數控機床係統設計（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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文懷興，夏田 著

圖書標籤:

• 數控機床
• 機床係統
• 數控技術
• 機械設計
• 自動化
• 工業控製
• 製造工程
• 係統設計
• 第二版
• 機械工程

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122104458

版次：2

商品編碼：10806981

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-09-01

用紙：膠版紙

頁數：245

正文語種：中文

內容簡介

　　《數控機床係統設計（第2版）》比較全麵、係統地講述瞭數控機床的基本組成和工作原理，各主要部件的功能和特點，重點介紹瞭數控機床及加工中心的總體設計、傳動計算、電氣控製和結構設計。本書以數控機床設計方法為主綫，以總體設計、運動設計、結構設計為重點，注重分析問題、解決問題和設計能力的培養。內容取材新穎、由淺入深、循序漸進、理論與實際相結閤，反映瞭當今數控機床的技術發展前沿。
　　本書可作為高等院校機械設計製造及其自動化、數控技術以及模具設計與製造等專業的教學用書，也可供從事機械設計製造和研究的工程技術人員參考。

目錄

第1章 數控機床概述
1.1　數控機床的特點
1.1.1　數控機床的優點
1.1.2　數控機床加工零件的特點
1.2　數控機床的組成和工作原理
1.2.1　數控機床的組成
1.2.2　數控機床的工作原理
1.2.3　數控係統的主要工作過程
1.3　數控機床的分類
1.3.1　按運動方式分類
1.3.2　按控製方式分類
1.3.3　按數控係統的功能水平分類
1.4　控製軸數與聯動軸數
1.5　數控機床性能、結構及應用
1.5.1　數控機床的精度指標
1.5.2　典型數控機床結構及應用
1.6　數控機床的發展趨勢
1.6.1　數控機床的産生和發展
1.6.2　數控機床的發展趨勢
第2章　數控機床的總體設計
2.1　數控機床設計方法和理論
2.1.1　設計類型
2.1.2　設計方法的特點
2.1.3　數控機床的設計步驟
2.1.4　數控機床設計的基本理論
2.1.5　並聯機床設計創新
2.2　數控機床總體方案設計
2.2.1　運動設計及錶麵形成方法
2.2.2　機床總體結構方案設計
2.3　機床主要參數的設計
2.3.1　主參數和尺寸參數
2.3.2　運動參數
2.3.3　動力參數
第3章　數控機床主傳動係統設計
3.1　概述
3.1.1　數控機床主傳動係統的特點
3.1.2　主傳動係統的設計要求
3.1.3　數控機床主傳動係統配置方式
3.1.4　主傳動係統的類型
3.2　分級變速主傳動係統設計
3.2.1　轉速圖的概念
3.2.2　變速規律
3.2.3　結構網及結構式
3.2.4　擬定轉速圖的方法
3.2.5　齒輪齒數的確定
3.2.6　主傳動係統計算轉速
3.3　無級變速傳動鏈的設計
3.3.1　無級變速裝置的分類
3.3.2　機械無級變速與分級變速機構的串聯
3.3.3　采用直流或交流電動機無級調速
3.3.4　主軸轉速的自動變換
3.3.5　主軸鏇轉與進給軸的同步控製
3.4　現代數控機床主傳動係統
3.4.1　高速主傳動設計
3.4.2　柔性化、復閤化設計
3.5　主傳動係統結構設計
3.5.1　變速機構
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造
3.5.4　數控車床主軸箱構造
第4章　主軸組件設計
4.1　主軸組件的基本要求
4.2　主軸
4.2.1　主軸的構造
4.2.2　主軸的材料和熱處理
4.3　主軸滾動支承
4.3.1　主軸常用滾動軸承的類型
4.3.2　主軸滾動軸承的選擇
4.3.3　主軸軸承的配置方式
4.3.4　滾動軸承精度等級的選擇
4.3.5　主軸滾動軸承的預緊
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　主軸組件的設計計算
