数控加工与普通机床加工工艺的比较分析

目录

绪论..................................................

1.1课题设计的背景...............................

1.2数控技术发展的历程............................

1.3数控系统发展的前景............................

1.4我国数控系统发展的现实状况...................

工艺的对比............................................

2.1数控加工工艺分析与一般机床加工工艺...........

2.2数控加工与一般加工内容的差异.................

2.3数控加工零件的工艺性分析与一般加工的工艺性分析对比

2.4加工工艺路线的对比分析........................

2.5、工序加工余量确实定（难点）..................

2.6、工序尺寸及其偏差确实定......................

2.7机械加工精度及表面质量......................

小结..................................................

道谢..................................................

参照文献..............................................

绪论

1.1课题设计的背景

什么是数控技术？数控技术是指用数字、文字和符号构成的数字指令来实现

一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的一般是位置、角度、速度等机

械量和与机械能量流向有关的开关量。数控口勺产生依赖于数据载体和二进制形式

数据运算的出现。1923年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以

纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工

学院进行了数据迅速运算和传播，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统

的基础。数控技术是与机床控制亲密结合发展起来日勺。1952年，第一台数控机床

问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推进了自动化日勺发展。

目前，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控

制口勺技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。

由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路构成的数控装置，使输入数据的存贮、

处理、运算、逻辑判断等多种控制机能日勺实现，均可通过计算机软件来完毕。

数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综

合应用计算机、自动控制、自动检测及精密...加工精度高，质量轻易保证,发展前

景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。

1.2数控技术发展的历程

数控(NC)阶段在1952〜1970年，初期计算机的运算速度低，对当时的科学

计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制日勺规定。人们不得不采用

数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控

(HARD-WIREDNC),简称为数控(NC)。伴随元器件时发展，这个阶段历经了三代,

即1952年的第一代一一电子管；1959年的第二代一一晶体管；1965年的第三代

---小规模集成电路。

计算机数控(CNC)阶段(1970年〜目前)到1970年,通用小型计算机业已

出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的关键部件，从此进入了计算

机数控(CNC)阶段。到1971年,美国INTEL企业在世界上第一次将计算机的两

个最关键的部件一一运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片

上，称之为微处理器，又可称为中央处理单元。

到1974年微处理器被应用于数控系统。这是由于小型计算机功能太强，控制

一台机床能力有富裕，不如采用微处理器经济合理。并且当时的小型机可靠性也

不理想。初期的微处理器谏度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器构造来处

理。

到了1990年，PC机的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统关

键部件口勺规定。数控系统从此进入了基于PC的阶段。

总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代一一小型计算机;

1974年口勺第五代一一微处理器和1990年的第六代一一基于PCo

1.3数控系统发展的前景

数控技术的应用不仅给老式制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业

化口勺象征，并且伴随数控技术的不停发展和应用领域的扩大，他对国计民生日勺某

些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要日勺作用，由于这

些行业所需装备的数字化已是现代发展日勺大趋势。从目前世界上数控技术及其装

备发展日勺趋势来看，其重要研究热点有如下几种方面（1〜4）。

高速、高精加工技术及装备的新趋势？

效率、质量是先进制造技术日勺主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,

提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术

研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（cirp）将其确定为

二H^一世纪的中心研究方向之一。

在新车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，并且多品种加工是转

车装备必须处理的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为

薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的

状况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的

措施来制造机翼、机身等大型零件来替代多种零件通过众多口勺伽钉、螺钉利其他

联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出

了高速、高精和高柔性的规定。

从emo2023展会状况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,

空运行速度可达lOOm/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽

车企业，已经采用以高速加工中心构成的生产线部分替代组合机床。美国

Cincinnati企业的hypermach机床进给速度最大达60m/min,迅速为1OOrn/niin,

加速度达2g,主轴转速已达60?000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,

而同样口勺零件在一般高速铳床加工需3h,在一般铳床加工需8h；德国dmg企业的

双主轴车床日勺主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近23年来，一般级数控机床的I加工精度已由10um提高到

5um,精密级加工中心则从3〜5um,提高到1〜1.5um,并且超精密加工精度已

开始进入纳米级（0.01um）。?

