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isbn号码:9787811148435

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深入探索机械制造的奥秘：精密加工与数控技术详解 图书名称：精密机械制造技术与数控编程实践 图书简介 本书旨在为机械制造领域的学习者、工程师和技术人员提供一个全面、深入且高度实用的技术指南，聚焦于现代精密机械加工的核心技术与前沿应用，特别是数控（NC/CNC）技术的编程、操作与优化。本书严格避开电子技能、电路基础或通用电子学范畴的内容，专注于物理加工过程、材料科学在切削中的应用、先进制造工艺的实现以及数控系统的操作与维护。 第一部分：现代机械加工基础与原理 本部分奠定了理解精密加工的基础，深入剖析了传统与现代加工方法的物理学原理和工程实现。 第一章：材料科学与切削机理 详细探讨了用于精密加工的金属材料（如高强度钢、钛合金、镍基高温合金）的微观结构、热处理对切削性能的影响。重点解析了切削过程中的力学行为、温度场分布和刀具磨损机制。内容包括： 材料的塑性变形与切屑形成理论： 阐述了剪切角、摩擦系数与切削力的定量关系。 刀具材料与涂层技术： 对比分析硬质合金、陶瓷、PCD/PCBN 等刀具材料的性能、适用范围及先进涂层（如TiAlN, AlCrN）对提高刀具寿命和表面质量的作用。 切削液的功能与选择： 探讨了不同类型切削液（油基、水基、半合成）在冷却、润滑和排屑中的作用，以及环保型切削液的应用趋势。 第二章：传统与现代切削加工工艺 系统梳理了车削、铣削、钻削、镗削等基本工序的工艺参数优化，并引入先进制造工艺： 高效加工策略： 阐述了高速切削（HSC）、高速高精度加工（HSHP）的原理，包括颤振抑制技术和热误差补偿方法。 特种加工技术概述： 简要介绍但不深入探讨电子控制的非传统加工（如激光、电火花），而是聚焦于机械干涉类特种加工，如精密磨削（外圆、内圆、无心磨削的参数控制）和研磨抛光技术。 工件夹持与定位误差分析： 深入研究夹具设计对加工精度和刚度的影响，三坐标测量法在定位误差补偿中的应用。 第二部分：数控技术的核心：编程与仿真 本部分是本书的核心，完全聚焦于数控系统的操作逻辑、编程语言和制造过程的数字化控制。 第三章：数控系统基础架构与坐标系 本章摒弃通用电子控制理论，专注于工业控制硬件在机床中的应用： CNC系统硬件组成： 介绍伺服驱动单元、主轴驱动、I/O模块与CNC控制器的集成架构，重点讲解PLC在机床辅助功能中的作用。 机床坐标系与工件坐标系： 详细阐述G54至G59等工件偏置的设置方法，以及如何通过坐标系转换实现复杂曲面加工。 刀具几何参数与补偿： 深入讲解刀具长度补偿（G43/G44）和刀具半径补偿（G41/G42）的原理、编程规则以及在实际加工中的应用实例。 第四章：手工G代码与M代码编程实践 提供详尽的G代码和M代码参考，并结合实际案例进行编程练习： 直线与圆弧插补： G01, G02, G03的精确应用，包括半径编程（R）和终点坐标编程（I, J, K）的切换与选择。 循环指令与宏编程基础： 掌握固定循环（如G81-G89系列钻孔、镗孔循环）的使用，并介绍基础的变量（变量）和条件判断（IF/WHILE）在简化重复性代码中的应用。 复杂曲面加工路径生成： 讲解如何根据CAD模型数据，手工或借助CAM后处理输出3轴或5轴机床可执行的G代码段，重点关注螺旋插补和空间圆弧的构造。 第五章：计算机辅助制造（CAM）与后处理 本章强调从设计到制造的数字化链条，完全围绕机械制造软件展开： CAM软件的工作流程： 从模型导入、特征识别、选择加工策略（面铣、轮廓跟踪、3D粗加工/精加工）到刀具路径生成的全过程解析。 多轴联动加工策略： 重点介绍摆动轴（A/B/C轴）在五轴加工中的运动学原理，包括“跟随/倾斜”和“固定轴”等不同加工模式对刀具路径的影响。 后处理器的定制与验证： 探讨后处理器（Post Processor）在生成特定机床（如西门子、FANUC、海德汉）兼容代码中的关键作用，以及仿真软件（如Vericut, Cimco Edit）对G代码的校验流程。 第三部分：精密制造的质量控制与故障排除 本部分关注如何确保加工结果达到设计精度要求，并掌握设备运行中的问题解决能力。 第六章：机床误差分析与精度保障 探讨影响最终零件精度的系统性误差来源： 几何误差测量与补偿： 激光干涉仪和球杆仪在检测机床轴向精度、反向间隙、螺距误差中的应用。介绍如何将测量数据输入CNC系统进行参数补偿。 热变形管理： 分析主轴温升、液压系统波动和环境温度变化对加工精度的影响，以及主动式热补偿技术的实现方式。 表面粗糙度与残余应力： 阐述加工参数（进给率、切深）如何直接影响表面质量（Ra/Rz），以及精密加工后如何进行残余应力释放和控制。 第七章：数控机床的维护与故障诊断 提供面向操作层和初级维护人员的实用指南，所有内容集中于机械和驱动层面： 日常点检与润滑管理： 滚动导轨、滚珠丝杠副的维护周期与润滑剂选择。 驱动与伺服系统常见故障识别： 分析伺服报警代码的含义（如过载、编码器故障、位置偏差过大），并提供初步的电气隔离和测试方法（不涉及芯片级维修或复杂电子电路调试）。 刀库与自动换刀系统的调试： 探讨换刀定位误差的调整流程，以及传感器和限位开关的检查与校准。 总结与展望 本书通过扎实的工程原理和大量的实战案例，构建了一套完整的现代精密机械加工知识体系，确保读者能够熟练掌握从材料选择、工艺规划、数控编程到质量控制的每一个关键环节，是致力于成为高精度数控技术专家的必备参考书。

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