數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第二版）

第1章 數(shù)控機(jī)床概述
1.1　數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)
1.1.1　數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)
1.1.2　數(shù)控機(jī)床加工零件的特點(diǎn)
1.2　數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理
1.2.1　數(shù)控機(jī)床的組成
1.2.2　數(shù)控機(jī)床的工作原理
1.2.3　數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程
1.3　數(shù)控機(jī)床的分類
1.3.1　按運(yùn)動(dòng)方式分類
1.3.2　按控制方式分類
1.3.3　按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類
1.4　控制軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)
1.5　數(shù)控機(jī)床性能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用
1.5.1　數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)
1.5.2　典型數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及應(yīng)用
1.6　數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
1.6.1　數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展
1.6.2　數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
第2章　數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計(jì)
2.1　數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方法和理論
2.1.1　設(shè)計(jì)類型
2.1.2　設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)
2.1.3　數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟
2.1.4　數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的基本理論
2.1.5　并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)創(chuàng)新
2.2　數(shù)控機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)
2.2.1　運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)及表面形成方法
2.2.2　機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.3　機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)
2.3.1　主參數(shù)和尺寸參數(shù)
2.3.2　運(yùn)動(dòng)參數(shù)
2.3.3　動(dòng)力參數(shù)
第3章　數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1　概述
3.1.1　數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)
3.1.2　主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
3.1.3　數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)配置方式
3.1.4　主傳動(dòng)系統(tǒng)的類型
3.2　分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1　轉(zhuǎn)速圖的概念
3.2.2　變速規(guī)律
3.2.3　結(jié)構(gòu)網(wǎng)及結(jié)構(gòu)式
3.2.4　擬定轉(zhuǎn)速圖的方法
3.2.5　齒輪齒數(shù)的確定
3.2.6　主傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算轉(zhuǎn)速
3.3　無級(jí)變速傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)
3.3.1　無級(jí)變速裝置的分類
3.3.2　機(jī)械無級(jí)變速與分級(jí)變速機(jī)構(gòu)的串聯(lián)
3.3.3　采用直流或交流電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速
3.3.4　主軸轉(zhuǎn)速的自動(dòng)變換
3.3.5　主軸旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給軸的同步控制
3.4　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)
3.4.1　高速主傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.4.2　柔性化、復(fù)合化設(shè)計(jì)
3.5　主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1　變速機(jī)構(gòu)
3.5.2　齒輪在軸上的布置
3.5.3　立式加工中心主軸箱的構(gòu)造
3.5.4　數(shù)控車床主軸箱構(gòu)造
第4章　主軸組件設(shè)計(jì)
4.1　主軸組件的基本要求
4.2　主軸
4.2.1　主軸的構(gòu)造
4.2.2　主軸的材料和熱處理
4.3　主軸滾動(dòng)支承
4.3.1　主軸常用滾動(dòng)軸承的類型
4.3.2　主軸滾動(dòng)軸承的選擇
4.3.3　主軸軸承的配置方式
4.3.4　滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇
4.3.5　主軸滾動(dòng)軸承的預(yù)緊
4.4　靜壓軸承
4.4.1　液體靜壓軸承
4.4.2　氣體靜壓軸承
4.5　主軸組件的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.5.1　初選主軸直徑
4.5.2　主軸懸伸量的確定
4.5.3　主軸最佳跨距的選擇
4.6　數(shù)控機(jī)床主軸組件的結(jié)構(gòu)形式
4.6.1　主軸的支承與潤(rùn)滑
4.6.2　刀具自動(dòng)裝卸及切屑清除裝置
4.6.3　主軸準(zhǔn)停裝置
4.7　高速主軸單元
4.7.1　高速電主軸的結(jié)構(gòu)
4.7.2　高性能的CNC控制系統(tǒng)
4.7.3　冷卻潤(rùn)滑技術(shù)的研究
4.7.4　高速精密軸承
4.7.5　電主軸的動(dòng)平衡
4.7.6　刀具的夾緊
4.7.7　軸上零件的連接
4.8　提高主軸組件性能的措施
4.8.1　提高旋轉(zhuǎn)精度
4.8.2　改善動(dòng)態(tài)特性
4.8.3　控制主軸組件溫升
