本書內(nèi)容從培養(yǎng)應用型本科人才的目的出發(fā)并兼顧一般工科和高職院校的教學特點，系統(tǒng)介紹數(shù)控機床方面的基本知識，重點突出數(shù)控機床結(jié)構(gòu)、數(shù)控編程和數(shù)控原理。全書共分九章： 數(shù)控技術(shù)概述，數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)、數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)軌跡控制原理、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)、數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)、數(shù)控機床編程、數(shù)控機床的發(fā)展和應用。為了便于學生自學及鞏固所學內(nèi)容，各章均附有習題與思考題。
本書可作為普通本科院校和高等職業(yè)學校機械類和機電類專業(yè)數(shù)控機床、數(shù)控技術(shù)、數(shù)控編程及數(shù)控原理課程的教學用書，也可供相關(guān)專業(yè)的師生及從事數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)工作的技術(shù)人員和科研工作者參考。
數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設備，一個國家數(shù)控機床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上能代表這個國家的制造業(yè)水平和競爭力。
數(shù)控機床采用的數(shù)字控制技術(shù)綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)和精密機械等高新技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的廣泛應用，使普通機械被數(shù)控機械所代替，特別是數(shù)控機床的出現(xiàn)及所帶來的巨大效益，引起了世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。數(shù)控技術(shù)的水準、擁有和普及程度，已經(jīng)成為衡量一個國家綜合國力和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志。因此，為適應這種形勢，需要培養(yǎng)大批熟練掌握數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的工程技術(shù)人才。
數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)對現(xiàn)代制造業(yè)的影響是重大和多方面的。
首先，表現(xiàn)在使機械制造業(yè)的整體面貌發(fā)生了根本性的變化。數(shù)控技術(shù)的應用將機械制造與微電子、計算機、信息處理、現(xiàn)代控制理論、檢測技術(shù)以及光電磁等多種學科技術(shù)融為一體，使制造業(yè)成為知識密集、技術(shù)密集的大科學范疇的現(xiàn)代制造業(yè)，成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。
其次，表現(xiàn)在使機械制造業(yè)的生產(chǎn)方式發(fā)生了深刻的變化。數(shù)控技術(shù)是柔性自動化和智能化的技術(shù)基礎(chǔ)之一，它適應科技進步，是滿足多品種、變批量市場需求的生產(chǎn)方式。同時，數(shù)控技術(shù)使傳統(tǒng)的制造工藝發(fā)生顯著的和本質(zhì)的變化，工藝方法和制造系統(tǒng)不斷更新，形成CAD、CAM、CAPP、FMS、CIMS等一系列具有劃時代意義的新技術(shù)、新工藝的制造系統(tǒng)。
最后，表現(xiàn)在使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化�，F(xiàn)代機械產(chǎn)品向著高精度、高自動化和高可靠性方向發(fā)展，具有機電結(jié)合與多學科技術(shù)結(jié)合的特點，純機械的產(chǎn)品越來越少，而且更新?lián)Q代速度快。機械產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上是否具有競爭力，在很大程度上取決于數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的發(fā)展和應用。隨著科技的不斷創(chuàng)新，智能數(shù)控機床將作為移動互聯(lián)網(wǎng)智能終端，成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵加工設備。
為了適應應用型人才培養(yǎng)的需要，上海交通大學出版社組織了普通高等教育應用型本科專業(yè)規(guī)劃教材的編寫工作，本書是該套教材之一。
本書由上海第二工業(yè)大學何玉安、安雙利和徐開元編寫。何玉安編寫了第1章、第5章至第8章，安雙利編寫了第2章和第3章，徐開元編寫了第4章和第9章。全書由何玉安負責統(tǒng)稿。本書由上海第二工業(yè)大學王振華主審。
由于編者水平有限、經(jīng)驗不足，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
