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《金属切削机床设计基础与应用》 内容简介： 本书深入浅出地介绍了金属切削机床的设计原理、结构特点、性能分析及实际应用。全书共分为十章，结构严谨，逻辑清晰，既注重理论基础的讲解，又贴近工程实践，旨在为读者提供一套系统、实用的金属切削机床设计指导。 第一章 金属切削机床概述 本章首先界定了金属切削机床的概念及其在现代工业生产中的重要地位，阐述了机床的主要功能和发展历程。接着，详细分析了金属切削机床的分类方法，包括按加工对象、加工工艺、驱动方式、控制方式等方面的划分，并通过大量实例展示了不同类型机床的典型结构和应用场景。最后，对当前金属切削机床的发展趋势进行了展望，如智能化、复合化、绿色化等，为读者构建了宏观的认知框架。 第二章 金属切削机床的组成与功能 本章系统地剖析了金属切削机床的基本组成部分，详细阐述了各组成部分的功能、工作原理及其相互关系。内容涵盖了主运动部件（如主轴、变速箱、电动机）、进给运动部件（如进给箱、丝杠螺母副、导轨）、传动部件（如齿轮、皮带、链条）、支撑部件（如床身、立柱、横梁）、调整部件（如垫片、楔块）以及辅助部件（如冷却润滑系统、排屑装置、防护装置）等。每部分都辅以清晰的结构图和工作示意图，便于读者理解。 第三章 金属切削机床的结构设计 本章是本书的核心内容之一，重点关注金属切削机床的结构设计。详细介绍了机床结构设计的基本原则，包括刚度、精度、效率、可靠性、经济性以及人机工程学等方面。针对机床的各个关键部件，如床身、立柱、工作台、刀架、进给机构等，分别阐述了其结构设计要点、常用的设计形式及优缺点。例如，在床身设计部分，会讨论铸铁床身、焊接床身、花岗体床身等的材料选择、结构优化和减震措施。在进给机构设计方面，会深入分析滚珠丝杠副、直线导轨、齿轮齿条等传动方式的设计和选型。 第四章 金属切削机床的传动系统设计 本章聚焦于金属切削机床的传动系统设计。详细讲解了传动系统在传递动力、实现运动和控制精度中的作用。内容涵盖了齿轮传动、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动等基本传动方式的设计计算和选型。重点介绍了机床上常用的变速机构（如齿轮变速箱）和进给机构（如万能进给箱、伺服进给系统）的设计原理和计算方法。同时，还探讨了传动系统的精度、刚度、效率和噪声等性能指标的分析与优化。 第五章 金属切削机床的精度与刚度设计 本章深入探讨了金属切削机床的精度和刚度设计，这是保证加工质量的关键。本章首先阐述了影响机床精度的主要因素，包括制造误差、装配误差、热变形、机械振动等，并介绍了提高机床精度的常用方法，如合理布局、优化结构、采用高精度部件、精密补偿技术等。随后，详细讲解了机床刚度的概念、类型及影响因素，并重点介绍了提高机床刚度的设计策略，包括选用高强度材料、优化结构尺寸、改进连接方式、采用预紧技术等。 第六章 金属切削机床的润滑与冷却系统设计 本章关注金属切削机床的润滑与冷却系统设计。详细介绍了润滑在减少磨损、降低摩擦、散热和防锈方面的作用，并讲解了机床上常用的润滑方式，如油浴润滑、压力润滑、喷射润滑、脂润滑等，以及各类润滑系统的设计与选型。同时，阐述了冷却系统在降低切削温度、提高刀具寿命、改善加工表面质量以及排除切削屑方面的必要性，介绍了常见的冷却方式（如切削液冷却、风冷、油冷）及其冷却系统的设计要点，包括冷却液的性能要求、循环方式、过滤与分离技术等。 第七章 金属切削机床的数控技术与控制系统 本章详细介绍了金属切削机床中的数控技术和控制系统。首先，阐述了数控技术的概念、发展及其在机床自动化、智能化加工中的核心作用。接着，详细介绍了数控系统的组成，包括数控装置、伺服系统（包括伺服电机、伺服驱动器）和检测反馈装置（如编码器、光栅尺）。重点讲解了数控编程、指令系统、插补方式以及常见的控制策略（如位置控制、速度控制、直线插补、圆弧插补）。同时，也介绍了机床电气控制系统的基本构成和设计原则。 第八章 金属切削机床的振动与噪声控制 本章针对金属切削机床的振动与噪声问题，提供了系统性的分析和控制方法。首先，分析了机床振动的来源，包括动不平衡、激励力、固有频率等，并介绍了抑制机床振动的设计措施，如优化部件的质量分布、调整固有频率、采用隔振措施、改进传动结构等。随后，阐述了机床噪声的主要来源，如空气动力噪声、机械噪声、电气噪声等，并介绍了降低机床噪声的有效途径，如改进传动件的精度、增加消声罩、优化刀具几何参数、选择合适的切削工艺等。 第九章 金属切削机床的经济性与可靠性设计 本章从经济性和可靠性角度出发，指导读者进行更具实效性的机床设计。在经济性方面，讨论了材料成本、制造成本、使用成本和维护成本等，并提供了降低各项成本的设计策略，如选用合适的材料、优化工艺、标准化设计、模块化设计等。在可靠性方面，重点讲解了可靠性设计的基本方法，如冗余设计、故障预测与诊断、失效模式与影响分析（FMI A）等，并介绍了提高机床可靠性的关键环节，如材料选择、加工工艺、装配质量、运行维护等。 第十章 金属切削机床的应用实例与发展趋势 本章通过列举数控铣床、数控车床、磨削中心等典型金属切削机床的设计实例，将前述理论知识与实际工程应用相结合。详细解析了这些实例在结构设计、传动系统、控制策略等方面的特点和创新之处。最后，再次展望了金属切削机床未来的发展方向，如高速切削技术、五轴联动技术、自动化上下料系统、在线监测与智能诊断技术、绿色制造技术等，为读者提供前沿的行业洞察。 本书语言通俗易懂，配图丰富，理论联系实际，适合机械制造、机床设计、自动化等相关专业的学生、工程师及技术人员阅读参考。
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