标题：数控机床及应用
内容简介
本书结合当前数控机床的实际应用水平，从应用的角度系统地介绍了数控机床及相关的知识。书中首先介绍了数控机床的基本知识；然后介绍数控机床的各个组成部分：包括计算机数控系统、数控机床的机械结构、位置检测装置和伺服系统；围绕数控机床的应用，介绍了应用数控机床进行加工所需要的技术基础知识；各类数控机床的数控编程基本知识与方法；介绍并剖析了若干个应用实例；针对数控机床应用中的常见问题；介绍了数控机床的使用与维护常识。
根据中等职业学校学生情况及国内外教材编写经验，本书删去了较深的理论推导和复杂的数学运算，突出基本概念与应用，叙述深入浅出，力求做到“通俗易懂、好教好学”的特点。因此本书既可以作为机电类专业高等职业技术教育的主干课教材，也可以作为其他相关专业的辅修课教材，同时，还可以作为数控加工编程等的应用培训教材。
目录
第一章　数控机床简介
第一节　数控机床的产生与发展
第二节　数控机床的组成和工作过程
第三节　数控机床的特点和分类
第四节　数控机床的发展趋势
第二章　计算机数控系统（CNC）
第一节　CNC系统的基本概念
第二节　CNC系统的硬件结构
第三节　CNC装置的软件结构
第四节　插补原理
第五节　可编程控制器（PLC）的类型及工作原理
第三章　数控机床的机械结构
第一节　数控机床的机械结构特点
第二节　数控机床主传动系统
第三节　数控机床进给系统简介
第四节　自动换刀装置
第五节　回转工作台
第四章　伺服驱动系统
第一节　伺服系统概述
第二节　检测元件
第三节　常用伺服执行元件
第五章　数控机床的程序编制
第一节　数控编程的基本知识
第二节　数控机床的坐标系
第三节　数控机床加工工艺分析
第四节　程序编制中数值节点的计算
第五节　数控车床的程序编制
第六节　计算机自动编程
第六章　普通机床的数控化改造
第一节　普通机床数控化改造的方法
第二节　普通机床数控化改造实例
第三节 数显技术在机械设备改造中的应用
第七章　数控机床的使用与维护
第一节　数控机床的选择
第二节　数控机床的安装、调试和验收
第三节　数控机床的维护与保养

内容提要
本书系统、全面地介绍了计算机数字控制（CNC）机床的工作原理、组成结构、主要技术性能指标；数控系统的硬件、软件构成及其特点；数控插补原理的一些计算方法；数控系统的主要功能及最新发展趋势；数控加工工艺分析及编程基础；数控机床应用中的手工编程方法、注意事项及数控机床的调整方法；数控机床机械方面的特殊要求和结构特点；交、直流伺服电机驱动技术、检测反馈原理。
本书是中专职业学校机械制造与控制专业的教材，亦可作为各类学校机电应用专业及其他机械类专业的教材，对工程技术人员及数控机床的操作、维护人员也有较大的参考价值。
编辑推荐
本书系统、全面地介绍了计算机数字控制（CNC）机床的工作原理、组成结构、主要技术性能指标；数控系统的硬件、软件构成及其特点；数控插补原理的一些计算方法；数控系统的主要功能及最新发展趋势；数控加工工艺分析及编程基础；数控机床应用中的手工编程方法、注意事项及数控机床的调整方法；数控机床机械方面的特殊要求和结构特点；交、直流伺服电机驱动技术、检测反馈原理。
本书是中专职业学校机械制造与控制专业的教材，亦可作为各类学校机电应用专业及其他机械类专业的教材，对工程技术人员及数控机床的操作、维护人员也有较大的参考价值。
SAJ变频器在数控机床应用的主要特点
1、低频力矩大、输出平稳
2、高性能矢量控制
3、转矩动态响应快、稳速精度高
4、减速停车速度快
5、抗干扰能力强
目录
第1章 数控机床
1.1 数控机床的产生和发展过程
1.1.1 数控机床的产生
1.1.2 数控机床的发展过程
1.2 数控机床的组成、工作原理及特点
1.2.1 数控机床的组成
1.2.2 数控机床的工作原理
1.2.3 数控机床的特点
1.3 数控机床的分类
1.3.1 按控制运动方式分类
1.3.2 按伺服系统的控制方式分类
1.3.3 按功能水平分类
1.4 数控机床的发展趋势
1.4.1 适应超高速、高效、超精密加工的发展
