本書展現了“專業(yè)綜合改革試點”項目的教學成果,所屬課程也獲評了山東省精品課程。
本書符合黨的二十大報告中關于“深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略”的要求,在詳細講授基礎理論知識的同時融入探索性實踐內容,以增強學生的自信心和創(chuàng)造力,即用學科理論知識促進學生活躍思維、敢于創(chuàng)新,盡可能地將新思路在實踐中進行創(chuàng)造性的轉化,推動科學技術實現創(chuàng)新性發(fā)展。全書共6章,內容包括:緒論、數控加工工藝基礎、數控加工程序的編制、計算機數控裝置、數控機床伺服系統(tǒng)、數控機床機械結構,每章均有知識拓展和一定數量的思考題與習題,書后還附有常用刀具的切削參數等。書中配有二維碼,讀者可使用手機微信掃碼后,免費觀看學習。
本書可作為應用型本科院校的機械設計制造及其自動化、機械工程及其自動化、機電一體化等專業(yè)機床數控技術教材,也可作為成人高等教育的同類專業(yè)教材,還可作為廣大自學者及工程技術人員的機床數控技術參考書。
本書展現了“專業(yè)綜合改革試點”項目的教學成果,所屬課程也獲評了山東省精品課程。
本書是根據“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求,按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才要求,行業(yè)企業(yè)深度參與,結合編者在數控機床方面的教學與實踐經驗,并充分反映近年來數控機床的發(fā)展與應用而編寫的。
數控機床的高精度、高效率決定了發(fā)展數控機床是當前機械制造技術改造的必由之路,它是制造業(yè)自動化的基礎�，F代數控機床的大量使用,對機械類專業(yè)應用型本科學生在數控機床方面的教學也提出了新的要求,要求學生具備一定機床數控技術的理論知識及應用方面的基本知識和技能。同時,對機床數控技術的系統(tǒng)學習,可提高學生對知識的綜合運用能力。為滿足教學要求,多所高校與企業(yè)共同制訂了本教材編寫大綱和編寫內容,并經過多次研討與完善。在內容上,突出了數控加工工藝分析與程序編制等應用知識,且內容先進、系統(tǒng)、普及面廣,實例介紹與企業(yè)需要更加接近,更加精練實用,以主動適應工業(yè)界的需求,強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。同時對教材的出版形式也進行了創(chuàng)新,充分體現了人性化的考慮:①插入豐富的實物圖片,做到圖文并茂、敘述生動、通俗易懂;②在每章后面增加了拓展知識,拓展了學生的知識面,增強了學生的學習效果,吸引了學生的學習興趣;③每個知識點增加典型實例、每章重點與難點插入典型例題,例題解題步驟詳細、插圖分步驟給出,使學生可以較順利地對教學內容進行預習理解,有利于學生自學習慣的養(yǎng)成和自學能力的培養(yǎng)。整本教材體系結構及內容有別于同類教材,富有鮮明特色與創(chuàng)新性。
全書從數控機床的基本概念入手,重點突出數控加工工藝分析與程序編制、計算機數控裝置、數控機床伺服系統(tǒng)、數控機床機械結構等內容,使讀者通過系統(tǒng)地學習,熟悉數控機床的基本理論和知識,熟悉數控機床的機械結構和控制知識,熟悉數控機床的加工工藝和編程方法,并能把學到的知識應用到生產實際中。本書共分6章,內容包括:緒論、數控加工工藝基礎、數控加工程序的編制、計算機數控裝置、數控機床伺服系統(tǒng)、數控機床機械結構。
本書第1章緒論、第3章數控加工程序的編制中的3.1節(jié)~3.3節(jié)、知識拓展和附錄由杜國臣編寫;第2章數控加工工藝基礎由濰坊學院畢世英編寫;第3章數控加工程序的編制中的3.4節(jié)和第6章數控機床機械結構由濰坊學院劉秉亮編寫;第4章計算機數控裝置由山東理工大學王士軍編寫;第5章數控機床伺服系統(tǒng)由鄭州航空工業(yè)管理學院苗滿香編寫;全書由杜國臣教授主編。在教材大綱制訂和內容編寫過程中,濰柴動力、北汽福田等多家企業(yè)的工程師積極配合,并付出了艱辛勞動,在此表示衷心感謝。
限于編者的水平和經驗,書中難免有欠妥或疏漏之處,懇請廣大讀者批評指正。
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章緒論1
1.1概述1
1.1.1數控機床的定義1
1.1.2數控機床的組成及加工