在可靠性方面，国外数控装置的mtbf值已达6?000h以上，伺服系统的Imtbf

值抵达30000h以上，体现出非常高的可靠性。？

为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了

迅速的发展，应用领域深入扩大。

1.4我国数控系统发展的现实状况

机床产业是国民经济发展的基础，装备制造业发展的重中之重。《国家中长期

科学和技术发展规划纲要（2023-2023年）》将“高档数控机床与基础制造装备”

确定为16个科技重大专题之一。通过国家有关计划的支持，我国在数控机床关键

技术研究方面有了较大突破，发明了一批具有自主知识产权口勺研究成果和关键技

术。重要体目前如下几种方面：

（1）中高档数控机床口勺开发获得了较大进展，在五轴联动、复合加工、数字

化设计以及高速加工等一批关键技术上获得了突破，自主开发了包括大型、五轴

联动数控加工机床，精密及超精密数控机床以及一大批专门化高性能机床，并形

成了一批中等数控机床产业化基地。

（2）关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高，功能逐渐完善，部

分性能指标靠近国际先进水平，形成了一批具有自主知识产权的功能部件。开发

出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电

机、数控转台、刀库与机械手、A/C轴数控铳头、高速工具系统、数字化量仪等

高性能功能部件样机，其中有欧I品种已实现小批量生产。

（3）中高档数控系统开发研究与应用获得一定成果。通过自主研发或与国外

开展技术合作，在中等数控系统的开发和生产上获得明显进展。初步处理了多坐

标联动、远程数据传播等技术难题；为适应数控系统的配套规定，相继开发出交

流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统，并形成了系列化产品。

与国外的差距

（1）高档数控机床时国内供应能力局限性。

尽管我国机床行业近年米获得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消

费和生产的构造性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超

过低级机床。但国产数控机床以低级为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。

（2）自主创新能力局限性。

长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作重要在行业性的研究

院所进行。能力微弱，技术创新投入局限性，引进消化吸取能力差，低水平生产

能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通

过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了某些先进数控技术，但缺乏

对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业口勺市场响应速度慢。

（3）产品质量、可靠性及服务等能力不强。

国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。

在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF与国际先进数控系统相差较大。国

产数控车床、加工中心淤JMTBF与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面,

绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服

务、迅速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化日勺规定。

（4）功能部件发展滞后。

机床是由多种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数

控伺服系统等）在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的I

重要构成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是互相依赖、共同

发展的，因此功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功

能部件已经有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，

其中个别产品的制造水平靠近国际先进水平。但整体上，我国机床功能部件发展

缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标［1勺综合状况还不过硬。目前,

滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低级数控机床的配套需要。