1.4.2 进一步提高数控系统的自动化水平
习题1
第2章 计算机数控（CNC）系统
2.1 CNC系统的定义及组成
2.1.1 CNC系统的定义
2.1.2 CNC系统的组成
2.2 CNC系统的特点
2.3 CNC系统的软件
2.3.1 CNC系统的软件组成
2.3.2 中断型软件结构
2.3.3 前后台型软件结构
2.4 单片机CNC系统硬件的组成
2.4.1 MCS-51单片机简介
2.4.2 存储器扩展电路
2.4.3 面板操作键和方式选择开关
2.4.4 与强电的接口
2.5 全功能型CNC系统硬件的特点
2.5.1 采用具有高精度、高速度运算能力的微处理器
2.5.2 采用单/多微处理器的模块化结构
2.5.3 采用资源共享结构
2.6 可编程控制器（PLC）
2.6.1 可编程控制器定义
2.6.2 可编程控制器（PLC）种类
2.6.3 可编程控制器（PLC）的性能特点
2.6.4 可编程控制器（PLC）的结构和工作原理
2.6.5 可编程控制器（PLC）的硬件结构
2.6.6 PLC的指令系统
习题2
第3章 插补原理与计算
3.1 插补的基本知识
3.1.1 脉冲增量插补
3.1.2 数字增量插补
3.2 逐点比较法
3.2.1 圆弧插补
3.2.2 直线插补
3.2.3 四象限的逐点比较法插补原理
3.3 数字积分插补法
3.3.1 插补原理
3.3.2 直线插补
3.3.3 圆弧插补
3.4 数字增量插补法
3.4.1 直线插补的算法
3.4.2 圆弧插补的算法
习题3
第4章 数控加工工艺分析及编程基础
4.1 数控机床的坐标系
4.1.1 坐标系建立的原则
4.1.2 机床坐标轴的确定方法
4.1.3 机床坐标系与工件坐标系
4.1.4 绝对坐标系与相对（增量）坐标系
4.2 零件装夹方法及对刀点的确定
4.2.1 零件的装夹方法
4.2.2 对刀点的确定
4.3 工序的划分和走刀路线的确定
4.3.1 工序划分原则
4.3.2 走刀路线的确定
4.4 刀具和切削用量的选择
4.4.1 刀具的选择
4.4.2 切削用量的选择
4.5 常用编程指令的应用及手工编程
4.5.1 编程基础知识
4.5.2 常用编程指令的应用
4.5.3 手工编程
4.6 数值计算
4.6.1 基点的计算
4.6.2 非圆曲线节点的计算
4.6.3 列表曲线的数学处理
4.6.4 曲面的处理
4.7 自动编程简介
4.7.1 自动编程概述
4.7.2 CAXA软件自动编程
4.8 工艺文件的编制
4.8.1 工序卡
4.8.2 刀具调整单
4.8.3 机床调整单
4.8.4 加工程序单
习题4
第5章 数控车床编程
5.1 数控车床编程特点和基础
5.1.1 数控车床编程特点
5.1.2 数控车床编程基础
5.2 数控车床编程方法
5.2.1 工件坐标系设定（G50）
5.2.2 圆弧插补（G02,G03）
5.2.3 米制输入与英制输入（G21,G20）
5.2.4 参考点指令（G27,G28,G29）
5.2.5 螺纹切削（G32,G33,G34,G92）
5.2.6 单一固定循环（G90,G94）
5.2.7 多重复合切削循环（G70~G76）
5.2.8 刀具补偿功能
5.2.9 子程序
5.3 数控车床编程实例
习题5
第6章 数控铣床编程
6.1 数控铣床编程特点和基础
6.1.1 数控铣床编程特点
6.1.2 数控铣床编程基础
6.2 数控铣床编程方法
6.2.1 设定工件坐标系（G92）
6.2.2 绝对值输入G90指令和增量值输入G91指令
6.2.3 平面选择（G17,G18,G19）
6.2.4 圆弧插补（G02,G03）
6.2.5 刀具长度补偿A（G43,G44,G49）
6.2.6 刀具半径补偿C（G41,G42,G40）
6.2.7 机械坐标系选择（G53）
6.2.8 加工坐标系选择（G54~G59）
6.2.9 局部坐标系（G52）
6.2.10 单一方向定位（G60）
6.2.11 准确停止（G09）