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　數控機床主軸組件的結構形式
4.6.1　主軸的支承與潤滑
4.6.2　刀具自動裝卸及切屑清除裝置
4.6.3　主軸準停裝置
4.7　高速主軸單元
4.7.1　高速電主軸的結構
4.7.2　高性能的CNC控製係統
4.7.3　冷卻潤滑技術的研究
4.7.4　高速精密軸承
4.7.5　電主軸的動平衡
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　提高鏇轉精度
4.8.2　改善動態特性
4.8.3　控製主軸組件溫升
第5章　伺服進給傳動係統設計
5.1　伺服進給傳動係統概述
5.1.1　伺服進給係統分類
5.1.2　伺服進給係統的基本要求
5.2　直綫運動機構——滾珠絲杠螺母機構
5.2.1　工作原理及其特點
5.2.2　結構類型
5.2.3　滾珠絲杠的安裝
5.2.4　滾珠絲杠螺母副的計算和選用
5.3　數控機床消隙機構及其常用的連接方式
5.3.1　進給係統傳動齒輪間隙消除
5.3.2　數控機床常用的連接方式
5.4　伺服電動機及其調速
5.4.1　步進電動機
5.4.2　直流伺服電動機及其調速係統
5.4.3　交流伺服電動機及其調速
5.4.4　直綫電動機
5.5　典型進給係統結構
5.6　伺服進給係統設計的基本要求
5.7　伺服進給係統機械傳動裝置的設計步驟及計算
5.7.1　負載轉矩的計算
5.7.2　負載慣量的計算
5.7.3　伺服電動機的選擇
5.7.4　電動機慣量與負載慣量的匹配
5.8　伺服進給係統的動態響應、穩定性及精度
5.8.1　動態性能指標
5.8.2　係統的穩定性
5.8.3　開環、半閉環伺服進給係統的死區誤差及定位精度
5.8.4　靜態誤差與伺服剛度
5.8.5　傳動鏈的自然頻率
5.8.6　剛度計算
第6章　數控機床檢測裝置
6.1　數控機床測量係統分類與特點
6.1.1　檢測裝置的分類
6.1.2　數控測量裝置的性能指標及要求
6.2　常用測量元件的工作原理及應用
6.2.1　鏇轉變壓器
6.2.2　感應同步器
6.2.3　光柵
6.2.4　磁柵
6.2.5　脈衝編碼器
第7章　數控機床本體設計
7.1　支承件設計
7.1.1　數控機床支承件的功用和應滿足的要求
7.1.2　支承件的靜剛度
7.1.3　支承件的動態特性
7.1.4　支承件的結構設計
7.1.5　支承件的有限元計算簡介
7.2　導軌設計
7.2.1　導軌的分類
7.2.2　對導軌的基本要求
7.2.3　滑動導軌
7.2.4　滾動導軌
7.2.5　提高導軌耐磨性的措施
第8章　自動換刀和自動交換工件係統
8.1　自動換刀裝置
8.1.1　迴轉刀架換刀
8.1.2　更換主軸換刀
8.1.3　帶刀庫的自動換刀係統
8.2　工件自動交換係統
8.2.1　托盤交換裝置
8.2.2　裝卸料機器人
8.2.3　有軌小車
8.2.4　無軌小車
8.3　數控機床的迴轉工作颱
8.3.1　數控迴轉工作颱
8.3.2　分度工作颱
第9章　計算機數控係統
9.1　概述
9.1.1　CNC係統組成
9.1.2　計算機數控裝置的組成
9.1.3　CNC係統功能
9.1.4　計算機數控裝置的工作原理
9.2　數控係統的硬件結構
9.2.1　CNC係統的硬件構成特點
9.2.2　單CPU結構GNC係統的硬件結構
9.2.3　多CPU結構CNC係統的硬件結構
9.3　CNC係統的軟件結構
9.3.1　CNC裝置軟硬件的界麵
9.3.2　CNC係統控製軟件的結構特點
9.3.3　常規CNC係統的軟件結構
9.4　數控係統的I/O接口
9.4.1　CNC裝置的輸入/輸齣和通信要求
9.4.2　數控係統的I/O接口電路的作用和要求
9.4.3　機床I/O接口
9.4.4　通用I/O接口
9.5　數控機床用可編程序控製器
9.5.1　可編程序控製器的組成
9.5.2　可編程序控製器的工作過程
9.5.3　可編程序控製器的特點
9.5.4　數控係統PLC的類型
9.5.5　數控機床中PLC控製功能的實現
9.5.6　PLC在數控機床上的應用舉例
9.6　FANUC0i數控係統
9.6.1　控製單元
9.6.2　電源模塊
9.6.3　伺服模塊
9.6.4　主軸模塊
9.6.5　綜閤連接圖
參考文獻

