数控机床与加工技术

（1）淡化传统教材知识结构体系，以“项目”和“任务”为导向，按照“做中学、学中做” 的模式展开介绍。

 

本书详细介绍了数控机床各主要部件的结构原理以及操作、维护技术,重点介绍了典型零件的编程与加工。本书内容取材新颖,理论与实践相结合,以项目引导、任务驱动组织教学,注重培养解决实际工程问题的能力。本书可作为职教师资本科机械设计制造及自动化专业的教材,也可作为机械类相关专业的教学参考书,还可作为机械专业技术人员的自学用书。

文怀兴，陕西科技大学机电工程学院，教授，机械系主任，主要从事机械设计制造及其自动化方面的教学和研究工作，主讲研究生和本科生“机械制造与装配自动化；先进制造技术；数控机床设计；计算机辅助工艺设计（CAPP）；数控加工与编程技术”等课程。主持及参加省部级科研项目5项，主持厅局级科研项目2项，获陕西省科学技术进步二、三等奖3项，陕西省产学研开发工程一等奖1项，获陕西省专利一等奖1项，获国家实用新型专利8项。

第1单元　基础篇

第1章数控机床概述4

1.1 任务1——认识数控机床 4

1.2 任务2——数控机床应用 12

1.3 任务3——数控机床组成 14

1.4 任务4——数控机床的分类 17

1.5 实训——数控机床结构组成与加工演示 21

第2章数控机床典型机构与部件23

2.1 项目1——数控机床主轴部件认知与装调 23

2.1.1 案例1——数控车床主轴部件 23

2.1.2 案例2——数控加工中心主轴部件 26

2.1.3 实训1——主轴部件结构仿真 31

2.1.4 实训2——主轴部件拆装调试 34

2.2 项目2——滚珠丝杠螺母机构的装配与调整 37

2.2.1 任务1——认知滚珠丝杠 37

2.2.2 任务2——滚珠丝杠机构的分类 42

2.2.3 任务3——滚珠丝杠的预紧与间隙调整 45

2.2.4 任务4——滚珠丝杠与其他直线运动形式比较 48

2.2.5 任务5——滚珠丝杠螺母机构的安全使用 49

2.3 项目3——传动齿轮间隙消除与调整 50

2.3.1 任务1——消隙齿轮传动的认知 51

2.3.2 任务2——偏心套消除齿轮传动间隙 55

2.3.3 任务3——双片直齿轮错位消除传动间隙 56

2.3.4 任务4——消隙齿轮箱的装配与调整 57

2.4 项目4——自动换刀装置 61

2.4.1 案例1——数控车床自动换刀装置 62

2.4.2 案例2——数控加工中心自动换刀装置 66

2.5 项目5——数控机床导轨拆装与调隙 72

2.5.1 任务1——机床导轨的结构及其导向原理认知 72

2.5.2 任务2——导轨的间隙调整和预紧 82

2.5.3 任务3——提高导轨耐磨性和寿命 84

2.6 项目6——位置检测装置 87

2.6.1 任务1——检测装置的类型及要求 87

2.6.2 任务2——旋转变压器原理及应用 89

2.6.3 任务3——感应同步器原理及应用 90

2.6.4 任务4——光栅的工作原理及应用 94

2.6.5 实训——测量元件的安装调试 98

2.7 综合实训1——数控车床的拆装与调试 101

2.8 综合实训2——数控铣床的拆装与调试 108

第3章数控编程基础知识115

3.1 任务1——数控编程的概念 115

3.2 任务2——数控机床坐标系认知 118

3.2.1 实训1——数控加工工件坐标系的建立 121

3.2.2 实训2——数控机床切削加工的对刀 126

3.3 任务3——数控程序结构及常用编程指令学习 129

3.3.1 实训1——加工准备类指令编程实例 155

3.3.2 实训2——刀具补偿功能编程实例 156

3.4 任务4——数控加工工艺设计认知 158

3.4.1 实训1——机夹不重磨刀具的选用 161

3.4.2 实训2——精镗内孔刀具的选用 168

