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绪论1

第1篇 数控技术6

第1章 概论6

1.1 基础知识6

1.1.1 数控技术基本概念7

1.1.2 制造业的三次工业革命8

1.2 制造业自动化技术13

1.2.1 制造业自动化的定义13

1.2.2 制造业自动化的特征14

1.2.3 制造业自动化的内涵15

1.2.4 制造业自动化所涉及的技术16

1.3 数控技术对制造业的影响19

本章小结20

习题与思考20

拓展阅读21

第2章 数控技术的发展历史及其现状22

2.1 制造业及其数控技术的发展历史22

2.2 数控技术的发展现状24

2.2.1 国内数控技术的发展现状24

2.2.2 国外数控技术的发展现状26

本章小结27

习题与思考27

拓展阅读28

第3章 数控技术的发展趋势29

3.1 数控技术的发展趋势29

3.1.1 数控技术发展的总趋势29

3.1.2 数控发展中产生的各种新兴制造方式30

3.2 机器人技术的发展32

3.2.1 机器人概况32

3.2.2 机器人分类34

3.2.3 机器人软件34

3.2.4 机器人技术的学科前沿35

3.3 快速成形技术37

3.3.1 快速成形技术概况37

3.3.2 快速成形技术的应用与发展39

本章小结41

习题与思考41

拓展阅读42

第2篇 数控机床44

第4章 概论44

4.1 基础知识44

4.2 数控机床的产生45

4.3 数控机床的特点和应用46

4.3.1 数控机床的特点46

4.3.2 数控机床的应用47

4.4 数控机床的维护与保养47

4.4.1 数控机床维护47

4.4.2 数控机床使用中应注意的问题52

4.4.3 数控机床的日常维护54

4.5 数控机床的管理使用56

本章小结57

习题与思考57

拓展阅读58

第5章 数控机床的组成与分类59

5.1 数控机床的组成与工作原理59

5.1.1 数控机床的组成59

5.1.2 数控机床的工作原理61

5.2 数控机床的分类61

5.2.1 按机床运动的控制轨迹分类61

5.2.2 按伺服控制方式分类62

5.2.3 按控制坐标的轴数分类63

5.2.4 按加工工艺及机床用途的类型分类65

5.2.5 按数控系统的功能水平分类67

本章小结68

习题与思考68

拓展阅读69

第6章 数控机床的机械配置与电气配置70

6.1 数控机床的机械配置70

6.1.1 数控机床机械结构特点70

6.1.2 数控机床主传动系统71

6.1.3 数控机床进给传动系统78

6.1.4 导轨副85

6.2 数控机床的辅助装置88

6.2.1 自动换刀装置88

6.2.2 回转工作台95

6.2.3 液压与气动系统96

6.2.4 冷却系统97

6.2.5 润滑系统97

6.2.6 排屑装置98

6.3 数控机床的电气配置99

6.3.1 数控装置99

6.3.2 伺服系统100

6.3.3 机床强电控制系统101

6.3.4 机床检测系统101

6.4 数控机床的操作面板102

6.4.1 急停102

6.4.2 循环启动／进给暂停102

6.4.3 工作方式选择103

6.4.4 倍率修调选择105

6.4.5 机床辅助方式选择105

6.4.6 机床辅助功能控制106

本章小结108

习题与思考108

拓展阅读109

第3篇 数控系统112

第7章 概论112

7.1 基础知识112

7.1.1 基本概念112

7.1.2 数控系统的组成113

7.1.3 数控系统的分类114

7.1.4 数控系统的功能116

7.1.5 数控系统的工作过程118

7.2 计算机数控（CNC）装置119

7.2.1 CNC装置的硬件结构119

7.2.2 CNC装置的软件结构125

7.2.3 CNC装置的可编程控制器130

7.2.4 典型数控系统简介134

本章小结143

习题与思考143

拓展阅读144

第8章 数控系统的插补工作原理145

8.1 基本知识145

8.1.1 基本概念145

8.1.2 插补方法的分类146

8.2 插补方法介绍147

8.2.1 逐点比较法147

8.2.2 数字积分法154

8.2.3 直线函数法160

8.2.4 扩展数字积分法163

8.2.5 NURBS曲线插补166

8.2.6 刀具半径补偿169

本章小结177

习题与思考177

拓展阅读178

第9章 数控系统应用电气设计179

9.1 数控系统的硬件连接179

9.1.1 数控系统的硬件179

9.1.2 数控系统的连接182

9.1.3 输入/输出地址分配184

9.1.4 PLC接口信号工作原理186

9.2 电气原理图设计187

9.2.1 基本概念187

9.2.2 机床电气设计的一般原则193

9.2.3 机床电气设计的基本内容193

9.2.4 机床电气设计的一般步骤194

9.3 机床设计任务书196

9.4 数控系统确认206

9.4.1 需求机床的基本功能206

