高速切削加工 數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文

畢業(yè)論文題目高速切削加工專業(yè)數(shù)控加工與維護(hù)工程班級(jí)07大專數(shù)控（三）班學(xué)生xxx指導(dǎo)教師楊紅朗西安工業(yè)大學(xué)函授部二00九年摘要

改革開(kāi)放20年來(lái)，我國(guó)機(jī)電工業(yè)引進(jìn)了大量的先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝裝備，機(jī)電工業(yè)的產(chǎn)值、利潤(rùn)占整個(gè)工業(yè)的25%左右。目前我國(guó)與WTO成員的貿(mào)易額已占我國(guó)

但從整體來(lái)看，我國(guó)機(jī)電工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，總體技術(shù)水平的差距達(dá)15-20年。加入WTO后，政府對(duì)企業(yè)的管理和企業(yè)自身的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)行為，都要遵循WTO的有關(guān)原則，企業(yè)所面臨的外部環(huán)境將發(fā)生重大變化，加入WTO對(duì)整個(gè)機(jī)電行業(yè)的影響是很深的。

由于我國(guó)機(jī)電工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)尚不合理，各地的重復(fù)建設(shè)，導(dǎo)致地區(qū)結(jié)構(gòu)趨同化傾向十分明顯，技術(shù)水平低、生產(chǎn)工藝落后、浪費(fèi)嚴(yán)重、企業(yè)達(dá)不到經(jīng)濟(jì)合理的生產(chǎn)規(guī)模，進(jìn)而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低下。加入WTO的沖擊會(huì)直接波及到那些效益差、長(zhǎng)期虧損的企業(yè)，而那些依靠關(guān)稅和非關(guān)稅措施保護(hù)的行業(yè)，也同樣會(huì)受到?jīng)_擊。同時(shí)，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加強(qiáng)，某些行業(yè)的利潤(rùn)率會(huì)下降，長(zhǎng)線產(chǎn)品的生產(chǎn)將會(huì)得到相應(yīng)的抑制。那些管理落后、效益低下的企業(yè)必然要進(jìn)行資產(chǎn)重組。從這個(gè)意義上看，加入WTO，也為我國(guó)機(jī)電工業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問(wèn)題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過(guò)程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文從高速加工的歷史及現(xiàn)狀入手，詳細(xì)地介紹了高速加工的特點(diǎn)及高速加工的主要的應(yīng)用領(lǐng)域。并詳盡地指出高速加工編程不同于普通CNC加工的一般編程，并分析了現(xiàn)階段內(nèi)外高速加工數(shù)控編程的現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)發(fā)展高速加工的方向具有一定的參考作用。

本文還較為詳盡地介紹了高速加工數(shù)控程序的國(guó)際通用的一般程序接口，可以讓人對(duì)高速加工數(shù)控程序的國(guó)際通用的一般程序接口有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)。本文還從實(shí)際加工方面，給讀者介紹了一般的高速加工數(shù)控編程策略和方法。

通過(guò)閱讀此文，讀者可以了解到什么是高速加工，高速加工的特點(diǎn)，高速加工的一般軟硬件要求。以及高速加工在未來(lái)制造業(yè)中的戰(zhàn)略意義。關(guān)鍵字：高速加工數(shù)控編程刀具目錄第一章高速切削現(xiàn)狀

2

1.3切削用量的劃分 3 .4

1.5高速加工主要應(yīng)用領(lǐng)域 4

1.6數(shù)控編程與加工技術(shù) 6

1.7高速切削技術(shù)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 6

1.8高速切削術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀技 7

第二章高速切削加工數(shù)控編程策略

2.1CAM系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算編程速度 162.2豐富的高速切削刀具軌跡策略 16第三章高速切削加工數(shù)控編程方法3.1數(shù)控編程方法 20

3.2數(shù)控加工數(shù)控程序功能 20 21結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)第一章高速切削現(xiàn)狀高速切削加工歷史高速切削加工是面向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。

高速切削是實(shí)現(xiàn)高效率制造的核心技術(shù)，工序的集約化和設(shè)備的通用化使之具有很高的生產(chǎn)效率?？梢哉f(shuō)，高速切削加工是一種不增加設(shè)備數(shù)量而大幅度提高加工效率所必不可少的技術(shù)。高速切削加工的優(yōu)點(diǎn)主要在于：提高生產(chǎn)效率、提高加工精度及降低切削阻力。