6.2.12 准确停止方式（G61）
6.2.13 切削方式（G64）
6.2.14 参考点指令（G27~G30）
6.2.15 固定循环指令（G73~G89）
6.2.16 用户宏程序A
6.3 数控铣床编程实例
习题6
第7章 数控机床的机械结构
7.1 数控机床的结构特点
7.1.1 数控车床的结构特点
7.1.2 数控铣床的结构特点
7.1.3 加工中心的结构特点
7.2 数控机床主传动系统特点及结构
7.2.1 数控机床主传动系统特点
7.2.2 数控机床主传动的结构
7.3 数控机床进给传动系统特点及传动结构
7.3.1 数控机床进给传动系统特点
7.3.2 数控机床进给传动系统的传动结构
7.3.3 进给系统机械结构的关键元件
7.4 加工中心的自动换刀系统及工作台
7.4.1 加工中心的自动换刀系统
7.4.2 加工中心的工作台
习题7
第8章 伺服驱动系统及位置检测装置
8.1 伺服驱动系统的组成和工作原理
8.1.1 伺服驱动系统的组成
8.1.2 数控机床对伺服系统的要求
8.1.3 伺服系统的工作原理
8.2 步进电机及伺服特性
8.2.1 步进电机种类
8.2.2 三相反应式步进电机工作原理
8.2.3 步进电机的主要特性
8.2.4 步进电机的驱动电路
8.3 直流电动机及伺服系统
8.3.1 直流伺服电机的结构
8.3.2 直流伺服电机的调速方式
8.3.3 直流伺服电机的机械特性
8.3.4 直流伺服电机的应用
8.4 交流电动机及伺服系统
8.4.1 交流伺服电机的基本结构
8.4.2 交流伺服电机的工作原理
8.4.3 交流伺服电机的控制方法与机械特性
8.4.4 交流伺服电机的应用
8.5 伺服驱动系统的位置检测装置
8.5.1 脉冲编码器
8.5.2 旋转变压器
8.5.3 感应同步器
8.5.4 光栅
8.5.5 磁尺
习题8
参考文献

内容简介
本书结合当前数控机床的实际应用水平，从应用的角度系统地介绍了数控机床及相关的知识。书中首先介绍了数控机床应用的基本知识；然后介绍数控机床的各个组成部分，包括计算机数控系统、伺服系统及位置检测装置、数控机床的机械结构；围绕数控机床的应用，介绍了应用数控机床进行加工所需要的技术基础知识，各类数控机床的数控编程基本知识与方法；根据各校不同的实际条件，介绍并剖析了若干个应用实例；针对数控机床应用中的常见问题，介绍了数控机床的使用与维护常识；最后介绍了数控机床的发展趋势。
考虑到承担高等职业技术教育各个学校的类别、办学条件以及生源都有所不同的现实，本书在内容的组织上采用了模块化结构，每一章基本是一个独立的模块，教学中可根据具体需要进行模块组合。因此本书既可以作为机电类专业高等职业技术教育的主干课教材，也可以作为工业工程、企业管理等专业的辅修课教材，同时，还可以作为数控加工编程等的应用培训教材。
目录
第1章概述1
1.1数控机床的作用1
1.2数控机床的基本构成2
1.3数控机床的分类及其应用范围2
1.3.1数控车床3
1.3.2数控铣床3
1.3.3加工中心4
1.3.4车削中心(车铣中心)5
1.4数控机床的工作过程6
1.5数控编程方法7
1.6数控程序代码标准8
1.7控制轴数与联动轴数8
1.8数控机床的特点10
思考题与习题11
第2章计算机数控系统12
2.1概述12
2.1.1CNC系统的组成及其工作过程12
2.1.2CNC系统的特点13
2.1.3CNC系统可实现的功能14
2.2CNC系统的硬件体系结构15
2.2.1单微处理器结构16
2.2.2多微处理器体系结构17
2.2.3开放式CNC系统19
2.3CNC系统的软件结构21
2.3.1CNC系统软件概述21
2.3.2CNC系统软件的结构特点22
2.3.3CNC系统软件的结构模式24
2.4数控系统的插补原理28
2.4.1概述28
2.4.2典型的插补方法28
2.5数控系统的刀具补偿功能35
2.5.1刀具半径补偿35
2.5.2刀具长度补偿38
2.6数控系统中的PC40
2.6.1概述40