9.4.2 确认数控系统订单207

9.5 电气原理图设计案例分析208

9.6 机床操作面板设计215

本章小结219

习题与思考219

拓展阅读220

第4篇 数控加工222

第10章 概论222

10.1 基础知识222

10.1.1 基本概念223

10.1.2 数控编程的内容和步骤223

10.1.3 数控机床坐标系225

10.1.4 加工程序结构与格式227

10.2 数控编程中的常用指令229

10.2.1 准备功能G代码229

10.2.2 辅助功能M代码230

10.2.3 F、S、T代码232

本章小结233

习题与思考233

拓展阅读234

第11章 数控加工工艺235

11.1 概述235

11.1.1 数控加工工艺的特点与内容235

11.1.2 数控加工工艺分析的一般步骤与方法236

11.1.3 数控加工零件或加工内容的选择238

11.2 数控车削工艺239

11.2.1 选择确定数控车削加工的主要加工对象239

11.2.2 数控车削加工工艺性分析239

11.2.3 零件图形的数学处理和编程尺寸的计算240

11.2.4 数控车削加工工艺过程的拟订240

11.2.5 数控车削加工进给路线的确定242

11.2.6 数控车床加工轴类零件工艺分析实例243

11.3 数控铣削工艺245

11.3.1 选择确定数控铣削加工的主要加工对象245

11.3.2 数控铣削加工工艺性分析246

11.3.3 数控铣削加工工艺顺序安排248

11.3.4 数控铣削加工进给路线确定需要考虑的因素249

11.4 加工中心工艺249

11.4.1 选择确定加工中心加工的主要加工对象249

11.4.2 加工中心的工艺特点250

11.4.3 加工中心工艺性分析250

11.4.4 加工中心编程的工艺处理要考虑的几点因素251

本章小结251

习题与思考252

拓展阅读253

第12章 数控加工编程方法254

12.1 概述254

12.2 手动编程方法257

12.2.1 数控车床编程方法及编程实例257

12.2.2 数控铣床编程方法及编程实例265

12.2.3 加工中心编程方法及编程实例269

12.3 自动编程方法270

12.3.1 CAD/CAM系统简介272

12.3.2 图形交互编程的主要过程272

12.3.3 图形交互编程实例273

本章小结274

习题与思考274

拓展阅读275

第5篇 工程实例279

第13章 数控机床实践模块279

13.1 课内实验要求与考核办法279

13.2 机械机构课内实验281

13.2.1 实验一——数控机床认识实验281

13.2.2 实验二——直线滚动导轨副的装配实验282

13.2.3 实验三——滚珠丝杠螺母副的装配实验284

13.2.4 实验四——伺服电动机与联轴器的装配实验285

13.3 数控机床课程设计与综合实训模块1286

13.3.1 机械机构设计类课程设计案例286

13.3.2 机械机构设计类毕业设计案例分析289

13.3.3 综合实训模块1——3D打印机机械机构设计290

拓展阅读293

第14章 数控系统实践模块294

14.1 课程设计要求与考核办法294

14.2 数控系统课内实验296

14.2.1 实验一——数控机床对刀操作实验296

14.2.2 实验二——刀具半径补偿计算实验298

14.2.3 实验三——逐点比较法插补实验300

14.2.4 实验四——步进电动机环分实验302

14.3 数控系统课程设计与综合实训模块2304

14.3.1 数控系统应用设计类课程设计案例304

14.3.2 数控系统应用设计类毕业设计案例分析307

14.3.3 综合实训模块2——3D打印机系统调试案例308

第15章 电气设计实践模块311

15.1 专业综合实训要求与考核办法311

15.2 电气设计实践环节315

15.2.1 实验一——数控系统的原理及组成315

15.2.2 实验二——数控系统参数的设置及调整实验316

15.2.3 实验三——数控系统伺服驱动调试实验318

15.2.4 实验四——数控系统数据备份实验323

15.3 电气系统课程设计和综合实训模块3326

15.3.1 电气系统设计类课程设计案例326

15.3.2 电气系统设计类毕业设计案例分析330

15.3.3 综合实训模块3——3D打印机电气控制系统设计案例331

第16章 数控加工实践模块336

16.1 毕业设计要求与考核办法336

16.2 数控加工课内实验338

16.2.1 实验一——数控车床的操作编程与加工实验338

16.2.2 实验二——数控铣床的操作编程与加工实验340

16.2.3 实验三——数控铣床的编程实验342

16.2.4 实验四——加工中心的操作编程与加工实验344

16.3 数控加工课程设计与综合实训模块4346

16.3.1 数控加工类课程设计案例346

16.3.2 数控加工类毕业设计课题案例分析353

16.3.3 综合实训模块4—3D打印机打印创意作品设计案例354

附录 专业词汇中英文对照359

参考文献361