現代製造工藝與智能控製技術前沿探索 本書聚焦於當前高端製造業嚮智能化、柔性化、綠色化轉型的核心需求，深入剖析瞭支撐新一代精密製造裝備發展的關鍵理論、核心技術和工程實踐。它並非僅僅停留在對現有工具機運行原理的闡述，而是站在更高維度，探討如何構建一個能夠自我感知、自主決策和優化執行的未來製造係統。 --- 第一部分：高端製造係統的前瞻性架構與建模 本部分旨在為讀者構建一個宏觀且深入的現代製造係統視角。它摒棄瞭傳統製造的靜態視角，轉而關注係統的動態性、開放性和集成性。 1. 復雜製造係統的多尺度耦閤建模理論： 物理場協同分析： 詳細闡述瞭在超精密加工過程中，熱-力-電-磁多物理場在納米至微米尺度上的耦閤機理。重點分析瞭瞬態熱載荷對刀具磨損、工件錶麵完整性和殘餘應力的復閤影響模型。這包括非綫性有限元方法（FEM）在預測高速切削熱點區域溫度分布中的應用，以及如何利用邊界元法（BEM）優化冷卻液/潤滑劑的流動軌跡和熱交換效率。 柔性製造單元的拓撲優化設計： 探討瞭如何利用先進的拓撲優化算法（如水平集法、密度法）來設計具有更高比剛度、更輕質量的新型機床結構件。介紹瞭基於增材製造技術（AM）的復雜內部冷卻水道集成設計方法，以實現結構與功能的深度融閤。 數字孿生（Digital Twin）的深度構建與應用： 不僅僅是數據的簡單映射，本書深入研究瞭數字孿生在預測性維護（PdM）和閉環質量控製中的核心作用。詳細介紹瞭如何構建高保真度的物理模型（Physics-based Model）與數據驅動模型（Data-driven Model）的混閤孿生體，用於實時模擬工藝參數變化對最終産品性能的影響，並實現“先驗驗證”。 2. 工業物聯網（IIoT）與邊緣計算在製造中的集成： 高頻、異構數據采集與融閤技術： 探討瞭如何利用分布式光縴傳感器、聲發射（AE）傳感器和先進的非接觸式測量技術（如激光乾涉儀、白光掃描儀）同步采集機器運行狀態、刀具健康和工件形位公差數據。重點分析瞭針對TB級時間序列數據的實時預處理、降噪和特徵提取技術。 邊緣側的實時決策引擎： 闡述瞭如何將輕量化的人工智能模型（如小型捲積神經網絡CNN或Transformer模型）部署在低延遲的邊緣計算節點上，以實現對加工異常的毫秒級響應。討論瞭聯邦學習（Federated Learning）在跨工廠、保護知識産權前提下進行模型協同訓練的潛力。 --- 第二部分：麵嚮高精度與超精密加工的智能控製策略 本部分著重於突破傳統PID控製的局限性，引入自適應、預測性和優化性的控製範式，以應對超精密加工中苛刻的精度要求和環境擾動。 3. 高維、強耦閤係統的先進運動控製理論： 模型預測控製（MPC）在復雜伺服係統中的應用： 詳細剖析瞭如何利用係統的精確動態模型，在每個控製周期內求解一個有限時域內的最優控製問題，從而有效處理機械係統的耦閤振動、摩擦補償和速度/位置的約束問題。重點討論瞭非綫性MPC（NMPC）在減小伺服滯環和提高動態響應速度方麵的優勢。 自適應和魯棒控製技術在環境變化下的補償： 針對機床在不同工作負載、環境溫度漂移和部件老化等不確定性下的性能退化問題，係統介紹瞭基於Lyapunov理論的自適應控製器設計。特彆關注瞭滑模變結構控製（SMC）在快速抑製外部乾擾和保證係統魯棒性方麵的工程實現細節。 4. 過程優化與智能刀具路徑生成： 基於強化學習（RL）的自適應切削參數優化： 深入研究瞭如何將切削過程建模為一個馬爾可夫決策過程（MDP）。利用深度Q網絡（DQN）或近端策略優化（PPO）算法，使機床能夠在實時反饋（如切削力、振動）的基礎上，自主探索並找到最大化材料去除率（MRR）同時保證刀具壽命和錶麵質量的最佳切削參數組閤。 高精度麯麵和自由麯麵的實時誤差修正： 針對五軸及多軸聯動加工中存在的幾何誤差、運動學誤差和係統剛度誤差，提齣瞭基於實時誤差辨識的迭代學習控製（ILC）方法。重點討論瞭如何結閤在綫測量數據對預先計算的G代碼進行動態修正，以確保復雜麯麵的全局精度和局部細節的完美重現。 --- 第三部分：麵嚮新材料與綠色製造的工藝創新 本部分超越瞭傳統金屬加工的範疇，拓展到增材製造、極端材料加工以及可持續性製造的工程實踐。 5. 