2.6.2内装型PC和独立型PC41
2.6.3PC在数控机床上的配置42
2.6.4PC控制与数字控制的关系43
思考题与习题45
第3章伺服系统及位置检测装置46
3.1伺服系统概述46
3.1.1伺服系统的组成46
3.1.2对伺服系统的基本要求46
3.1.3伺服系统分类46
3.2伺服驱动电动机48
3.2.1步进电动机48
3.2.2直流伺服电动机51
3.2.3交流伺服电动机52
3.2.4直线电动机54
3.3位置检测装置55
3.3.1位置检测装置简介55
3.3.2磁尺位置检测装置56
3.3.3光栅位置检测装置58
3.3.4脉冲编码器61
3.3.5旋转变压器63
3.3.6感应同步器64
3.3.7测速发电机67
思考题与习题69
第4章数控机床的机械结构70
4.1数控机床机械结构的特点70
4.2数控机床的主传动系统73
4.2.1数控机床主传动系统的特点73
4.2.2数控机床主轴的调速方法73
4.2.3数控机床的主轴部件74
4.3数控机床的进给传动系统78
4.3.1数控机床进给传动的特点78
4.3.2滚珠丝杠螺母副79
4.3.3直线电动机进给系统83
4.3.4数控机床的导轨85
4.3.5进给系统传动间隙的消除93
4.4自动换刀装置96
4.4.1数控车床的自动转位刀架96
4.4.2加工中心自动换刀装置100
4.5数控机床的回转工作台110
4.5.1数控回转工作台110
4.5.2分度工作台112
思考题与习题115
第5章数控加工技术基础116
5.1数控加工基础知识116
5.1.1数控机床的坐标系统116
5.1.2零件的数控加工工艺119
5.2数控加工程序125
5.2.1数控加工程序的结构与格式125
5.2.2数控加工常用的功能指令及其代码128
5.3数控编程中的工艺处理138
5.3.1零件装夹方法及对刀点的确定138
5.3.2工步的划分与走刀路线的确定140
5.3.3刀具及切削用量的选择144
5.4数控编程中的数学处理149
5.4.1基点坐标计算149
5.4.2节点坐标计算151
5.4.3刀位点坐标计算158
思考题与习题161
第6章数控编程162
6.1概述162
6.1.1数控编程的概念和方法162
6.1.2数控编程的内容和步骤162
6.2数控车床编程163
6.2.1数控车床编程基础163
6.2.2基本指令编程165
6.2.3圆锥加工编程170
6.2.4螺纹加工编程171
6.2.5子程序172
6.2.6循环加工编程173
6.3数控铣床编程175
6.3.1数控铣床编程基础175
6.3.2基本指令编程176
6.3.3刀具长度补偿178
6.3.4刀具半径补偿179
6.3.5镜象加工编程183
6.3.6子程序调用185
6.3.7转移加工187
6.3.8零点偏置189
6.3.9三轴联动功能简介191
6.4加工中心编程192
6.4.1加工中心的编程特点192
6.4.2加工中心常用的指令编程193
6.4.3刀具选择与刀具交换194
6.4.4刀具偏置195
6.4.5刀具长度补偿197
6.4.6刀具半径补偿199
6.4.7孔加工固定循环201
6.4.8子程序207
第7章数控机床应用实例208
7.1数控车床应用实例208
7.1.1Vturn\|16数控车床应用实例208
7.1.2TDNC150多功能数控机床应用实例210
7.1.3CJK6032数控车床应用实例213
7.2LJ\|10MC车铣中心应用实例216
7.3数控铣床应用实例220
7.3.1XKA5032A立式数控铣床应用实例220
7.3.2TDNCX15A数控铣床应用实例225
7.4加工中心应用实例228
7.4.1Vcenter\|65立式加工中心应用实例I228
7.4.2Vcenter\|65立式加工中心应用实例II234
7.4.3ZH7640立式加工中心应用实例240
第8章数控机床的使用与维护247
8.1数控机床的选用247
