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第1章 数控机床概述1

1.1机床数控技术的发展1

1.1.1数控技术的发展历史1

1.1.2数控机床加工的特点2

1.1.3数控机床的工作原理2

1.1.4国内外数控技术发展现状和趋势3

1.2数控机床的组成、分类及主要性能指标6

1.2.1数控机床的组成6

1.2.2数控机床的分类7

1.2.3数控机床的主要性能指标10

1.3数控机床坐标系和运动方向的规定12

1.3.1标准的坐标系和运动方向12

1.3.2绝对坐标系与增量（相对）坐标系15

1.3.3坐标系的原点16

思考与练习题17

第2章 数控机床典型机械结构18

2.1机械结构的基本要求与主要特点18

2.1.1数控机床机械结构的基本要求18

2.1.2数控机床的机械结构特点23

2.2数控机床的主轴组件及传动装置24

2.2.1数控机床对主传动系统的要求24

2.2.2主轴变速方式25

2.2.3数控机床主轴部件26

2.2.4高速主轴系统和电主轴29

2.3进给系统的机械传动机构32

2.3.1数控机床对进给系统的要求32

2.3.2齿轮传动副33

2.3.3滚珠丝杠螺母副35

2.3.4静压蜗轮蜗杆副、齿轮齿条副41

2.4自动换刀装置43

2.4.1自动换刀装置的分类43

2.4.2刀库44

2.4.3机械手46

2.4.4加工中心换刀过程47

2.5回转工作台49

2.5.1分度工作台49

2.5.2数控回转工作台51

2.5.3带交换托盘的多齿分度工作台53

思考与练习55

第3章 数控原理与系统56

3.1数控系统概述56

3.1.1什么是数控系统56

3.1.2数控系统的组成56

3.1.3数控系统的工作原理59

3.1.4常用数控系统60

3.2数控插补原理60

3.2.1插补算法概述60

3.2.2逐点比较法61

3.2.3其他插补方法66

3.3数控机床常用的检测装置67

3.3.1旋转编码器67

3.3.2光栅69

3.3.3接近传感器71

3.4进给伺服系统72

3.4.1开环进给伺服系统控制73

3.4.2闭环和半闭环进给伺服系统控制76

3.5数控机床PLC简介79

3.5.1可编程控制器80

3.5.2辅助功能控制82

思考与练习82

第4章 数控加工工艺基础83

4.1数控加工工艺特点83

4.2加工路线及切削参数的确定84

4.2.1走刀路线的确定84

4.2.2切削用量的确定86

4.3零件的安装方法及夹具方案87

4.3.1概述87

4.3.2机床夹具的组成和作用88

4.3.3工件的定位和夹紧90

4.3.4夹紧装置的组成及基本要求93

4.3.5夹紧力三要素确定94

4.4数控机床刀具96

4.4.1数控机床刀具的特点96

4.4.2数控机床刀具分类97

4.4.3常用数控刀具结构97

4.4.4数控机床刀具的选择98

4.4.5数控加工刀具选择的典型实例100

4.5零件的数控加工工艺分析101

4.5.1对零件图进行数控加工工艺分析101

4.5.2零件数控加工工艺路线的拟定103

思考与练习107

第5章 数控车床编程（FANUC系统）110

5.1数控车床编程基础110

5.1.1数控车床概述110

5.1.2数控车床坐标系111

5.2 FANUC系统数控车床程序的编制112

5.2.1程序组成及程序结构112

5.2.2准备功能指令应用114

5.2.3辅助功能指令应用118

5.2.4进给，主轴，刀具功能指令应用119

5.2.5单一循环功能指令应用（G90，G94）123

5.2.6螺纹加工指令应用（G32，G92）126

5.2.7复合循环功能指令应用（G70～G76）128

5.2.8子程序功能应用135

5.3数控车床编程实例137

5.3.1基本指令编程137

5.3.2螺纹加工138

5.3.3复合循环编程实例139

5.3.4综合实例141

思考与练习145

第6章 数控铣床编程（SIEMENS）151

6.1数控铣床概述151

6.1.1数控铣床编程特点151

6.1.2数控铣床坐标系151

6.2 SIEMENS数控系统编程基础153

6.2.1程序结构153

6.2.2基本功能指令应用154

6.2.3 M、F、S、T功能指令160

6.3刀具半径、长度补偿指令应用161

6.3.1刀具半径补偿功能161

6.3.2刀具长度补偿功能164

6.4孔加工固定循环功能指令应用165

6.4.1孔加工固定循环概述166

6.4.2孔加工固定指令167

6.4.3钻孔路径循环171

6.4.4固定循环指令中涉及的参数意义174

6.5西门子数控系统子程序175

6.6特殊编程功能指令应用176

6.6.1坐标平移（TRANS，ATRANS）177

6.6.2坐标旋转（ROT，AROT）177

6.6.3比例缩放（SCALE，ASCALE）178

6.6.4镜像功能（MIRROR，AMIRROR）179

6.7数控铣床编程实例180

6.7.1内外轮廓加工类零件加工180

6.7.2密封盖零件加工181

6.7.3矩形槽板零件加工184

思考与练习189

第7章 加工中心编程（FANUC系统）194

7.1加工中心编程基础194

7.1.1数控程序的结构与格式194

7.1.2加工中心的坐标系统196

7.2常用代码指令196

7.2.1准备功能指令应用（G）196

7.2.2辅助功能指令应用（M）202

7.2.3进给速度F，主轴转速S，刀具选择T功能指令应用203

7.3刀具半径补偿、长度补偿应用204

7.3.1刀具半径补偿指令（G40，G41，G42）204

7.3.2刀具长度补偿指令（G43，G44，G49）204

7.4 FANUC数控系统固定循环功能指令应用206

7.5子程序功能指令应用215

7.6特殊编程功能指令应用218

7.7宏程序功能指令应用225

7.8加工中心编程实例228

思考与练习232

第8章 数控电火花线切割加工237

8.1数控电火花线切割概述237

8.1.1数控电火花线切割机床的加工原理237

8.1.2数控电火花线切割机床的特点238

8.1.3数控线切割机床的组成238

8.1.4电火花线切割加工正常运行必须具备的条件239

8.1.5数控电火花线切割机床的分类239

8.1.6线切割加工的加工对象239

8.2数控电火花线切割程序编制240

8.2.1手工编程240

8.2.2 ISO代码下切割加工程序编制242

8.2.3自动编程245

8.3数控电火花线切割编程实例247

思考与练习250

第9章 数控机床维护与保养252

9.1数控机床维护的特点252

9.2数控机床维护保养的内容255

9.2.1数控机床的日常维护和保养255

9.2.2数控机床的三级保养260

9.2.3数控机床维修的思路与方法264

9.3数控机床常见故障的分析及维修273

9.3.1机床回参考点故障及排除273

9.3.2数控车床自动换刀装置常见故障分析277

9.3.3 CNC报警及处理282

思考与练习290

参考文献292