何玉安，上海第二工業(yè)大學智能制造與控制工程學院，教授，工學博士，機械制造及其自動化專業(yè)。研究方向:智能機電系統(tǒng)與數(shù)字化制造。國家自然科學基金同行評議專家，上海市科委科技評審同行評議專家等，Journal of Convergence Information Technology 等國際期刊審稿人，中德智能制造教育聯(lián)盟副理事長等。多次主持上海市科委、上海市聯(lián)盟計劃項目及橫向科研項目,發(fā)表學術(shù)論文近50 余篇，授權(quán)發(fā)明專利 2 項。
安雙利，上海第二工業(yè)大學智能制造與控制工程學院，工學博士，畢業(yè)于中科院上海應用物理研究所，核技術(shù)及應用專業(yè)。研究方向:智能制造與精密檢測。新加坡理工學院訪問學者，多次承擔上海市教育委員會和各類橫向科研項目，發(fā)表多篇高水平科研及教學論文。
徐開元，上海第二工業(yè)大學智能制造與控制工程學院教師，東北大學工學博士畢業(yè)，研究方向智能制造技術(shù)，承擔并參研多項自然科學基金，發(fā)表多篇科研教改論文。
第1章概述1
1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展1
1.1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生1
1.1.2數(shù)控技術(shù)的概念和特點2
1.1.3數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展3
1.2數(shù)控機床的組成和工作原理6
1.2.1數(shù)控機床的組成6
1.2.2數(shù)控機床的工作原理8
1.3數(shù)控機床的分類8
1.3.1按數(shù)控機床的運動軌跡分類8
1.3.2按伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式分類9
1.3.3按所用數(shù)控裝置的構(gòu)成分類10
1.4數(shù)控機床的性能指標11
1.4.1運動性能指標11
1.4.2精度指標12
1.4.3可控軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)12
習題與思考題12
第2章數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)14
2.1主傳動系統(tǒng)的基本要求和變速方式14
2.1.1主傳動系統(tǒng)的基本要求14
2.1.2主傳動的變速方式15
2.2數(shù)控機床的主軸部件20
2.2.1主軸端部結(jié)構(gòu)20
2.2.2主軸軸承21
2.2.3主軸軸承的配置形式23
2.2.4主軸準停裝置24
2.3典型數(shù)控機床的主軸部件26
2.3.1數(shù)控車床的主軸部件26
2.3.2數(shù)控銑床的主軸部件29
2.3.3加工中心的主軸部件30
2.4高速主軸系統(tǒng)和電主軸32
2.4.1高速主軸系統(tǒng)32
2.4.2電主軸的結(jié)構(gòu)34
2.4.3電主軸的軸承35
習題與思考題37
第3章數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)38
3.1進給傳動系統(tǒng)的基本要求38
3.2數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)的基本形式39
3.2.1滾珠絲杠副39
3.2.2靜壓絲杠副46
3.2.3靜壓蝸桿蝸輪條副47
3.2.4雙齒輪齒條副49
3.2.5直線電動機直接驅(qū)動50
3.3進給傳動系統(tǒng)齒輪傳動間隙消除方法51
3.3.1剛性調(diào)整法51
3.3.2柔性調(diào)整法53
3.4數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)實例55
3.4.1MJ50型數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)55
3.4.2JCS018A型立式加工中心的進給傳動系統(tǒng)58
習題與思考題60
第4章數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)61
4.1數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)及其特點61
4.1.1數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的組成61
4.1.2數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點61
4.2數(shù)控機床的總體布局64
4.2.1總體布局與工件形狀、尺寸和質(zhì)量的關(guān)系65
4.2.2加工功能與運動數(shù)目對機床部件的布局的影響66
4.2.3總體布局與機床的結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系67
4.2.4機床的使用要求與總體布局69
4.2.5數(shù)控臥式鏜銑床（加工中心）的總體布局70
4.2.6數(shù)控機床總體布局的其他趨勢71
4.3數(shù)控機床的自動換刀裝置72
4.3.1自動換刀裝置的類型72
4.3.2刀庫73
4.3.3刀具交換裝置76