有關(guān)高速切削加工的含義，目前尚無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，通常有如下幾種觀點(diǎn)：切削速度很高，通常認(rèn)為其速度超過(guò)普通切削的5-10倍；機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速很高，一般將主軸轉(zhuǎn)速在10000-20000r/min以上定為高速切削；進(jìn)給速度很高，通常達(dá)15-50m/min，最高可達(dá)90m/min；對(duì)于不同的切削材料和所釆用的刀具材料，高速切削的含義也不盡相同；切削過(guò)程中，刀刃的通過(guò)頻率(Tooth

Passing

Frequency)接近于“機(jī)床－刀具－工件”系統(tǒng)的主導(dǎo)自然頻率(Dominant

Natural

Frequency)時(shí)，可認(rèn)為是高速切削?？梢?jiàn)高速切削加工是一個(gè)綜合的概念。

高速切削加工的特點(diǎn)(1)高速切削的加工效率高。高速切削加工允許使用較大的進(jìn)給率，比常規(guī)切削加工提高5～10倍，單位時(shí)間材料切除率可提高3～6倍，加工時(shí)間可大大減少。這樣可以用于加工需要大量切除金屬的零件，特別是對(duì)于航空工業(yè)具有十分重要的意義。(2)高速切削的切削力小。和常規(guī)切削相比，高速切削加工時(shí)切削力至少可降低30%，這對(duì)于加工剛性較差的零件來(lái)說(shuō)可減少加工變形，使一些薄壁類精細(xì)工件的切削加工成為可能。(3)高速切削的切削熱對(duì)工件的影響小。高速切削加工過(guò)程極為迅速，95%以上的切削熱量極少，零件不會(huì)由于溫升導(dǎo)致翹曲或膨脹變形。高速切削特別適用于加工容易熱變形的零件。對(duì)于加工熔點(diǎn)較低、易氧化的金屬(如鎂)，高速切削有一定意義。(4)高速切削的加工精度高。因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)時(shí)刀具切削的激勵(lì)頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的受迫振動(dòng)，保證了較好的加工狀態(tài)。由于切削力太小，切削熱影響小，使得刀具、工件變形小，保持了尺寸的精確性，另外也使得刀具工件間的摩擦變小，切削破壞層變薄，殘余應(yīng)力小，實(shí)現(xiàn)了高精度、低粗糙度加工。1.3切削用量的劃分 切削用量是指切削速度vc、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度vf）、背吃刀量ap三者的總稱，也稱為切削用量三要素。它是調(diào)整刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)位置所需的工藝參數(shù)。它們的定義如下：

切削速度vc切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。計(jì)算公式如下

vc=(πdwn)/1000(1-1)

式中vc——切削速度(m/s)；dw——工件待加工表面直徑（mm）；n——工件轉(zhuǎn)速（r/s）。在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)，如車削時(shí)以待加工ndex.html"表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)榇颂幩俣茸罡?，刀具磨損最快。

進(jìn)給量f工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具與工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量。

進(jìn)給速度vf是指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。

vf=fn（1-2）式中vf——進(jìn)給速度（mm/s）；n——主軸轉(zhuǎn)速（r/s）；

f——進(jìn)給量（mm）。

背吃刀量ap通過(guò)切削刃基點(diǎn)并垂直于工作平面的方向上測(cè)量的吃刀量。根據(jù)此定義，如在縱向車外圓時(shí)，其背吃刀量可按下式計(jì)算：ap=（dw—dm）/2（1-3）式中dw——工件待加工表面直徑（mm）；

