机床产品创新与设计

何光远先生题词序言第一章 绪论……………………………………………………………………………… 1第一节 中国机床工业的建立和发展 …………………………………………… 1第二节 机床与过程的相互作用………………………………………………… 13第三节 机床与人和环境的关系………………………………………………… 18第四节 机床产品的创新理念…………………………………………………… 21第二章 机床的总体配置和结构设计………………………………………………… 28第一节 机床设计的新方法……………………………………………………… 28第二节 机床的结构配置………………………………………………………… 31第三节 机床结构的优化………………………………………………………… 36第四节 机床结构件的材料……………………………………………………… 41第五节 机床的轻量化设计……………………………………………………… 44第六节 机床结构配置的创新案例……………………………………………… 51第七节 本章小结与展望………………………………………………………… 54第三章 机床的主轴单元……………………………………………………………… 57第一节 概述……………………………………………………………………… 57第二节 主轴单元的设计………………………………………………………… 60第三节 主轴的性能分析………………………………………………………… 75第四节 工况监控和智能化……………………………………………………… 81第五节 本章小结与展望………………………………………………………… 88第四章 机床的进给驱动……………………………………………………………… 90第一节 概述……………………………………………………………………… 90第二节 导轨系统………………………………………………………………… 92第三节 直线进给………………………………………………………………… 99第四节 圆周进给和回转圆工作台 …………………………………………… 108第五节 测量传感系统…………………………………………………………… 115第六节 本章小结与展望 ……………………………………………………… 118 第五章 机床的数字控制……………………………………………………………… 121第一节 概述……………………………………………………………………… 121第二节 开放式数控系统 ……………………………………………………… 126第三节 人机界面及其二次开发 ……………………………………………… 131第四节 数控核心 ……………………………………………………………… 137第五节 进给驱动的控制 ……………………………………………………… 144第六节 数控系统典型案例分析………………………………………………… 149第七节 本章小结与展望 ……………………………………………………… 155第六章 机床的几何精度和测量……………………………………………………… 158第一节 概述……………………………………………………………………… 158第二节 机床几何误差的分析…………………………………………………… 162第三节 机床几何精度设计与案例……………………………………………… 168第四节 几何精度的检测与补偿 ……………………………………………… 177第五节 本章小结与展望 ……………………………………………………… 186第七章 机床的动态性能及其优化…………………………………………………… 189第一节 概述……………………………………………………………………… 189第二节 建模、仿真和优化……………………………………………………… 193第三节 动态性能的测试………………………………………………………… 199第四节 切削颤振及其抑制……………………………………………………… 208第五节 本章小结与展望 ……………………………………………………… 214第八章 机床的热性能设计…………………………………………………………… 217第一节 概述……………………………………………………………………… 217第二节 机床的温升及温度分布 ……………………………………………… 218第三节 机床热性能的测试……………………………………………………… 221第四节 机床热变形的控制 …………………………………………………… 225第五节 机床热性能的建模和仿真 …………………………………………… 229第六节 机床热误差的补偿……………………………………………………… 237第七节 本章小结与展望 ……………………………………………………… 242第九章 机床的工业设计………………………………………………………………245第一节 概述……………………………………………………………………… 245 第二节 机床的人因工程设计…………………………………………………… 247第三节 机床的宜人性设计……………………………………………………… 253第四节 机床的外观设计 ……………………………………………………… 257第五节 外观设计的应用案例…………………………………………………… 263第六节 本章小结与展望………………………………………………………… 268第十章 机床的节能和生态设计……………………………………………………… 272第一节 概述……………………………………………………………………… 272第二节 机床的生态影响 ……………………………………………………… 280第三节 机床的能耗、能效和节能 …………………………………………… 284第四节 减排与变废为宝………………………………………………………… 291第五节 生态机床的典型案例 ………………………………………………… 294第六节 本章小结与展望………………………………………………………… 298第十一章 虚拟机床 ………………………………………………………………… 302第一节 概述……………………………………………………………………… 302第二节 数字样机：建模和仿真………………………………………………… 305第三节 可视化和虚拟现实……………………………………………………… 311第四节 虚拟机床的应用案例 ………………………………………………… 318第五节 本章小结与展望………………………………………………………… 324第十二章 机床创新产品的案例……………………………………………………… 327第一节 高精密和超精密机床 ………………………………………………… 327第二节 微机床和桌面工厂 …………………………………………………… 337第三节 复合加工机床 ………………………………………………………… 344第四节 倒置加工机床 ………………………………………………………… 349第五节 并联运动机床 ………………………………………………………… 356第六节 重型和超大型机床……………………………………………………… 361第七节 本章小结与展望 ……………………………………………………… 367致谢……………………………………………………………………………………… 371

本书是一本全面阐述现代数控机床发展新理念、新进展、新结构和新方法，同时具有前瞻性、可读性和实用性，内容新颖、图文并茂、资料详实的专著。全书共 12 章，大体上分为五部分。第一部分是现代数控机床的组成，包括绪论、机床的总体配置和结构设计、机床的主轴单元、机床的进给驱动和机床的数控系统；第二部分是机床的性能设计，包括机床的几何精度和测量、机床的动态性能及其优化和机床的热性能设计；第三部分是机床的工业设计、机床的节能和生态设计；第四部分是虚拟机床；第五部分是机床创新产品的案例。本书可供从事机床设计和制造的工程技术人员、生产管理和市场营销人员作案头参考，也可作为高等院校的机械制造及其自动化等专业师生的教学和科研参考书。