第5章　伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1　伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)概述
5.1.1　伺服進(jìn)給系統(tǒng)分類
5.1.2　伺服進(jìn)給系統(tǒng)的基本要求
5.2　直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)——滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)
5.2.1　工作原理及其特點(diǎn)
5.2.2　結(jié)構(gòu)類型
5.2.3　滾珠絲杠的安裝
5.2.4　滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選用
5.3　數(shù)控機(jī)床消隙機(jī)構(gòu)及其常用的連接方式
5.3.1　進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)齒輪間隙消除
5.3.2　數(shù)控機(jī)床常用的連接方式
5.4　伺服電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速
5.4.1　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
5.4.2　直流伺服電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)
5.4.3　交流伺服電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速
5.4.4　直線電動(dòng)機(jī)
5.5　典型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.6　伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求
5.7　伺服進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算
5.7.1　負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
5.7.2　負(fù)載慣量的計(jì)算
5.7.3　伺服電動(dòng)機(jī)的選擇
5.7.4　電動(dòng)機(jī)慣量與負(fù)載慣量的匹配
5.8　伺服進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)定性及精度
5.8.1　動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)
5.8.2　系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.8.3　開環(huán)、半閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的死區(qū)誤差及定位精度
5.8.4　靜態(tài)誤差與伺服剛度
5.8.5　傳動(dòng)鏈的自然頻率
5.8.6　剛度計(jì)算
第6章　數(shù)控機(jī)床檢測(cè)裝置
6.1　數(shù)控機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)分類與特點(diǎn)
6.1.1　檢測(cè)裝置的分類
6.1.2　數(shù)控測(cè)量裝置的性能指標(biāo)及要求
6.2　常用測(cè)量元件的工作原理及應(yīng)用
6.2.1　旋轉(zhuǎn)變壓器
6.2.2　感應(yīng)同步器
6.2.3　光柵
6.2.4　磁柵
6.2.5　脈沖編碼器
第7章　數(shù)控機(jī)床本體設(shè)計(jì)
7.1　支承件設(shè)計(jì)
7.1.1　數(shù)控機(jī)床支承件的功用和應(yīng)滿足的要求
7.1.2　支承件的靜剛度
7.1.3　支承件的動(dòng)態(tài)特性
7.1.4　支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1.5　支承件的有限元計(jì)算簡(jiǎn)介
7.2　導(dǎo)軌設(shè)計(jì)
7.2.1　導(dǎo)軌的分類
7.2.2　對(duì)導(dǎo)軌的基本要求
7.2.3　滑動(dòng)導(dǎo)軌
7.2.4　滾動(dòng)導(dǎo)軌
7.2.5　提高導(dǎo)軌耐磨性的措施
第8章　自動(dòng)換刀和自動(dòng)交換工件系統(tǒng)
8.1　自動(dòng)換刀裝置
8.1.1　回轉(zhuǎn)刀架換刀
8.1.2　更換主軸換刀
8.1.3　帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)
8.2　工件自動(dòng)交換系統(tǒng)
8.2.1　托盤交換裝置
8.2.2　裝卸料機(jī)器人
8.2.3　有軌小車
8.2.4　無軌小車
8.3　數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
8.3.1　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
8.3.2　分度工作臺(tái)
第9章　計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)
9.1　概述
9.1.1　CNC系統(tǒng)組成
9.1.2　計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成
9.1.3　CNC系統(tǒng)功能
9.1.4　計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的工作原理
9.2　數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
9.2.1　CNC系統(tǒng)的硬件構(gòu)成特點(diǎn)
9.2.2　單CPU結(jié)構(gòu)GNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
9.2.3　多CPU結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
9.3　CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
9.3.1　CNC裝置軟硬件的界面
9.3.2　CNC系統(tǒng)控制軟件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
9.3.3　常規(guī)CNC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
9.4　數(shù)控系統(tǒng)的I/O接口
9.4.1　CNC裝置的輸入/輸出和通信要求
9.4.2　數(shù)控系統(tǒng)的I/O接口電路的作用和要求
9.4.3　機(jī)床I/O接口
9.4.4　通用I/O接口
9.5　數(shù)控機(jī)床用可編程序控制器
9.5.1　可編程序控制器的組成
9.5.2　可編程序控制器的工作過程
9.5.3　可編程序控制器的特點(diǎn)
9.5.4　數(shù)控系統(tǒng)PLC的類型
9.5.5　數(shù)控機(jī)床中PLC控制功能的實(shí)現(xiàn)
9.5.6　PLC在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用舉例
9.6　FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)
9.6.1　控制單元
9.6.2　電源模塊
9.6.3　伺服模塊
9.6.4　主軸模塊
9.6.5　綜合連接圖
參考文獻(xiàn)