衡量数控机床水平口勺高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依

赖讲口。

我国数控机床的发展方略

以轿车制造业为代表的汽车及其零部件制造业、以航空航天为代表的高新技

术产业口勺加速发展，为机床制造业带来了巨大商机。同步，要满足我国重大基础

制造和国防工业领域对高档数控机床的巨大需求，挣脱对国外高档数控机床口勺依

赖及垄断，必须突破高档数控机床及对应高性能功能部件的关键技术。我国数控

机床的发展需要以市场需求为导向，主机为牵引，统筹考虑数控系统与功能部件、

关键部件与主机，推行数字制造；以功能部件为基础，以共性技术为支撑，加速

振兴我国机床制造业。

（1）提高数控机床产品日勺自主开发、制造能力。

对于我国这样一种制造业大国，必须迅速提高数控机床产品日勺自主开发、制

造能力。共性和关键技术攻关必须与数控机床和功能部件的基地建设有机结合，

要以高档数控机床发展为主攻目的，提高整机可靠性和产业化水平，提高国产数

控系统和关键功能部件的配套能力，尤其是要提高在国产中高档数控机床中日勺配

套能力；加强数控机床基础开发理论的研究、基础工艺技术研究及应用软件开发,

搞好行业原则和专利工作，为数控机床产'也发展扎实基础。

（2）以功能部件为基础，以关键共性技术为支撑。

数控系统、功能部件、关键部件是发展高档数控机床的基础，目前我国在这

方面发展十分微弱，已成为制约数控机床发展MJ瓶颈，必须加紧发展，提高专业

化、批量化生产技术水平和能力。产品的发展和自主创新能力的提高必须依赖于

关键技术的掌握，依赖于共性技术的支撑。基础技术研究是机床整体水平提高I肉

前提和保障，是机床设计的关键和基础，对于我国机床行业迈上新台阶，处理机

床开发中低水平反复和附加值低等瓶颈问题具有重要意义。（3）加紧技术引进与

国际合作。

为了较快得到最新技术，企业可直接与国外科研院所和国外一流企业合资、

合作，以市场换技术，以有限的资金换取无限的发展，实现主流产品生产的高起

点、成批量、专业化。在引进与合作过程中，需要加强引进技术的消化吸取与再

创新。某些领域，与国外差距较大，国外先进技术有引进的也许，则通过引进技

术，加强消化吸取，实现再创新，满足顾客口勺需求。在技术基础很好的领域，集

成现已形成一定优势的技术，与顾客结合，产学研结合，开发满足顾客需要口勺产

品，形成技术创新能力，力争在原始创新上获得突破。

工艺的对比

2.1数控加工工艺分析与一般机床加工工艺

首先选择适合数控加工的零件，具有什么样特点的零件适合在数控机床上加

工那？

1、最适应类

①形状复杂，加工精度规定高，通用机床无法加工或很难保证加工质量

的零件；

②具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；

③具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件；

④必须在一次装夹中完毕铳、镇、钱、钱或攻丝等多工序的本件。

对于此类零件，应把采用数控加工作为首选方案，不要过多地考虑生产

率与成本问题。

2、较适应类

①零件价值较高，在通用机床上加工时不保险。

②在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件；

③需要多次更改设计后才能定型的零件；

④在通用机床上加工需要作长时间调整的零件；

⑤用通用机床加工时，生产率很低或工人体力劳动强度很大的零件。

此类零件在分析其可加工性的基础上，还要综合考虑生产效率和经济效

益，可作为数控加工的重要选择对象。

然而一般机床加工日勺机械零件具有如下特点:

①生产批量大日勺零件(不排除其中个别工序采用数控加工)；

②装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；

③加工余量极不稳定、并且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件

坐标位置的I零件；

2.2数控加工与一般加工内容的差异

①通用机床无法加工的内容应作为优先选择的内容；

②通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择的内容；

③通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大n勺内容，可在数控机

床尚存富余能力的基础上进行选择。

下列内容不合适选择采用数控加工：

①需要在机床上进行较长时间调整口勺加工内容，例如以毛坯的粗基准定

位来加工第一种精基准的工序：

②数控编程取数困难、易于和检查根据发生矛盾的型面、轮廓；

③不能在一次安装中完毕加工口勺其他零星加工表面，采用数控加工又很

麻烦，可采用通用机床补加工；

④加工余量大而又不均匀的粗加工。

2.3数控加工零件的工艺性分析与一般加工的工艺性分析对比

在数控加工与一般加工分析是相似口勺都要遵照如下特点：

(1)零件图的分析，在数控加工与一般加工向对零件图口勺分析是想通的都要

遵照如下特点:

