原理86

5.1.4 数控机床的分类87

5.1.5 数控机床的坐标系88

5.2 数控机床的伺服检测系统89

5.2.1 伺服系统的组成90

5.2.2 伺服系统的分类90

5.2.3 检测装置的要求92

5.2.4 检测装置的分类92

第6章 数控机床94

6.1 数控车床94

6.1.1 概述94

6.1.2 数控车床的传动与结构96

6.1.3 车削中心101

6.2 加工中心102

6.2.1 概述102

6.2.2 加工中心主轴的驱动方式及其结构105

6.2.3 五轴联动加工中心的结构配置108

6.2.4 加工中心结构创新实例110

6.3 数控复合加工机床114

6.3.1 概述114

6.3.2 典型复合加工机床115

第三篇 机床设计124

第7章 机床总体方案设计124

7.1 机床总体方案设计的依据和步骤124

7.1.1 机床总体方案设计的依据124

7.1.2 机床设计的步骤125

7.2 工艺分析126

7.3 机床的总体布局129

7.3.1 运动的分配129

7.3.2 机床的支承形式130

7.3.3 总体部局与机床的结构性能132

7.3.4 机床操作件的布局133

7.3.5 机床总联系尺寸图134

7.3.6 机床总体结构方案的综合评价137

7.4 机床主要参数设计138

7.4.1 主参数和尺寸参数138

7.4.2 运动参数138

7.4.3 动力参数142

第8章 传动系统设计146

8.1 主传动系统及其设计流程146

8.1.1 主传动系统的功用146

8.1.2 主传动系统的基本要求146

8.1.3 主传动系统的组成147

8.1.4 主传动系统的设计流程148

8.2 主传动方案的布局及各组成装置的合理选择149

8.2.1 传动布局的选择149

8.2.2 变速方式的选择149

8.2.3 开停方式的选择153

8.2.4 制动方式的选择155

8.2.5 换向方式的选择156

8.3 主传动系统的运动设计158

8.3.1 转速图、结构网与结构式158

8.3.2 拟定转速图163

8.3.3 确定齿轮齿数168

8.3.4 齿轮布置与排列173

8.3.5 相啮合齿轮的宽度173

8.4 主传动系统的结构设计174

8.4.1 主轴变速箱展开图174

8.4.2 主轴变速箱横向剖视图175

8.5 计算转速177

8.5.1 主轴计算转速的确定177

8.5.2 其他传动件计算转速的确定178

8.6 进给传动系统设计概述179

8.6.1 进给传动类型及其应用179

8.6.2 进给传动系统的特点180

8.6.3 进给传动系统的组成181

8.6.4 进给变速系统设计要点181

8.6.5 快速空行程传动182

第9章 主轴组件184

9.1 对主轴组件的基本要求184

9.2 主轴滚动轴承185

9.2.1 主轴轴承的选择185

9.2.2 主轴常用滚动轴承的类型185

9.2.3 滚动轴承的精度188

9.2.4 滚动轴承的转速190

9.2.5 滚动轴承的寿命190

9.2.6 滚动轴承的刚度191

9.3 主轴滑动轴承192

9.3.1 主轴滑动轴承的选择192

9.3.2 液体动压轴承193

9.3.3 液体静压轴承194

9.3.4 气体静压轴承196

9.4 主轴198

9.4.1 主轴结构198

9.4.2 主轴材料及热处理199

9.4.3 主轴精度199

9.5 主轴组件201

9.5.1 切削加工类机床主轴组件201

9.5.2 磨床主轴组件203

9.5.3 主轴轴承的预紧204

9.5.4 主轴组件的传动206

9.6 提高主轴组件性能的措施208

9.6.1 提高装配精度208

9.6.2 控制温升、提高转速、减少热变形209

9.6.3 改善动态特性209

9.7 主轴组件的设计计算210

9.7.1 初选主轴直径211

9.7.2 主轴悬伸量的确定211

9.7.3 主轴最佳跨距的确定212

9.7.4 主轴组件刚度的验算214

9.8 润滑与密封218

9.8.1 主轴滚动轴承的润滑218

9.8.2 主轴滚动轴承的密封220

第10章 导轨222

10.1 导轨的功用、分类及应满足的要求222

10.1.1 导轨的功用222

10.1.2 导轨的分类222

10.1.3 导轨应满足的基本要求223

10.2 导轨的材料与结构224

10.2.1 导轨材料224

10.2.2 导轨材料的搭配226

10.2.3 导轨的结构226

10.3 滑动导轨的验算230

10.3.1 滑动导轨的受力分析231

10.3.2 滑动导轨的压强232

10.3.3 滑动导轨的许用压强235

10.4 滑动导轨的设计特点235

10.4.1 普通滑动导轨235

10.4.2 动压导轨236

10.4.3 静压导轨239

10.4.4 卸荷导轨241

10.5 直线运动滚动导轨243

10.5.1 工作原理244

10.5.2 配置与固定245

10.5.3 精度和预紧245

10.6 导轨的润滑、防护及提高耐磨性的措施246

10.6.1 导轨的润滑与防护246

10.6.2 提高导轨耐磨性的措施248

第11章 支承件250

11.1 支承件应满足的要求250

11.2 支承件的静力分析251

11.2.1 各类机床所受载荷的特点251

11.2.2 各种形状支承件的简化252

11.2.3 普通车床床身的受力和变形分析252

11.3 支承件的静刚度及其形状的选择253

11.3.1 支承件的自身刚度253

11.3.2 支承件的连接刚度和局部刚度257

11.3.3 床身筋板的布置259

11.4 支承件的动态特性260

11.4.1 动态分析260

11.4.2 支承件的固有频率和主振型261

11.4.3 改善支承件动态特性的措施262

11.5 支承件的热特性265

11.5.1 支承件的热变形265

11.5.2 改善支承件热特性的措施266

第12章 数控机床的功能部件及其设计选型268

12.1 概述268

12.1.1 数控机床功能部件的定义268

12.1.2 数控机床功能部件的构成268

12.1.3 数控机床功能部件的特点及其重要作用269

12.2 主轴单元270

12.2.1 机械主轴270

12.2.2 电主轴274

12.2.3 A/C轴双摆角铣头278

12.3 滚动直线导轨281

12.3.1 滚动直线导轨滑座及导轨型式282

12.3.2 滚动直线导轨的配置形式282

12.3.3 滚动直线导轨副的安装连接尺寸283

12.3.4 滚动直线导轨副的精度284

12.3.5 滚动直线导轨副的寿命计算286

12.3.6 滚动直线导轨副的选用流程287

12.4 滚珠丝杠288

12.4.1 滚珠丝杠副的精度289

12.4.2 滚珠丝杠副的常用规格及应用290

12.4.3 滚珠丝杠副的安装方式292

12.4.4 滚珠丝杠副的标识294

12.4.5 滚珠丝杠副的选用294

12.5 数控分度头与数控回转工作台295

12.5.1 概述295

12.5.2 数控分度头297

12.5.3 数控回转工作台299

12.6 数控刀塔与数控刀库305

12.6.1 概述305

12.6.2 刀塔306

12.6.3 刀库308

参考文献313