4.4數(shù)控機床的工作臺80
4.4.1分度工作臺80
4.4.2回轉(zhuǎn)工作臺83
4.5數(shù)控機床的支承部件86
4.5.1導軌89
4.5.2立柱99
習題與思考題104
第5章數(shù)控系統(tǒng)軌跡控制原理105
5.1插補的概念與分類105
5.1.1插補的基本概念105
5.1.2插補方法分類105
5.2逐點比較法106
5.2.1插補原理及特點106
5.2.2逐點比較法直線插補運算107
5.2.3逐點比較法圓弧插補運算111
5.2.4逐點比較法的速度分析115
5.3數(shù)字積分法117
5.3.1插補原理及其特點117
5.3.2DDA法直線插補118
5.3.3DDA法圓弧插補120
5.3.4DDA法插補的速度分析123
5.4數(shù)據(jù)采樣插補法124
5.4.1概述124
5.4.2數(shù)據(jù)采樣法直線插補125
5.4.3數(shù)據(jù)采樣法圓弧插補126
5.5輸入數(shù)據(jù)處理131
5.5.1譯碼131
5.5.2刀具補償132
5.5.3速度計算及輔助信息處理137
習題與思考題139
第6章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)141
6.1概述141
6.1.1伺服系統(tǒng)的概念141
6.1.2數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求141
6.2開環(huán)進給伺服系統(tǒng)142
6.2.1步進電動機的工作原理142
6.2.2步進電動機的主要性能指標144
6.2.3步進電動機開環(huán)控制146
6.3閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)149
6.3.1直流伺服電動機調(diào)速系統(tǒng)149
6.3.2交流伺服電動機調(diào)速系統(tǒng)157
6.4位置檢測裝置162
6.4.1概述162
6.4.2感應同步器164
6.4.3旋轉(zhuǎn)變壓器171
6.4.4編碼器174
6.4.5光柵177
6.4.6磁尺184
6.4.7激光干涉儀190
習題與思考題193
第7章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)194
7.1數(shù)控加工工藝設計194
7.1.1數(shù)控機床的合理選用194
7.1.2數(shù)控加工零件的工藝性分析196
7.1.3夾具與刀具的選擇198
7.1.4對刀點、換刀點與加工路線的確定200
7.1.5數(shù)控加工工藝文件的編寫202
7.2程序編制中的數(shù)學處理203
7.2.1直線與圓弧平面輪廓的基點計算204
7.2.2非圓曲線的數(shù)學處理204
7.3自動編程方法簡介210
7.3.1語言程序編程系統(tǒng)210
7.3.2圖形交互自動編程系統(tǒng)212
7.3.3數(shù)控程序的檢驗與仿真214
習題與思考題215
第8章數(shù)控機床編程217
8.1數(shù)控編程的基本知識217
8.1.1數(shù)控編程的內(nèi)容和方法217
8.1.2數(shù)控機床的坐標系和運動方向219
8.1.3數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式222
8.1.4準備功能和輔助功能229
8.2數(shù)控車床程序編制230
8.2.1數(shù)控車床的編程特點和坐標系230
8.2.2數(shù)控車床的常用指令231
8.2.3車削固定循環(huán)程序235
8.2.4螺紋切削指令238
8.2.5子程序與刀具補償240
8.2.6數(shù)控車削編程實例242
8.3數(shù)控銑床程序編制244
8.3.1機床坐標系及工件坐標系245
8.3.2數(shù)控銑床的常用指令247
8.3.3固定循環(huán)功能254
8.3.4數(shù)控銑削編程實例258
8.4用戶宏程序編制262
8.4.1概述262
8.4.2變量265
8.4.3運算與控制指令268
8.4.4宏程序編制及其應用268
習題與思考題273
第9章數(shù)控機床的發(fā)展與應用276
9.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展276
9.1.1數(shù)控技術(shù)概述276
9.1.2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程278
9.2數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展279
9.2.1數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡介279
9.2.2CNC系統(tǒng)的基本組成281
9.2.3數(shù)控系統(tǒng)的硬件與軟件285
9.2.4開放式數(shù)控系統(tǒng)概述289
9.3數(shù)控機床在智能裝備制造中的應用291
9.3.1數(shù)控機床應用概述291
9.3.2航空制造領(lǐng)域?qū)嵗?91
9.3.3汽車制造領(lǐng)域?qū)嵗?92
9.3.4工程機械領(lǐng)域?qū)嵗?94
習題與思考題295
參考文獻296
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