①尺寸标注措施分析：应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。

②零件图日勺完整性与对的性分析：务必要分析几何元素日勺给定条件与否

充足。

③零件技术规定分析：指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度

及热处理等。

④零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的

材料。

（2）零件的构造工艺性分析

出发点：加工轻易，节省工时和材料。详细内容如下：

①零件的内腔和外形最佳采用统一口勺几何类型和尺寸，这样可以减少刀

具规格和换刀次数，使编程以便，提高生产效率。

②内槽圆角向大小决定着刀具直径口勺大小，因此内槽圆角半径不应太小。

一般R<0.2H时，可以鉴定零件该部位口勺工艺性不好

③零件铳槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。

④应采用统一的基准定位。

2.4加工工艺路线的对比分析

1、加工阶段的划分：零件口勺加工精度是逐渐抵达的，按工序性质不同样分为

粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。

①粗加工阶段其任务是切除毛坯上大部分多出的金属，使毛坯在形状和

尺寸上靠近零件成品，因此，重要目的是提高生产率。

②半精加工阶段其任务是使重要表面抵达一定的精度，留有一定的精加

工余量，为重要表面的精加工（如精车、精磨）做好准备。并可完毕某些次要表

面加工，如扩孔、攻螺纹、铳键槽等。

③精加工阶段其任务是保证各重要表面抵达规定的尺寸精度和表面粗糙

规定。重要目的是全面保证加工质量。

④光整加工阶段对零件上精度和表面粗糙度规定很高（IT6级以匕表

面粗糙度为RaO.211m如下）的表面，需进行光整加工，其重要目的是提高尺寸精

度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度。

2、划分加工阶段的目的：①保证加工质量：②合理使用设备；③便于及时

发现毛坯缺陷；④便于安排热处理工序。

3、工序划分的原则

①工序集中原则：每道工序包括尽量多的加工内容，从而使工序的总数

减少。不适合于大批量生产。

采用工序集中原则的长处是：有助于采用高效的专用设备和数控机床，

提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组织工作：

减少机床数量、操作工人数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅保证了各加工

表面间口勺互相位置精度，并且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。但专用设

备和工艺装备投资大、调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不利于转产。

②工序分散原则：将工件口勺加工分散在较多的工序内进行，每道工序的

加工内容很少。适合于大批量生产。

采用工序分散原则的长处是：加工设备和工艺装备构造简朴，调整和维

修以便，操作简朴，转产轻易；有助于选择合理时切削用量，减少机动时间。但

工艺路线较长，所需设备及工人人数多，占地面积大。

、在数控机床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分措施：

①按所用刀具划分：以同一把刀具完毕的那一部分工艺过程为i道工序。

②按安装次数划分：以一次安装完毕的那一部分工艺过程为一道工序。

③按粗、精加工划分：粗加工为一道工序，精加工为一道工序。

④按加工部位划分：以完毕相似型面的那一部分工艺过程为一道工序。

4、切削加工次序安排应遵照口勺原则

①基面先行原则

②先粗后精原则

③先主后次原则

④先面后孔原则

数控加工工序的设计对比

5、确定走刀路线时重要考虑：

①对点位加工的数控机床，要考虑尽量缩短走刀路线，以减少空程时间,

提高加工效率。

②为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度规定，最终轮廓应安排最终一次

走刀持续加工。

③刀具的进退刀路线须认真考虑，要尽量防止在轮廓处停刀或垂直切人

切出工件。

④铳削封闭的凹轮廓时，刀具的切人或切出不容许外延，最佳选在两面

的交界处。

⑤旋转体类零件附加工，合理制定粗加工路线，至关重要。