dm——工件已"加工表面直徑（mm）。1.4高速切削的優(yōu)勢(shì)高速切削加工提高了加工速度高速切削加工以高于常規(guī)切削10倍左右的切削速度對(duì)汽車模具進(jìn)行高速切削加工。由于高速機(jī)床主軸激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“機(jī)床—刀具—工件”系統(tǒng)的固有頻率范圍，汽車模具加工過(guò)程平穩(wěn)且無(wú)沖擊。、高速切削加工生產(chǎn)效率高用高速加工中心或高速銑床加工模具，可以在工件一次裝夾中完成型面的粗、精加工和汽車模具其他部位的機(jī)械加工，即所謂“一次過(guò)”技術(shù)(OnePassMachining)。高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用大大提高了汽車模具的開(kāi)發(fā)速度。、高速切削加工可獲得高質(zhì)量的加工表面由于采取了極小的步距和切深，高速切削加工可獲得很高的表面質(zhì)量，甚至可以省去鉗工修光的工序。、簡(jiǎn)化加工工序常規(guī)銑削加工只能在淬火之前進(jìn)行，淬火造成的變形必須要經(jīng)手工修整或采用電加工最終成形?，F(xiàn)在則可以通過(guò)高速切削加工來(lái)完成，而且不會(huì)出現(xiàn)電加工所導(dǎo)致的表面硬化。另外，由于切削量減少，高速加工可使用更小直徑的刀具對(duì)更小的圓角半徑及模具細(xì)節(jié)進(jìn)行加工，節(jié)省了部分機(jī)械加工或手工修整工序，從而縮短了生產(chǎn)周期。.5、高速切削加工使汽車模具修復(fù)過(guò)程變得更加方便汽車模具在使用過(guò)程中往往需要多次修復(fù)以延長(zhǎng)使用壽命，如果采用高速切削加工就可以更快地完成該工作，取得以銑代磨的加工效果，而且可使用原NC程序，無(wú)需重新編程，且能做到精確無(wú)誤。.6高速切削加工可加工形狀復(fù)雜的硬質(zhì)汽車模具由高速切削機(jī)理可知：高速切削時(shí)，切削力大為減少，切削過(guò)程變得比較輕松，高速切削加工在切削高強(qiáng)度和高硬度材料方面具有較大優(yōu)勢(shì)，可以加工具有復(fù)雜型面、硬度比較高的汽車模具。1.5高速加工主要應(yīng)用領(lǐng)域高速切削加工技術(shù)在薄壁結(jié)構(gòu)加工的工藝優(yōu)勢(shì)，需要在切削刀具、切削用量、工藝方案、數(shù)控編程等方面采取正確的策略。從已經(jīng)取得的航空薄壁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用成果可以充分證明高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性，不僅加工效率大大提高，零件的加工質(zhì)量也得到提高。

由于現(xiàn)代飛機(jī)高性能的要求，其結(jié)構(gòu)具有輕量化、薄壁化和整體化的特點(diǎn)，并且為滿足飛機(jī)裝配以骨架零件為定位基準(zhǔn)的要求，零件須實(shí)現(xiàn)精確加工，作到具有較高的精度和表面質(zhì)量。傳統(tǒng)的低速加工方法已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代航空制造的需要。根據(jù)國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)結(jié)合航空制造技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需求，應(yīng)用高速切削加工技術(shù)成為現(xiàn)代航空制造業(yè)的必然選擇。為此，成飛近年來(lái)進(jìn)行了較為深入的應(yīng)用研究，已經(jīng)較為成功的在薄壁結(jié)構(gòu)零件加工中廣泛應(yīng)用了高速切削加工技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)、關(guān)等)，按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲(chǔ)器)，然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過(guò)程叫數(shù)控程序的編制。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工零件的區(qū)別在于控機(jī)床是按照程序自動(dòng)加工零件，而普通機(jī)床要由人來(lái)操作，我們只要改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機(jī)床特別適用于加工小批量且形狀復(fù)雜要求精度高的零件由于數(shù)控機(jī)床要按照程序來(lái)加工零件，編程人員編制好程序以后，輸入到數(shù)控裝置中來(lái)指揮機(jī)床工作。程序的輸入是通過(guò)控制介質(zhì)來(lái)的。1.7高速切削技術(shù)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀從德國(guó)Carl.J.Salomon博士提出高速切削概念，并于同年申請(qǐng)了專利以來(lái)，高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了高速切削的理論探索階段、高速切削應(yīng)用探索階段、高速切削的初步應(yīng)用階段、高速切削的較成熟階段等四個(gè)階段，現(xiàn)已在生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼投入大量人力、財(cái)力，研究開(kāi)發(fā)高速切削技術(shù)及相關(guān)技術(shù)，發(fā)展迅速。