零件的工作過程2
1.1.3數控機床的特點4
1.1.4數控機床的主要技術參數5
1.2數控機床的分類6
1.2.1按機械運動軌跡分類6
1.2.2按伺服系統(tǒng)類型分類8
1.2.3按系統(tǒng)功能水平分類9
1.2.4按加工工藝方法分類9
1.3數控機床的發(fā)展歷程與趨勢11
1.3.1數控機床的產生與發(fā)展
歷程11
1.3.2數控機床的發(fā)展趨勢13
第2章數控加工工藝基礎19
2.1數控加工工藝分析19
2.1.1數控加工工藝的特點與
主要內容19
2.1.2數控加工工藝性分析20
2.1.3加工方法與加工方案的
確定21
2.1.4工序與工步的劃分22
2.1.5零件的定位與安裝23
2.1.6數控加工刀具與工具系統(tǒng)24
2.1.7切削用量的確定30
2.1.8數控加工路線的確定31
2.1.9工藝文件的制訂35
2.2圖形的數學處理36
2.2.1基點計算36
2.2.2節(jié)點計算36
2.2.3輔助計算38
2.3典型零件的數控加工工藝分析39
第3章數控加工程序的編制48
3.1數控機床編程基礎48
3.1.1數控機床編程的內容與
步驟48
3.1.2數控機床程序編制方法50
3.1.3字符與代碼50
3.1.4數控機床的坐標系51
3.1.5程序段與程序格式54
3.2數控車削加工程序編制55
3.2.1數控車床的編程特點55
3.2.2數控車床工件坐標系的
設定56
3.2.3基本編程指令58
3.2.4車削加工循環(huán)指令63
3.2.5刀具補償指令68
3.2.6輔助功能指令73
3.3數控銑削加工程序編制77
3.3.1數控銑床的功能指令78
3.3.2程序名和坐標系指令79
3.3.3基本編程指令83
3.3.4刀具補償指令87
3.3.5子程序與調用88
3.3.6計算參數和程序跳轉89
3.3.7加工循環(huán)指令92
3.4加工中心加工程序的編制100
3.4.1加工中心的G功能指令101
3.4.2加工中心的坐標系指令102
3.4.3基本編程指令104
3.4.4刀具補償指令107
3.4.5固定循環(huán)功能指令109
3.4.6輔助功能指令113
3.4.7用戶宏程序115
第4章計算機數控裝置134
4.1概述134
4.1.1數控系統(tǒng)的組成134
4.1.2數控裝置的工作過程135
4.2數控裝置的硬件結構137
4.2.1單CPU硬件結構137
4.2.2多CPU硬件結構138
4.2.3開放式數控裝置140
4.3數控裝置的軟件結構140
4.3.1數控裝置的軟件結構
特點141
4.3.2數控裝置的軟件結構
模式144
4.4數控裝置的可編程序邏輯控
制器144
4.4.1數控機床中PLC實現的
功能144
4.4.2PLC在數控機床上的
應用145
4.5典型數控系統(tǒng)簡介151
4.5.1FANUC公司的主要數控
系統(tǒng)152
4.5.2SIEMENS公司的主要數控
系統(tǒng)152
4.6CNC裝置的插補原理153
4.6.1基準脈沖插補153
4.6.2數據采樣插補164
4.6.3刀具補償功能168
第5章數控機床伺服系統(tǒng)175
5.1概述175
5.2驅動電動機176
5.2.1步進電動機177
5.2.2伺服電動機180
5.2.3直線電動機184
5.3數控機床常用檢測裝置185
5.3.1概述185
5.3.2旋轉編碼器186
5.3.3旋轉變壓器189
5.3.4感應同步器191
5.3.5光柵尺193
5.3.6磁柵195
5.4位置控制和速度控制198
5.4.1位置控制198
5.4.2速度控制199
第6章數控機床機械結構213
6.1概述213
6.2數控機床的主傳動系統(tǒng)216
6.2.1主傳動方式217
6.2.2數控機床的主軸部件218
6.3數控機床的進給傳動系統(tǒng)223
6.3.1數控機床進給傳動系統(tǒng)
要求223
6.3.2絲杠螺母副224
6.3.3驅動電動機與滾珠絲杠的
傳動方式227
6.3.4數控機床的導軌231
6.4自動換刀裝置234
6.4.1數控車床自動回轉刀架235
6.4.2加工中心自動換刀裝置236
6.5數控機床的主要輔助裝置239
6.5.1數控回轉工作臺239
6.5.2數控分度工作臺241
附錄常用刀具的切削參數248
參考文獻253
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