6、定位与夹紧方案确实定

工件的定位基准与夹紧方案确实定，应遵照定位基准的选择原则与工件

夹紧的基本规定。此外，还应当注意下列三点：

①力争设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重叠误差和

数控编程中的计算工作量。

②设法减少装夹次数，以减少装夹误差，提高加工表面互相位置精度。

③防止采用占机人工调整式方案，以免占机时间太多，影响加工效率。

7、夹具的选择

数控加工的特点对夹具提出了两个基本规定：一是保证夹具的坐标方向

与机床『、J坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外,

重点考虑如下几点：

①单件小批量生产时，优先诜用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具：

②在成批生产时，才考虑采用专用夹具；

③零件的装卸要迅速、以便、可靠；

④夹具上各零部件应不阻碍机床对零件各表面的加工；

⑤批量较大的零件加工可以采用多工位、气动或液压夹具。

4、刀具日勺选择

刀具的选择应考虑工件材质、加工轮廓类型、机床容许的切削用量和刚

性以及刀具耐用度等原因，应优先选用原则刀具。

5、机床口勺选择

①机床的类型应与工序划分的原则相适应

②机床的重要规格尺寸应与工件的外形尺寸和加工表面日勺有关尺寸相适

应

③机床的精度与工序规定的加工精度相适应

8、量具日勺选择

数控加工重要用于单件小批生产，一般采用通用量具；成批生产和大批

大量生产中部分数控工序,应采用多种量规和某些高生产率的专用检具与量仪等。

量具精度必须与加工精度相适应。

2.5、工序加工余量确实定（难点）

（1）加工余量的概念

指加工过程中，所切去的金属层厚度。分工序加工余量（相邻两工序的

工序尺寸之差）和加工总余量（毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差），加工总余量等

于各工序加工余量之和。

注意：平面『、J加工余量是单边余量，而内孔与外圆口勺加工余量是双边余

量。

（2）影响加工余量［1勺原因

①上工序表面粗糙度和缺陷层

②上工序口勺尺寸公差

③上工序口勺形位误差

④本工序的装夹误差

（3）确定加工余量的措施

①经验估算法凭借工艺人员的实践经验估计加工余量，所估余量一般偏

大，仅用于单件小批生产。

②查表修正法先从加工余量手册中查得所需数据，然后再结合工厂得实

际状况进行合适修正。此措施目前应用最广。

③分析计算法根据加工余量的计算公式和一定日勺试验资料，对影响加工

余量的各项原因进行综合分析和计算来确定加工余量的一种措施。合用于宝贵材

料和军工生产。

（4）确定加工余量时应当注意的几种问题

①采用最小加工余量原则在保证加工精度和加工质量的前提卜，余量越

小越好，以缩短加工时间、减少材料消耗、减少加工费用。

②余量要充足防止因余量局限性而导致废品。

③余量中应包括热处理引起的变形

④大零件取大余量零件愈大，切削力、内应力引起FI勺变形愈大。因此工

序加工余量应取大某些，以便通过本道工序消除变形量。

⑤总加工余量（毛坯余量）和工序余量要分别确定总加工余量的大小与

所选择口勺毛坯制造精度有关。粗加工工序的加工余量不能用查表法确定，应等于

总加工余量减去其他各工序的余量之和。

2.6、工序尺寸及其偏差确实定

（1）基准重叠时工序尺寸及其公差的计算

计算措施是由最终一道工序开始向前推算，详细环节：

①确定毛坯总余量和工序余量（查表法或经验估算法）。

②确定工序公差。最终工序公差等于零件图上设计尺寸公差，其他工序

尺寸公差按经济精度确定。

③计算工序基本尺寸。从零件图上H勺设计尺寸开始向前推算，直至毛坯

尺寸。最终工序尺寸等于零件图的基本尺寸，其他工序尺寸等于后道工序基本尺

寸加上或减去后道工序余量。

④标注工序尺寸公差。最终一道工序的公差按零件图设计尺寸公差标注,

中间工序尺寸公差按“入体原则”（公差带在零件实体材料之内，即轴上偏差为

0、孔下偏差为0）标注，毛坯尺寸公差按双向标注。

借助尺寸链计算理论知识。规定掌握尺寸连基本概念、特性，能用极值法求

解简朴尺寸链。

①工艺尺寸链的概念：由互相联络且按一定次序排列的尺寸构成的封闭

链环。

②工艺尺寸链的特性：关联性、封闭性。

③工艺尺寸链的构成：

封闭环一一由其他尺寸最终间接得到的尺寸

增环一一当某一构成环增大时，若封闭环也增大，则称该构成环为增环

减环一一当某一构成环增大时，若封闭环减小，则称该构成环为减环