國(guó)外近幾年來(lái)高速加工機(jī)床發(fā)展迅速，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、瑞士、英國(guó)、加拿大、意大利等國(guó)家相繼開(kāi)發(fā)了各自的高速切削機(jī)床。高速主軸是高速切削技術(shù)最重要的關(guān)鍵技術(shù)，通常采用主軸、電動(dòng)機(jī)一體化的電主軸部件，實(shí)現(xiàn)無(wú)中間環(huán)節(jié)的直接傳動(dòng)，主軸支承一般使用陶瓷軸承、靜壓軸承、動(dòng)壓軸承、空氣軸承以及油0氣潤(rùn)滑、噴射潤(rùn)滑等技術(shù)，也有使用磁力軸承的。進(jìn)給系統(tǒng)則開(kāi)始采用直線電動(dòng)機(jī)或小導(dǎo)程大尺寸高質(zhì)量的滾珠絲杠或大導(dǎo)程多頭絲杠，以提供更高的進(jìn)給速度和更好的加、減速特性，最大加速度可達(dá)2～10g。CNC控制系統(tǒng)則使用多片32位或64位CPU，以滿足高速切削加工對(duì)系統(tǒng)快速數(shù)據(jù)處理能力的要求，并采用前饋和大量超前程序段處理功能，以保證高速加工時(shí)的插補(bǔ)精度。采用強(qiáng)力高壓、高效的冷卻系統(tǒng)以解決極熱切屑問(wèn)題。采用溫控循環(huán)水(或其它介質(zhì))來(lái)冷卻主軸電動(dòng)機(jī)、主軸軸承、直線電動(dòng)機(jī)、液壓油箱、電氣柜，有的甚至冷卻主軸箱、橫梁、床身等大構(gòu)件。采取更完備的安全保障措施保證機(jī)床操作者及機(jī)床周圍現(xiàn)場(chǎng)人員的安全，避免機(jī)床、刀具、工件及有關(guān)設(shè)施的損傷；識(shí)別和避免可能引起重大事故的工況；保證產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量。

研究工件的材料特性對(duì)加工方法的影響，一些難加工材料如鎳基合金、鈦合金和纖維增強(qiáng)塑料等，在高速條件下變得易于切削。另外，不同材料最佳切削速度也不同，工件材料還是選擇刀具及加工參數(shù)的重要依據(jù)，一般在高速加工中，宜采用高轉(zhuǎn)速、中小切深、快進(jìn)給、多行程，但是在高速加工的工藝參數(shù)選擇方面，目前國(guó)際上沒(méi)有面向生產(chǎn)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)可以參考。

高速切削機(jī)理的研究主要包括高速切削過(guò)程中的切屑成形機(jī)理、切削力、切削熱變化規(guī)律及刀具磨損機(jī)理對(duì)加工效率、加工精度和加工表面完整性的影響規(guī)律。目前對(duì)鋁合金的高速切削機(jī)理研究，已取得了較為成熟的結(jié)論，并已用于指導(dǎo)鋁合金的高速切削生產(chǎn)實(shí)踐。但對(duì)黑色金屬及難加工材料的高速切削加工機(jī)理研究尚在探索階段，其高速切削工藝規(guī)范還很不完善，是目前高速切削生產(chǎn)中的難點(diǎn)，也是切削加工領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。另外，高速切削已進(jìn)入鉸孔、攻絲等的應(yīng)用中，其機(jī)理也都在不斷研究之中。就目前而言，對(duì)高速切削時(shí)的切削力、切削溫度、刀具磨損與刀具壽命、加工表面質(zhì)量與加工精度的變化規(guī)律還需要做更加深入的研究和探討。1.8高速切削術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀技高速切削在國(guó)內(nèi)的研究及應(yīng)用起步較晚，但進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)已普遍引起關(guān)注。目前全國(guó)大約有300多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床，大部分還是通用機(jī)床，數(shù)控機(jī)床包括經(jīng)濟(jì)型在內(nèi)大致占10%左右，在航空、航天、汽車、模具、機(jī)床和工程機(jī)械等行業(yè)進(jìn)口數(shù)控機(jī)床和加工中心占了較大比例?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)10000～15000r/min的立式加工中心和18000r/min的臥式加工中心已開(kāi)發(fā)成功并生產(chǎn)問(wèn)世，生產(chǎn)的高速數(shù)字化仿形銑床最高轉(zhuǎn)速達(dá)到了40000r/min，3500～4000r/min的數(shù)控車床和車削中心已成批生產(chǎn)，8000r/min的數(shù)控車床也已問(wèn)世。高速機(jī)床的高檔數(shù)控系統(tǒng)和開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)正在深入研究中，但目前主要還是依賴進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)正逐步開(kāi)始推廣應(yīng)用高速切削技術(shù)，主要是應(yīng)用在航空航天、模具和汽車工業(yè)，加工鋁合金和鑄鐵較多，但采用的刀具以進(jìn)口為主。國(guó)內(nèi)刀具材料目前仍以高速鋼、硬質(zhì)合金刀具為主，先進(jìn)刀具材料(如涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷刀具、CBN和PCD刀具等)雖有一定基礎(chǔ)，但應(yīng)用范圍不夠廣泛。總的來(lái)說(shuō)，切削速度普遍偏低，切削水平和加工效率較低。高速切削基礎(chǔ)理論研究起步較晚，80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)陶瓷刀具高速硬切削時(shí)的切屑形成、切削溫度、切削力、刀具磨損與破損、刀具壽命和加工表面質(zhì)量等規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并已在生產(chǎn)中得到較多應(yīng)用。自90年代以來(lái)，對(duì)高速切削鋁合金、鋼、鑄鐵、高溫合金、鈦合金等的切削力、切削溫度、刀具磨損與破損和刀具壽命進(jìn)行了一定研究和探討，但還沒(méi)有進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。對(duì)切削加工過(guò)程的監(jiān)控技術(shù)研究較多，但投入生產(chǎn)使用的較少。