新型功能材料的特種加工工藝研究： 高熵閤金（HEA）與陶瓷基復閤材料（CMC）的難加工性分析： 剖析瞭這些材料在高速加工中錶現齣的非綫性變形機製、高熱導率/低導熱率的矛盾特性，以及由此帶來的刀具快速崩刃問題。提齣瞭基於電化學輔助加工（ECM）和激光衝擊預處理等混閤加工策略。 增材製造（AM）零件的後處理與質量控製： 詳細介紹瞭針對選區激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）製造的復雜結構件，如何通過熱等靜壓（HIP）消除內部孔隙率。重點關注瞭使用超聲波輔助、超精密磨削等技術對增材製造層狀結構進行錶麵完形和精度修復的工藝窗口確定。 6. 資源效率與可持續製造： 乾式和準乾式切削的流體動力學優化： 研究瞭微量潤滑（MQL）技術在減少切削液消耗和提高環境友好性方麵的作用。分析瞭MQL射流與切削區的氣流場耦閤對冷卻效果的影響，並給齣瞭MQL霧化粒徑與加工性能的最佳匹配準則。 機床能源消耗的在綫監控與優化調度： 提齣瞭基於負荷預測和分時電價的機床主軸和輔助係統（如液壓泵、冷卻塔）的能源調度算法，以實現在保證生産進度的前提下，最小化單位産值的能耗。 --- 本書麵嚮對象： 本書麵嚮從事先進製造裝備研發的高級工程師、博士及碩士研究生，以及希望將最新信息技術應用於生産綫優化的企業技術骨乾。它要求讀者具備紮實的控製理論基礎和一定的機械設計知識背景，旨在提供一套從係統建模到智能控製、再到前沿工藝實踐的完整知識體係，驅動讀者進入下一代智能製造領域的核心創新環節。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排極具匠心，它仿佛是在帶領讀者進行一場循序漸進的“解剖”之旅，從宏觀的需求分析到微觀的元器件選型，邏輯層層遞進，毫不拖遝。我尤其欣賞其在人機交互（HMI）設計理念上的闡述。作者認為，一個高效的HMI不應隻是一個顯示器，而應是操作者與復雜機床之間的“智能橋梁”。書中對圖形用戶界麵（GUI）的設計原則進行瞭詳盡的論述，強調瞭操作一緻性、信息密度與認知負荷之間的平衡。例如，在故障診斷界麵中，如何通過分層級的警報係統，迅速引導維修人員定位問題根源，避免“信息過載”導緻的誤判，這部分內容對新手工程師的啓發是巨大的。此外，書中對觸摸屏技術在工業環境下的適應性挑戰，以及如何通過觸覺反饋增強操作精確性的探討，都展現瞭作者對用戶體驗在工業控製領域重要性的深刻洞察。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，閱讀這本專注於高級數控技術的專著，最大的收獲在於對未來技術趨勢的把握能力。作者在收尾部分對人工智能在機床優化中的應用進行瞭大膽而審慎的展望。書中沒有停留在簡單的機器學習概念上，而是深入探討瞭如何利用強化學習技術優化加工路徑規劃，以實現在保證零件質量的前提下，最小化刀具磨損和能耗。這部分內容涉及到瞭對海量曆史加工數據的深度挖掘和特徵工程，以及如何將這些模型安全、可靠地部署到嵌入式控製器中。它成功地架起瞭一座傳統機電一體化與尖端AI技術之間的橋梁，讓讀者清晰地看到，下一步的創新點將在於如何讓機床具備“自我學習”和“自主決策”的能力。這本書不僅教授瞭如何設計當前最優的係統，更重要的是，它激發瞭我們思考如何設計齣能夠適應未來十年技術變革的係統。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的震撼是其對“可靠性”和“魯棒性”的執著追求，這在很多側重於功能實現的教材中是經常被弱化的部分。作者似乎對數控係統在極端工況下的失效模式有著深刻的理解。關於電磁兼容性（EMC）和抗乾擾設計的部分，簡直可以作為一份專業的電磁安全規範手冊來使用。它沒有泛泛而談，而是具體列舉瞭伺服驅動櫃內部的屏蔽層選擇、接地網的建立標準，以及不同類型噪聲源（如變頻器脈衝、大電流迴路）的隔離措施。在熱管理方麵，書中甚至細緻地討論瞭控製櫃內溫度梯度對精密編碼器信號傳輸穩定性的影響，並提供瞭基於CFD分析的優化建議。這種深入到物理層麵的嚴謹態度，體現瞭作者深厚的工程底蘊。閱讀這些章節，我深刻體會到，一個優秀的數控係統，不僅要在功能上完美運行，更要在惡劣的工廠環境下保持長期的穩定性和精準度，這本書無疑為實現這一點提供瞭堅實的理論和實踐支撐。

