1.1.2 加工原理

机床上的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动，简称成形运动或切削运动。数控加工是指数控机床按照数控程序所确定的轨迹（称为数控刀轨）进行表面成形运动，从而加工出产品的表面形状。图1-1和图1-2分别是一个平面轮廓加工和一个曲面加工的切削示意图。

图1-1　平面轮廓加工切削示意图

图1-2　曲面加工切削示意图

数控刀轨是由一系列简单的线段连接而成的折线，折线上的结点称为刀位点。刀具的中心点沿着刀轨依次经过每一个刀位点，从而切削出工件的形状。

刀具从一个刀位点移动到下一个刀位点的运动称为数控机床的插补运动。由于数控机床一般只能以直线或圆弧这两种简单的运动形式完成插补运动，因此数控刀轨只能是由许多直线段和圆弧段将刀位点连接而成的折线。

数控编程的任务是计算出数控刀轨，并以程序的形式输出到数控机床，其核心内容就是计算出数控刀轨上的刀位点。

在数控加工误差中，与数控编程直接相关的有两个主要部分。

（1）刀轨的插补误差：由于数控刀轨只能由直线和圆弧组成，因此只能近似地拟合理想的加工轨迹，如图1-3所示。

图1-3　加工刀轨

（2）残余高度：在曲面加工中，相邻两条数控刀轨之间会留下未切削区域，如图1-4所示，由此造成的加工误差称为残余高度，它主要影响加工表面的粗糙度。

图1-4　加工残余高度

刀具的表面成形运动通常分为主运动和进给运动。主运动指机床的主轴转动，其运动质量主要影响产品的表面粗糙度。进给运动是主轴相对工件的平动，其传动质量直接关系到机床的加工性能。

进给运动的速度和主轴转速是刀具切削运动的两个主要参数，对加工质量、加工效率有重要的影响。