附表：各種加工方法的高速切削速度范圍

加工方式切削速度(m/min)

車削700～7000

銑削300～6000

鉆削200～1100

拉削30～75

鉸削20～500

磨削5000～10000

高速切削的應(yīng)用

由于高速切削機(jī)床和刀具技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的迅速進(jìn)步，高速切削技術(shù)已應(yīng)用于航空、航天、汽車、模具、機(jī)床等行業(yè)中，車、銑、鏜、鉆、拉、鉸、攻絲、磨削鋁合金、鋼、鑄鐵、鈦合金、鎳基合金、鉛、銅及銅合金、纖維增強(qiáng)的合成樹脂等幾乎所有傳統(tǒng)切削能加工的材料，以及傳統(tǒng)切削很難加工的材料。刀具材料主要使用碳素工具鋼、超高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼、天然金剛石、人工金剛石、聚晶金剛石等。

目前國(guó)際上高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用于汽車工業(yè)、工件本身或刀具系統(tǒng)剛性不足的加工領(lǐng)域及加工復(fù)雜曲面的領(lǐng)域。不同加工方式、不同工件材料有不同的高速切削范圍。不同加工方式高速切削線速度的范圍見(jiàn)附表，附圖所示為幾種常見(jiàn)工件材料高速銑削時(shí)的速度范圍。

高速切削還在進(jìn)一步發(fā)展中，預(yù)計(jì)銑削加工鋁的切削速度可達(dá)到10000m/min，加工鑄鐵可達(dá)到5000m/min，加工普通鋼也將達(dá)到2500m/min；鉆削加工鋁切削轉(zhuǎn)速可達(dá)到30000r/min，加工鑄鐵達(dá)到20000r/min，加工普通鋼達(dá)到10000r/min。