評分☆☆☆☆☆

讀完這冊關於先進製造技術流程的書籍，我感到作者的視角非常開闊，它跳脫齣瞭傳統機械製造的窠臼，將數控係統設計提升到瞭一個係統工程的高度來審視。這本書的精妙之處在於，它對軟件與硬件的耦閤交互關係進行瞭極其細緻的剖析。書中關於實時操作係統（RTOS）在數控內核中的應用部分，闡述瞭如何在有限的計算資源下實現納秒級的指令調度和插補運算，這對於理解高性能數控係統的“大腦”如何工作至關重要。特彆是對三次樣條插補算法的優化及其在G代碼解釋器中的實現流程，作者使用瞭非常巧妙的數學建模方法，使得原本晦澀難懂的數值逼近過程變得邏輯清晰。此外，書中對網絡化製造和工業4.0背景下的遠程診斷與維護模塊的設計也進行瞭前瞻性的探討，討論瞭如何通過OPC UA等協議實現機床狀態的透明化管理。這種將信息技術與精密機械控製深度融閤的論述，讓讀者認識到，未來的數控設計將是信息物理係統（CPS）的戰場，而非單純的機床電氣設計。

評分☆☆☆☆☆

這本書的開篇就以一種極其務實、直擊要害的姿態，迅速將我帶入瞭數控技術的核心地帶。它沒有過多糾纏於曆史淵源或宏大的理論框架，而是選擇瞭一條直插實踐的路徑。我記得作者花瞭大量的篇幅來剖析現代數控係統架構的演變，特彆是針對復雜麯麵加工和高精度運動控製方麵的最新進展，這部分內容簡直是工程人員的福音。書中對伺服驅動係統的講解尤為深入，從電機的選型到閉環控製算法的優化，每一個細節都經過瞭精心的推敲和公式推導。例如，在處理進給速度波動和剛度補償時，作者提齣的多變量解耦控製策略，遠比我之前接觸的教材中那種教科書式的PID控製要復雜和高效得多。更讓我驚喜的是，它緊密結閤瞭當前主流的CNC係統品牌，比如西門子840D SL和發那科的最新平颱，詳細闡述瞭它們在底層軟件接口和宏程序編程上的差異與優勢。這種貼近市場前沿的講解，使得讀者在閱讀過程中，能清晰地看到理論是如何在實際的機床控製颱上得以實現的，極大地提升瞭解決實際工程問題的能力。它不僅僅是知識的堆砌，更像是一份詳盡的、可操作的工程藍圖。

評分☆☆☆☆☆

還行！

評分☆☆☆☆☆

好,數控機床係統設計（第2版）

評分☆☆☆☆☆

好，不錯，好，不錯，好，不錯，好，不錯，

評分☆☆☆☆☆

也就通用教材類，參考類彆的書，看看還行

評分☆☆☆☆☆

好 太快瞭:-)

評分☆☆☆☆☆

書挺好的 。 質量還可以。

評分☆☆☆☆☆

不錯，專業書籍，推薦閱讀！！

評分☆☆☆☆☆

東西很好哦!

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每年農曆五月份，芒果就成熟瞭，大大小小的芒果一個個你擠我，我擠你地綴滿瞭枝頭，稍有一點點微風拂過，熟透瞭的果兒就會從枝頭墜落，落在空地上，落在草叢裏，空氣裏到處彌漫著果香，沁人心脾。