目　录

绪论　1
一、数控机床的产生与发展趋势　1
(一)数控机床的产生　1
(二)数控机床的发展趋势　2
二、数控机床的概念及组成　4
(一)数控机床的基本概念　4
(二)数控机床加工工件的过程　4
(三)数控机床的组成　5
三、数控机床的种类与应用　8
(一)按工艺用途分类　8
(二)按机床运动的控制轨迹分类　13
(三)按伺服控制的方式分类　14
(四)按控制坐标轴的数量分类　15
(五)按数控系统分类　16
(六)按数控系统功能水平分类　17
四、数控机床加工的特点及适用范围　18
(一)数控机床加工的特点　18
(二)数控机床的适用范围　18
五、数控机床的维护　19
【知识拓展】　22
一、数控系统功能　22
(一)基本功能　22
(二)选择功能　23
二、刀具补偿功能　23
(一)刀具半径补偿　24
(二)刀具长度补偿　27
三、插补功能　29
(一)概述　29
(二)逐点比较法　30
(三)数据采样法　34
四、数控机床的选用　36
(一)选用数控机床应遵循的原则　36
(二)选用数控机床的步骤　37
思考与练习　39

项目一　数控机床主轴部件的结构及维护　40
【项目导入】　40
【项目实施及相关知识】　40
一、主传动系统的分析　40
(一)数控机床主传动的特点　41
(二)主轴的变速方式　42
二、主轴部件的结构分析　44
(一)主轴端部的结构形状　45
(二)主轴的主要尺寸参数　45
(三)主轴部件的支承　46
三、主轴部件的拆卸、装配及调整　49
(一)数控车床主轴部件的拆卸、装配及调整　49
(二)数控铣床主轴部件的拆卸、装配及调整　51
(三)主传动皮带的更换　53
四、主轴部件的维护　53
(一)主轴轴承的润滑与冷却　53
(二)防泄漏　53
(三)刀具夹紧装置的维护　55
【知识拓展】　55
一、主轴功率扭矩特性　55
二、主轴的材料和热处理　56
三、高速主轴系统　56
四、主轴准停装置　56
(一)机械准停　57
(二)电气准停控制　58
五、主传动链的维护　60
六、主轴部件的常见故障及排除方法　61
思考与练习　62

项目二　数控机床进给传动机械部件的结构及维护　63
【项目导入】　63
【项目实施及相关知识】　64
一、数控机床进给传动系统的分析　64
(一)数控机床进给系统的作用　64
(二)数控机床对进给传动系统的要求　64
(三)进给传动系统的组成　65
二、数控机床进给传动机械部件的结构分析　66
(一)连接部件的结构分析　66
(二)滚珠丝杠副的结构分析　69
三、连接部件及传动部件的拆卸、装配与调整　78
(一)夹紧环联轴器的拆卸、装配　78
(二)消除间隙的齿轮传动结构的调整　78
(三)滚珠丝杠副间隙的调整　81
四、进给传动机械部件的维护　84
(一)支承轴承的定期检查　84
(二)滚珠丝杠副的润滑和密封　84
(三)滚珠丝杠副的防尘和防护　84
【知识拓展】　85
一、静压丝杠螺母副机构　85
(一)工作原理　85
(二)结构　86
(三)特点和应用　86
二、滚珠丝杠副常见故障及排除方法　87
思考与练习　89

项目三　数控机床导轨的结构及维护　90
【项目导入】　90
【项目实施及相关知识】　91
一、导轨的类型及要求　91
(一)导轨的类型　91
(二)导轨应满足的要求　91
二、滚动导轨　92
三、滑动导轨　94
四、液体静压导轨　96
五、动压导轨　99
六、导轨副的维护　100
(一)间隙的调整　100
(二)滚动导轨调整　102
(三)导轨的预紧　103
(四)导轨副的润滑与防护　103
(五)导轨的防护　104
【知识拓展】　104
一、圆运动导轨　104
二、气体静压导轨　104
三、导轨的技术要求　104
四、导轨副常见故障及排除方法　105
思考与练习　106

项目四　自动换刀装置的结构及维护　107
【项目导入】　107
【项目实施及相关知识】　107
一、自动换刀装置概述　107
二、认识数控车床回转刀架　108
(一)认识电动回转刀架　108
(二)认识转塔回转刀架　110
(三)认识车削中心的动力刀具　111
三、认识加工中心自动换刀装置　113
(一)认识自动换刀装置　113
(二)认识刀库　116
(三)认识机械手　122
(四)刀库及机械手的维护　127
【知识拓展】——换刀装置的常见故障及排除方法　127
思考与练习　129

项目五　数控机床辅助装置的维护　130
【项目导入】　130
【项目实施及相关知识】　130
一、认识数控机床液压和气动系统　130
(一)数控车床液压系统　131
(二)加工中心气动换刀系统　132
二、认识数控机床润滑系统　134
(一)油脂润滑方式　134
(二)油液循环润滑方式　134
(三)定时定量润滑方式　135
(四)油雾润滑方式　137
(五)油气润滑方式　138
三、认识数控机床排屑装置　138
【知识拓展】　139
一、液压系统的基本知识　139
(一)液压系统的特点　139
(二)液压系统的组成　140
(三)常见回路的工作原理　140
二、数控机床液压和气动系统的常见故障及排除方法　142
思考与练习　143

项目六　数控系统的维护　144
【项目导入】　144
【项目实施及相关知识】　145
一、数控系统的认识　145
(一)数控系统概述　145
(二)典型数控系统介绍　145
(三)开放式数控系统介绍　162
二、数控系统的备份　164
(一)FANUC数控系统的备份　164
(二)SIEMENS数控系统的备份　169
三、数控系统电池的更换　176
(一)FANUC数控系统电池的更换　176
(二)SIEMENS数控系统电池的更换　179
四、伺服系统的维护　180
(一)伺服驱动器的维护　180
(二)驱动电动机的维护　183
(三)检测装置的维护　186
(四)变频器的维护　191
五、数控系统的常见故障及排除方法　200
【知识拓展】　201
一、SINUMERIK 802系列的存储器　201
二、SINUMERIK 802系统的3种启动方式　201
三、SINUMERIK 802系统的启动方法　203
思考与练习　203

项目七　数控机床电气箱的维护　204
【项目导入】　204
【项目实施及相关知识】　204
一、认识常用低压电器　204
(一)低压电器的分类和基本结构　205
(二)转换开关　206
(三)低压断路器　207
(四)控制信号开关　208
(五)接触器和继电器　211
(六)保护电器　214
(七)变压器及直流稳压电源　218
二、典型数控车床电气控制线路分析　219
(一)主电路分析　219
(二)电源电路分析　220
(三)控制电路分析　221
【知识拓展】　223
一、数控机床常用的维修仪器　223
二、数控机床电气箱的常见故障及排除　224
思考与练习　225

参考文献　226