高速切削存在的問(wèn)題及發(fā)展展望

高速切削是切削加工發(fā)展的主要方向之一，它除依賴于數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料和新穎構(gòu)件等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展外，自身亦存在著一系列亟待攻克的技術(shù)問(wèn)題，如刀具磨損嚴(yán)重，高速切削刀具切入切出時(shí)破損問(wèn)題，高速切削用刀具材料價(jià)格昂貴，銑、鏜等回轉(zhuǎn)刀具及主軸需要?jiǎng)悠胶猓毒邐A持要牢靠安全，主軸系統(tǒng)昂貴且壽命短，而且所用高速加工機(jī)床及其控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴，使得高速切削的一次性投入較大，這些問(wèn)題制約著高速切削的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。高速切削發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)研究方向歸納起來(lái)主要有：(1)新一代高速大功率機(jī)床的開(kāi)發(fā)與研制；(2)高速切削動(dòng)態(tài)特性及穩(wěn)定性的研究；(3)高速切削機(jī)理的深入研究；(4)新一代抗熱振性好、耐磨性好、壽命長(zhǎng)的刀具材料的研制及適宜于高速切削的刀具結(jié)構(gòu)的研究；(5)進(jìn)一步拓寬高速切削工件材料及其高速切削工藝范圍；(6)開(kāi)發(fā)適用于高速切削加工狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)；(7)建立高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)適于高速切削加工的編程技術(shù)以進(jìn)一步推廣高速切削加工技術(shù)；(8)基于高速切削工藝，開(kāi)發(fā)推廣干式(準(zhǔn)干式)切削綠色制造技術(shù)；(9)基于高速切削，開(kāi)發(fā)推廣高能加工技術(shù)。第二章高速切削加工數(shù)控編程策略CAM系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算編程速度（1）直接通過(guò)CAD/CAM進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)隨著技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)在模具的生產(chǎn)中，將普遍采用經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查及其周密的研究，進(jìn)行生產(chǎn)決策，下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃及實(shí)施措施，緊接著模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)者使用模CAD工作站，完成模具設(shè)計(jì)中的造型、計(jì)算、分析以及繪制工程圖，而且可在設(shè)計(jì)階段對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，可使設(shè)計(jì)者從繁重的繪圖中解放出來(lái)，能有更多的時(shí)間作創(chuàng)造性的工作。（2）利用現(xiàn)有客戶提供的CAD數(shù)據(jù)模型，轉(zhuǎn)換成所需圖形模具企業(yè)有的客戶提供繪制好的圖形?？蛻舴胶湍＞咂髽I(yè)制造方若使用不同的軟件，就會(huì)出現(xiàn)圖紙數(shù)據(jù)交流的困難。這需要解決數(shù)據(jù)接口問(wèn)題。因?yàn)榇蠖鄶?shù)CAD程序有其各自不同的數(shù)據(jù)庫(kù)形式而不能和其它程序共用幾何數(shù)據(jù)。因此客戶方的CAD的幾何體必須翻譯成模具企業(yè)制造方的接受程序能讀取的東西。通常的辦法是使用通用幾何體轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)如“IGES”或“STEP”，以及一些專用的轉(zhuǎn)化器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。(3)CAD/CAM用于生產(chǎn)過(guò)程管理應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通常由小型計(jì)算機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)終端所組成，管理系統(tǒng)軟件（FMS）可對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤管理。如掌握加工進(jìn)度、零件流轉(zhuǎn)狀況、外購(gòu)件的采購(gòu)狀況、收貨狀況和加工品質(zhì)等。系統(tǒng)還包括材料清單、計(jì)劃和控制、庫(kù)存物品管理、標(biāo)準(zhǔn)件、材料履歷、總生產(chǎn)時(shí)間表、所需材料計(jì)劃、訂貨和銷售歷史、到貨數(shù)量、操作人員履歷、對(duì)車間的控制狀況、計(jì)劃時(shí)間、品質(zhì)評(píng)估、標(biāo)準(zhǔn)加工路線、所需生產(chǎn)能力計(jì)劃、勞動(dòng)力成本、外購(gòu)計(jì)劃及到貨狀況、請(qǐng)購(gòu)單、外購(gòu)件歷史和可交付數(shù)量等。