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第1章 导言1

第2章 金属切削力学3

2．1导言3

2．2直角切削力学3

2．3切削力的机械模型10

2．4剪切角的理论预测13

2．5斜角切削的力学分析14

2．5．1斜角切削的几何关系14

2．5．2斜角切削参数的求解16

2．5．3切削力的预测18

2．6车削加工的力学分析20

2．7铣削加工的力学分析26

2．8立铣切削力解析建模32

2．9钻削加工的力学分析36

2．10刀具的磨损和破损41

2．10．1刀具磨损41

2．10．2刀具破损45

12．11思考问题46

第3章 加工过程中的静态和动态变形49

3．1导言49

3．2机床结构49

3．3加工中的尺寸和形状误差50

3．3．1外圆车削中的形状误差50

3．3．2镗刀杆51

3．3．3立铣加工中的形状误差52

3．4．1自由振动和强迫振动的基础知识55

3．4加工过程中的结构振动55

3．4．2有向传递函数58

3．4．3设计和测量坐标系59

3．4．4多自由度系统的解析模态分析60

3．4．5刀具和工件之间的相对传递函数64

3．5多自由度系统的实验模态分析65

3．6切削过程中的颤振71

3．7铣削加工中颤振的解析预测76

3．7．1动态铣削模型76

3．7．2颤振稳定性叶瓣图79

3．8思考问题85

4．2．1 CNC单元的体系结构90

4．2计算机数控单元90

4．1导言90

第4章 制造自动化技术90

4．2．2 CNC的执行91

4．3 CNC机床轴的命名规则91

4．4 NC零件程序的结构92

4．5主要准备功能94

4．6计算机辅助NC编程97

4．7解析几何基础97

4．7．1矢量和直线98

4．7．2物体的平移和旋转变换98

4．7．3圆99

4．7．4三次样条99

4．8 APT零件编程语言101

4．8．1几何定义语句101

4．8．2刀具运动语句106

4．8．3刀位文件和后置处理107

4．9用CAD系统进行NC编程113

4．10思考问题114

第5章CNC系统的设计和分析118

5．1导言118

5．2机床驱动118

5．2．1机械零部件及驱动力矩119

5．2．2反馈装置122

5．2．3电气驱动123

5．2．4永磁电枢控制的直流电机124

5．2．5位置控制环128

5．3位置环的传递函数129

5．3．1闭环传递函数129

5．3．2 CNC系统的跟随误差130

5．4进给驱动控制系统的状态空间模型131

5．5立式铣床进给驱动控制系统的设计实例133

5．6 CNC系统中速度指令的生成136

5．6．1梯形速度图137

5．6．2有限加加速度的速度图生成139

5．7实时插补方法147

5．7．1直线插补算法147

5．7．2圆弧插补的算法149

5．7．3 CNC系统内的五次样条插补152

5．8电液CNC折弯机的设计158

5．8．1折弯机的液压系统159

5．8．2液压执行器模块的动态模型160

5．8．3基于计算机控制的电液驱动的动态性能辨识162

5．8．4数字位置控制系统的设计164

5．9思考问题167

第6章 传感器辅助加工173

6．1导言173

6．2智能加工模块173

6．2．1硬件体系结构173

6．2．2软件体系结构174

6．2．3智能加工的应用175

6．3铣削加工中峰值切削力的自适应控制176

6．3．1导言176

6．3．2铣削加工系统的离散传递函数177

6．3．3极点-配置控制算法179

6．3．4铣削过程通用预测自适应控制182

6．3．5刀具破损的在线检测186

6．3．6颤振检测与抑制187

6．4用IMM系统进行型腔的智能化加工实例188

6．5思考问题190

附录A拉普拉斯变换和z变换193

A．1导言193

A．2基本定义194

A．3部分分式展开法197

A．4用部分分式展开法进行拉氏逆变换和逆z变换199

A．5用余数法（Residue Method）进行逆z变换201

A．6用MATLAB SYMBOLIC MATH TOOLBOX进行逆拉氏变换和逆z变换203

附录B利用最小二乘法进行离线和在线参数估计205

B．1离线最小二乘法估计205

B．2递归参数估计算法206

参考文献207