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技术基础卷1

第1章 数控机床工作原理1

1.1基本概念3

1.1.1数控加工技术3

1.1.2机床数字控制的基本原理4

1.1.3数控机床的功能11

1.2数控机床的组成14

1.2.1数控装置16

1.2.2数控加工程序20

1.2.3主轴系统与进给伺服系统22

1.2.4数控机床结构31

1.3数控机床的分类38

1.3.1按加工工艺分类38

1.3.2按运动方式分类41

1.3.3按伺服控制方式分类42

1.3.4按机床性能分类42

1.4数控机床的发展历程和趋势43

1.4.1数控机床的产生43

1.4.2数控装置的发展46

1.4.3伺服驱动系统的发展47

1.4.4机床结构的发展49

1.4.5数控机床的发展趋势55

参考文献57

第2章 数控建模与数值计算59

2.1曲线和曲面61

2.1.1圆弧样条61

2.1.2插值样条函数64

2.1.3参数样条曲线、曲面68

2.1.4 Coons曲面74

2.1.5 Bezier曲线和曲面79

2.1.6 B样条简介91

2.1.7有理B样条曲线和曲面100

2.1.8 C样条曲线和曲面105

2.1.9 T样条曲线和曲面109

2.2曲线的二次逼近与曲线和曲面光顺算法110

2.2.1曲线的二次逼近110

2.2.2曲线和曲面光顺算法112

2.3数字化仿形加工的数据处理122

2.3.1数控仿型中的测量规划122

2.3.2测量数据测头半径补偿124

2.3.3由数据点云生成数控程序128

2.4反求工程建模技术135

2.4.1概述135

2.4.2数据预处理137

2.4.3多视数据对齐143

2.4.4数据分割147

2.4.5模型重建技术148

2.4.6点云的三角网格及三角曲面构造156

2.4.7基于断层图像数据的模型重建方法159

2.4.8模型光顺性检查方法169

2.4.9反求创新设计171

参考文献179

第3章 数控加工工艺设计181

3.1数控加工工艺设计概述183

3.1.1数控加工工艺设计的基本原则183

3.1.2数控加工工艺设计的基本内容184

3.2数控加工工艺设计流程188

3.2.1数控加工工艺性分析188

3.2.2数控加工工艺路线设计195

3.2.3数控加工详细工艺设计196

3.2.4飞机结构件类零件数控铣削工艺设计实例225

3.2.5轴类零件数控车削工艺设计实例233

3.3先进数控加工工艺设计技术简介235

3.3.1高速切削加工技术235

3.3.2集成工艺设计技术239

3.3.3基于特征的数控加工技术241

3.3.4柔性制造技术248

参考文献252

第4章 数控程序的编制和语言251

4.1数控编程基本知识253

4.1.1数控编程的概念与类型255

4.1.2数控编程坐标系统257

4.1.3数控编程步骤260

4.2手工编程261

4.2.1手工编程概念261

4.2.2数控指令与代码261

4.2.3子程序与宏程序264

4.2.4手工编程举例266

4.3复杂形状零件数控加工的刀具轨迹计算270

4.3.1曲线离散逼近方法270

4.3.2刀具轨迹计算相关概念271

4.3.3 2坐标数控加工刀具轨迹计算272

4.3.4多坐标数控加工中刀具轨迹生成方法275

4.3.5多坐标数控加工中刀具轨迹计算276

4.3.6刀具轨迹的干涉检查与修正285

4.4自动编程291

4.4.1自动编程简介291

4.4.2刀具路径的生成及加工参数设置295

4.4.3刀具轨迹仿真及校核298

4.4.4典型CAM软件介绍298

4.4.5 CAM编程实例299

4.4.6 5轴加工编程实例303

4.5后置处理307

4.5.1基本概念307

4.5.2后置处理主要任务307

4.5.3 5坐标机床的结构形式与运动转换308

4.5.4通用后置处理系统原理及实现途径311

4.5.5 DNC概述313

4.5.6几种DNC通信方式比较315

4.6仿真验证与优化315

4.6.1数控加工几何仿真方法316

4.6.2数控加工仿真系统结构317

4.6.3碰撞干涉检验319

4.6.4典型仿真软件的应用321

4.7高速加工编程与数控编程误差控制326

4.7.1高速加工的基本概念326

4.7.2高速加工的工艺实现327

4.7.3数控编程的误差控制328

参考文献331

第5章 数控技术与计算机辅助制造工程333

5.1计算机辅助设计335

5.1.1引言335

5.1.2线框造型336

5.1.3曲线几何变换340

5.1.4曲线的编辑341

5.1.5曲面造型341

5.1.6实体造型365

5.1.7混合造型374

5.2计算机辅助制造376

5.2.1概述376

5.2.2利用CAM系统进行自动编程的基本步骤378

5.2.3数控编程的基本概念379

5.2.4生成刀具轨迹384

5.2.5后置处理400

5.3计算机辅助工艺过程设计407

5.3.1概述407

5.3.2 CAPP的类型与基本原理409

5.3.3 CAPP系统的功能与结构413

5.3.4工艺设计415

5.3.5工艺管理417

5.3.6工艺文件输出425

5.3.7工艺统计汇总433

5.3.8工艺知识管理435

5.3.9制造资源管理444

5.3.10 CAPP的发展现状与趋势448

5.4产品模型数据转换标准与数控系统449

5.4.1产品模型数据转换标准与数控系统概述449

5.4.2 STEP-NC数据模型452

5.4.3 STEP-NC程序生成方法457

5.4.4基于STEP-NC的数控系统463

5.5柔性制造系统466

5.5.1柔性制造系统的概念466

5.5.2柔性制造技术的类型467

5.5.3柔性制造系统的组成469

5.5.4柔性制造系统举例471

5.6计算机集成制造系统473

5.6.1计算机集成制造系统的概念473

5.6.2计算机集成制造系统的组成与功能474

5.6.3计算机集成制造系统的实现方法论475

5.6.4典型应用系统介绍479

参考文献482