摘要数控（英文名字：Numerical Control 简称：NC）技术是指用数字、文字和符号组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。

数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。

数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。

通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。

NC编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。

数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。

机床夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。

按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。

机械产品的使用性能的提高和使用寿命的增加与组成产品的零件加工质量密切相关，零件的加工质量是保证产品质量基础。

衡量零件加工质量好坏的主要指标有：加工精度和表面粗糙度。

本文通过对影响零件表面粗糙度的因素、零件表面层的物理力学性能（表面冷作硬化、残余应力、金相组织的变化与磨削烧伤）、表面质量影响零件使用性能等因素的分析和研究，来提高机械加工表面质量的工艺措施。

关键词：数控，车床，编程，加工，机械加工，表面质量，影响因素，控制措施目录摘要 (1)目录 (2)第1章引言 (2)第2章概述 (3)2.1 数控机床简介 (3)2.2 表面质量简介 (5)2.2.1 机械加工 (5)2.2.2 零件的失效 (5)2.2.3 磨削烧伤 (5)2.2.4 表面冷作硬化 (5)第3章数控加工工艺及数控编程方法 (6)3.1 数控加工工艺 (6)3.2 工序与工布的划分 (6)3.2.1 工序的划分 (6)3.2.2 工步的划分 (7)3.3 数控编程的概念与步骤 (7)3.4 数控车床程序的编制 (8)3.5 切屑用量的选择 (9)3.6 数控加工刀具的选择 (10)3.6.1 刀具特点 (10)3.6.2 刀具材料 (10)3.6.3 刀具选择 (11)3.7 数控加工夹具的选择 (12)3.7.1 夹具的分类与选用 (12)3.7.2 工件在数控车床上的装夹 (12)第4章工件表面质量的影响因素分析 (14)4.1 加工过程对表面质量的影响 (14)4.1.1 工艺系统的振动对工件表面质量的影响 (14)4.1.2 刀具几何参数、材料和刃磨质量对表面质量的影响 (14)4.1.3 切削液对表面质量的影响 (14)4.1.4 工件材料对表面质量的影响 (14)4.1.5 切削条件对工件表面质量的影响 (15)4.1.6 切削速度对表面粗糙度的影响 (15)4.1.7 磨削加工对表面质量的影响 (15)4.1.8 影响工件表面物理机械性能的因素 (16)4.2 使用过程中影响表面质量的因素 (17)4.2.1 耐磨性对表面质量的影响 (17)4.2.2 疲劳强度对表面质量的影响 (17)4.2.3 耐蚀性对表面质量的影响 (17)4.3 表面质量对零件使用性能的影响 (17)4.3.1 表面质量对零件耐磨性的影响 (18)4.3.2 表面质量对零件疲劳强度的影响 (18)4.3.3 表面质量对零件耐腐蚀性能的影响 (18)4.3.4 表面质量对零件间配合性质的影响 (19)4.3.5 表面质量对零件其他性能的影响 (19)第5章控制表面质量的途径及措施 (19)5.1 降低表面粗糙度的加工方法 (19)5.1.1 超精密切削和低粗糙度磨削加工 (20)5.1.2 采用超精密加工、珩磨、研磨等方法作为最终工序加工 (20)5.2 改善表面物理力学性能的加工方法 (22)5.3 提高机械加工工件表面质量的措施 (23)第6章零件加工编程实例 (25)6.1 零件的工艺分析 (25)6.2 确定加工路线 (26)6.3 制定加工方案 (26)6.4 选择刀具及对刀 (26)6.5 确定工件坐标系、对刀点和换刀点 (26)第7章结论 (28)参考文献 (29)第1章引言数控技术是先进制造技术的基础，它是综合应用了计算机、自动控制、电气传动、自动检测、精密机械制造和管理信息等技术而发展起来的高新科技。

作为数控加工的主体设备，数控机床是典型的机电一体化产品。

数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。

随着工业技术的飞速发展机械化生产以走进各大小企业，与之息息相关的就是各式各样的机器。

而机器是由机械零件装配而成，机器的失效是由个别零件的失效而造成的，其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能。

而通过研究与生产实践证明，零件的失效大都从表面开始，零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。

因此，正确地理解零件表面质量内涵，分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素，通过改变这些因素从而改善工件表面质量，提高产品的使用性能及对未来机械行业的发展具有重要的意义。

随着机械行业在社会中占得地位越来越重，人们对机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，零件表面的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。

一个零件的失效或者突然间损坏，其原因除了少数因设计不周而强度不够，或者是由于偶然的事故引起超负荷而造成了失效或损坏以外，大多数都是由于磨损、受到外界环境的腐蚀或疲劳破坏。

磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面，或是从零件表面开始的。

因此，加工表面质量将直接影响到零件的使用性能，因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。

本文讨论数控车床的零件加工工艺以及零件机械加工表面质量的影响因素及控制方法，主要以FANUC数控系统为例，结合典型零件对数控车零件进行讲解。

主要内容包含数控车床的编程方法、编程的注意事项、加工工艺分析、刀具的选用、刀位轨迹计算、表面质量影响因素、表面质量控制方法等。

第2章概述2.1 数控机床简介（一）数控机床简介数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。

数控机床种类繁多，由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。

（二）数控机床特点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。

与普通机床相比，数控机床有如下特点：1、加工精度高，具有稳定的加工质量；2、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4、机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；6、对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

（三）数控机床的组成数控机床一般由下列几个部分组成：1、主机，他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。

他是用于完成各种切削加工的机械部件。

2、数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

3、驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。

他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。

当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

4、辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。

它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

5、编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

（四）数控机床发展趋势高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。

主要表现在以下方面。

1、机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。

“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。

2、智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。

如：自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品质。

3、机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。

机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用。

4、精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.05μm左右。

超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05μm左右，形状精度可达0.01μm左右。

采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001μm）。

通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。

5、功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。

全数字交流伺服电机和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大的提高数控机床的技术水平。