④工艺尺寸链口勺基本计算公式（极值法）：

注意：

1、尺寸链计算的关键是对的鉴定封闭环。

2、在极值算法中，封闭环的公差不不大于任一构成环的公差。当封闭环

的公差一定期，若构成环数目较多，各构成环的公差就会过小，导致加工困难。

因此，分析尺寸链时，应使尺寸链的构成环数目为至少，即遵照尺寸链最短原则。

对刀点与换刀点的选择

数控机床的对到点选择原则“对刀点”是数控加工时刀具相对零件运动H勺起

点，又称“起刀点”，也就是程序运行日勺起点。对刀点选定后，便确定了机床坐

标系和零件坐标系之间口勺互相位置关系。

刀具在机床上的位置是由“刀位点”的位置来体现口勺。不同样的刀具，

刀位点不同样。对平头立铳刀、端铳刀类刀具，刀位点为它们的底面中心；对钻

头，刀位点为钻尖，对球头铳刀，则为球心；对车刀、镶刀类刀具，刀位点为其

刀尖。对刀点找正的精确度直接影响加工精度，对刀时，应使“刀位点”与“对

刀点”一致。

对刀点选择的原则，重要是考虑对刀点在机床上对刀以便、便于观测和

检测，编程时便于数学处理和有助于简化编程“对刀点可选在零件或夹具上。为

提高零件MJ加工精度，减少对刀误差，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺

基准上。如以孔定位的零件，应将孔的中心作为对刀点。对车削加工，则一般将

对刀点设在工件外端面口勺中心上。

对数控车床、镇铳床、加工中心等多刀加工数控机床，在加工过程中需要进

行换刀，故编程时应考虑不同样工序之间的换刀位置（即换刀点）。为防止换刀时

刀具与工件及夹具发生干涉，换刀点应设在工件时外部。

2.7机械加工精度及表面质量

1加工精度和表面质量的基本概念

（1）加工精度

加工精度是指零件加工后日勺实际儿何参数（尺寸、几何形状和互相位置）

与理想几何参数相符合的程度。

加工精度包括三个方面：①尺寸精度；②几何形状精度；③互相位置精

度。

（2）表面质量

表面质量是指零件加工后的表层状态，它是衡量机械加工质量的一种重

要方面。表面质量包括如下几种方面。

①表面粗糙度指零件表面微观几何形状误差。

②表面波纹度指零件表面周期性的几何形状误差。

③冷作硬化表层金属因加工中塑性变形而引起的硬度提高现象。

④残存应力表层金属因加工中塑性变形和金相组织口勺也许变化而产生的

内应力。

⑤表层金相组织变化表层金属因切削热而引起n勺金相组织变化。

2表面质量对零件使用性能的影响

理解表面质量对零件三方面性能的影响：

（1）对零件耐磨性口勺影响

（2）对零件疲劳强度的影响

（3）对零件配合性质的影响

3影响加工精度的原因及提高精度口勺措施

（1）产生加工误差的原因

①加工原理误差

②工艺系统的儿何误差

③工艺系统受力变形引起的误差

④工艺系统受热变形引起时误差

⑤工件内应力引起日勺加工误差

⑥测量误差

(2)减少加工误差的措施

①减少工艺系统受力变形的措施

a.提高接触刚度，改善机床重要零件接触面的配合质量，如机床导轨及

装配面进行刮研；

b.设辅助支承，提高局部刚度，如细长轴加工时采用跟刀架，提高切削

时口勺刚度；

c.采用合理啊装夹措施，在夹具设计或工件装夹时，必须尽量减少弯曲

力矩；

d.采用赔偿或转移变形的措施。

②减少和消除内应力的措施

a.合理设计零件构造，设计零件时尽量简化零件构造、减小壁厚差、提

高零件刚度等；

b.合理安排工艺过程，如粗精加工分开，使粗加工后有充足的时间让内

应力重新分布，保证工件充足变形，再经精加工后，就可减少变形误差；

c.对工件进行热处理和时效处理。

③减少工艺系统受热变形日勺措施

a.机床构造设计采用对称式构造；

b.采用积极控制方式均衡关键件的温度；

c.采用切削液进行冷却；

d.加工前先让机床空转一段时间，使之抵达热平衡状态后再加工；

c.变化刀具及切削参数；

f.大型或长工件，在夹紧状态下应使其末端能自由伸缩。

3影响表面粗糙度的原因及改善措施

①工件材料：一般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度较大；晶粒

组织越大，加工表面粗糙度越大。调质或正火处理，可获得均匀细密的晶粒组织。

②切削用量：进给量越大，残留面积高度越高，零件表面越粗糙。因此,

减小进给量可有效地减小表面粗糙度；采用低速或高速切削塑性材料，可有效地

防止积屑瘤的产生，这对减小表面粕糙度有积极作用。

③刀具几何参数：减小主偏角kr和副偏角kr。，或增大刀尖圆弧半径

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