8.1.1确定典型加工工件247
8.1.2数控机床规格的选择248
8.1.3机床精度的选择248
8.1.4数控系统的选择249
8.1.5工时和节拍的估算250
8.1.6自动换刀装置选择及刀柄配置250
8.1.7机床选择功能及附件的选择253
8.2数控机床的基本操作规程253
8.2.1数控设备的通用操作规程253
8.2.2数控设备专项操作规程254
8.3数控机床的维护与保养256
第9章数控机床的发展趋势259
9.1数控机床的发展展望259
9.1.1高速度、高精度化259
9.1.2多功能化260
9.1.3智能化261
9.1.4控制系统小型化262
9.1.5数控编程自动化262
9.1.6更高的可靠性262
9.2数控机床新技术263
9.2.1模块化数控机床263
9.2.2并联机床264
9.3计算机辅助数控编程方法266
9.3.1计算机辅助数控编程技术266
9.3.2计算机辅助数控编程的特点与基本步骤267
9.3.3计算机辅助数控编程软件及功能介绍269
参考文献271
第2章机械设计概论
2.1机械设计的一般过程
2.2功能原理设计概述
2.3机械设计约束分析
2.4机械结构设计
习题
第3章现代设计法应用概述
3.1计算机辅助设计
*3.2优化设计
* 3.3创新设计
习题
第2篇常 用 机 构
第4章平面连杆机构
4.1平面连杆机构的类型和应用
4.2平面连杆机构的基本特性
4.3平面连杆机构的运动设计
4.4多杆机构的应用
习题
第5章凸轮机构
5.1凸轮机构的类型和应用
5.2从动件基本运动规律
5.3凸轮轮廓设计
5.4凸轮机构基本尺寸的确定
5.5凸轮机构的结构和材料
习题
第6章轮系
6.1定轴轮系
6.2行星轮系
6.3组合轮系
6.4轮系的功用
习题
第7章其他常用机构
7.1棘轮机构
7.2槽轮机构
7.3螺旋机构
*7.4机构的组合与应用
习题
第3篇机 械 传 动
第8章带传动
8.1带传动的工作原理和应用
8.2带传动的受力分析和应力分析
8.3带传动的弹性滑动与失效形式
8.4V带规格、带轮结构和带传动张紧装置
8.5V带传动选用计算
习题
第9章链传动
9.1链传动的特点和组件结构与参数
9.2链传动的运动和受力情况分析
9.3链传动的设计计算
9.4链传动的布置、张紧和润滑
习题
第10章齿轮传动
10.1齿轮传动的特点和类型
10.2齿轮齿廓的特性
10.3渐开线标准齿轮的基本参数和尺寸
10.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
10.5渐开线齿形的加工和检验尺寸
10.6变位齿轮传动
10.7斜齿圆柱齿轮传动
10.8圆锥齿轮传动
10.9齿轮传动设计
10.10齿轮结构与齿轮传动的润滑
习题
第11章蜗杆传动
11.1蜗杆传动概述
11.2蜗杆传动的基本参数和尺寸
11.3蜗杆传动的承载能力计算
11.4蜗杆传动的效率和热平衡
11.5蜗杆和蜗轮的结构
习题
第4篇轴系零部件
第12章滑动轴承
12.1滑动轴承的工作原理
12.2滑动轴承的分类和结构特点
12.3滑动轴承的材料和轴瓦结构
12.4滑动轴承的润滑
12.5不完全流体润滑滑动轴承的计算
习题
第13章滚动轴承
13.1滚动轴承的组成、类型和特点
13.2滚动轴承的代号及类型选择
13.3滚动轴承的计算
13.4轴承的选用
习题
第14章轴及轴系
14.1概述
14.2轴的材料与强度计算
14.3轴及轴系的结构设计
习题
第15章联轴器、离合器与制动器
15.1联轴器
15.2离合器
15.3制动器
习题
第5篇联接与弹簧
第16章联接
16.1键联接
16.2销联接
16.3螺纹联接
习题
第17章弹簧
17.1概述
17.2圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的几何参数和特性曲线
17.3圆柱螺旋弹簧的设计计算
习题
附录凸轮轮廓设计与齿轮传动设计的QBASIC程序
主要参考文献