3.5 任务5——数控编程中的数值计算 171

3.6 综合实训1——数控系统参数设置与调整 174

3.7 综合实训2——数控机床的基本操作 177

3.8 综合实训3——切削用量的选择与实训 181

第2单元　加工篇

第4章数控加工常用方法185

4.1 任务1——车削刀具选用 185

4.2 任务2——数控车床典型加工方法的认知 192

4.3 任务3——数控铣(加工中心)刀具选用的方法 199

4.4 任务4——数控铣床及加工中心孔、槽的加工方法 205

4.5 任务5——数控铣床及加工中心平面、轮廓、型腔的加工方法
209

4.6 任务6——数控铣及加工中心夹具的选用 214

第5章加工方法能训练216

5.1 任务1———外圆车削加工综合训练 216

5.2 任务2——外轮廓铣削加工训练 219

第6 章数控车典型零件加工222

任务——传动轴的数控编程与加工 222

第7章数控铣、加工中心典型零件加工234

7.1 任务1——平面凸轮零件的数控编程与加工 234

7.2 任务2——卧式加工中心平板类零件的数控编程 241

第8章典型曲面的加工254

任务——曲面零件的数控编程与加工 254

第3单元　提高篇

第9章综合零件的编程与加工269

9.1 综合实训1——数控车削为主要工序的综合训练 269

9.2 综合实训2——数控铣削为主要工序的综合训练 273

9.3 综合实训3——复杂曲面零件的综合训练 281

9.4 综合实训4——数控技能大赛的综合训练 292

第10章数控机床的维护296

10.1 任务1——数控机床的使用要求 296

10.2 任务2——数控系统的维护 297

10.3 任务3——机械部件的维护 299

10.4 任务4——数控机床的日常维护保养 301

参考文献305

职教师资本科教材资源建设，应当从专业的典型工作任务和面向岗位的要求出发，按照职业成长的逻辑规律，开发适合、有效的“做中学”的特色教材。这里不仅要有先进的理念和科学的方法，更需要丰富的专业实践经验，而且还需要把先进、实用的技术有针对性地与今后职业学校的教学工作有机结合起来。本教材正是在此方面进行的有益探索。本书是*财政部“职业院校教师素质提高计划”中“机械设计制造及其自动化专业职教师资培养资源开发项目（VTNE008）”的成果之一，可作为职教师资本科专业的教材，也可用作相近专业的教学参考书。本书的编写理念主要有以下特点：①注重知识、能力、素质的综合提高。本书将知识、能力、素质作为每单元的教学目标，并在教学内容中予以体现，使其转变为可操作的教学活动。②加强综合性训练，实施一体化教学。本书以项目引导、任务驱动、典型零件为对象，通过详细的教学设计，将理论知识教学、工艺设计与编程、仿真与加工训练、质量检测与评价，以及教学互动、主题讨论等多种教学内容和形式融为一体，完成零件加工过程的综合训练，改变了传统的学科教学体系。③注重专业性、职业性、师范性的有机结合。本书通过教学过程的设计，将教学方法融入到专业知识和职业能力的培养过程中，提高学生课程开发、组织教学的能力以及专业知识和职业技能的水平。④实施多元评价，强化教学的过程管理。本书在综合实训、课程实验等有关实践教学环节，进行基于多视角、全过程的综合考核和评价，使其在完成任务的过程中有章可循。本书第1章、第2章2.1节和2.8节、第10章由陕西科技大学文怀兴编写；第4～8章由陕西科技大学李体仁编写；第2章2.2～2.7节由陕西科技大学夏田编写；第3章、第9章由陕西科技大学孙建功编写。全书由文怀兴统稿，陕西科技大学曹巨江教授担任主审。史鹏涛、刘庆利、高举、俞祖俊、黄书经等对书中大量插图进行了绘制，对许多实例进行了验证。本书编写过程中，得到了许多专家的支持和帮助，在此谨致谢意。由于笔者水平有限，书中如有不足之处，恳请读者批评指正。编著者