應(yīng)用這種軟件可以幫助選擇適當(dāng)?shù)耐赓?gòu)物品時(shí)機(jī)和節(jié)省勞動(dòng)力。使所有加工狀況信息完全進(jìn)入庫(kù)存管理，從而生成完善的材料清單。然后按照加工工藝路線進(jìn)行有條不紊的加工。該系統(tǒng)還可逐日提供操作人員加工工時(shí)和機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的數(shù)據(jù)及停工待料的時(shí)間。這樣不僅可減少機(jī)床空耗的時(shí)間，還可以計(jì)算出實(shí)際生產(chǎn)成本，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。2.2豐富的高速切削刀具軌跡策略以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為主要特征的高速切削技術(shù)，最近十幾年發(fā)展迅猛，在航空航天、模具制造及精密微細(xì)加工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，高速加工技術(shù)的研究已成為國(guó)內(nèi)外制造領(lǐng)域重要的研究項(xiàng)目之一。確定刀具路徑應(yīng)滿足的基本要求高速切削不僅提高了對(duì)機(jī)床、夾具、刀具和刀柄的要求，同時(shí)也要求改進(jìn)刀具路徑策略，因?yàn)槿袈窂讲缓侠?，在切削過(guò)程中就會(huì)引起切削負(fù)荷的突變，從而給零件、機(jī)床和刀具帶來(lái)沖擊，破壞加工質(zhì)量，損傷刀具。在高速切削中由于切削速度和進(jìn)給速度都很快，這種損害比在普通切削中要嚴(yán)重的多，因此，必須研究適合高速切削的路徑，將切削過(guò)程中切削負(fù)荷的突變降至最低。可以說(shuō)，高速切削機(jī)床只有有了合理的高速刀具軌跡才能真正獲得最大效益。為了消除切削過(guò)程中切削負(fù)荷的突變，刀具路徑應(yīng)滿足以下基本要求：切削是等體積切削，即切削過(guò)程中切削力恒定。盡量減少空行程。盡量減少進(jìn)給速度的損失。通用的刀具路徑粗加工刀具路徑粗加工時(shí)常用的刀具路徑有：Z向等高線層切法，即將零件分成若干層，一層一層逐層往下切，在每層中將零件的所有區(qū)域加工完再進(jìn)人下一層，在每一層均采用螺旋或圓弧進(jìn)刀，同時(shí)采用無(wú)尖角刀具軌跡。這樣有利于排屑，也避免了切削力發(fā)生突變。對(duì)薄壁件來(lái)說(shuō)，更應(yīng)采用這種刀具軌跡，因?yàn)檫@種刀具軌跡在切削過(guò)程中還能使薄壁保持較好的剛性。插銑刀具路徑。對(duì)于深度很深的腔體的粗加工可采用插銑的方法來(lái)進(jìn)行，因?yàn)榍惑w很深時(shí)，需要很長(zhǎng)的刀具，這時(shí)刀具的剛性很差，按常規(guī)的切削路線切削刀具易變形，而且也易產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工質(zhì)量和效率，采用插銑的軌跡正好可解決這一問(wèn)題。擺線刀具路徑。另一種更新的粗加工刀具軌跡是擺線刀具軌跡，“擺線”是指當(dāng)一個(gè)圓沿著一條曲線作純滾動(dòng)時(shí)，圓上某一固定點(diǎn)的軌跡。采用這種刀具軌跡使刀具在切削時(shí)距某條曲線(一般是零件的輪廓線及其平移線)保持一個(gè)恒定的半徑，從而可使進(jìn)給速度在加工過(guò)程中可保持不變，而且這時(shí)的徑向吃刀量一般取刀具直徑的5%左右，因此刀具的冷卻條件良好，刀具的壽命較長(zhǎng)。這對(duì)高速加工是非常有利的。。精加工刀具路徑精加工時(shí)常用的刀具路徑有：先在陡峭面用Z向等高線層切法加工，然后在非陡峭面采用表面輪廓軌跡法加工；先用表面輪廓軌跡法加工所有面，再在垂直方向上加工陡峭面。薄壁件的精加工采用Z向等高線層切法。當(dāng)然在加工過(guò)程中同樣每一層都要盡量作到螺旋或園弧進(jìn)刀，采用無(wú)尖角刀具軌跡。其他的刀具路徑,如加工的是單一型腔的薄壁件，應(yīng)盡量采用的走刀路線，它比單純的等高線逐層切法對(duì)保持薄壁的剛性更好，從而保證加工余量均勻，零件變形小。對(duì)薄底零件應(yīng)采用的走刀軌跡。即從離支撐最遠(yuǎn)的點(diǎn)開(kāi)始切削，分層切削直到深度到位；每次深度銑到以后再向支撐處移動(dòng)一個(gè)徑向切深，重復(fù)上一步的過(guò)程，直至切削完成。相當(dāng)于將薄壁件的等高線逐層切法轉(zhuǎn)動(dòng)90°。這樣才能在切削時(shí)較好地保持零件剛性，避免振動(dòng)。第三章高速切削加工數(shù)控編程方法3.1數(shù)控編程方法數(shù)控編程方法可以分為兩類：一類是手工編程，另一類是自動(dòng)編程。

手工編程

：手工編程是指編制零件數(shù)控加工程序的各個(gè)步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計(jì)算刀位軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗(yàn)，均由人工來(lái)完成。

對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的輪廓加工，幾何計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。如簡(jiǎn)單階梯軸的車削加工，一般不需要復(fù)雜的坐標(biāo)計(jì)算，往往可以由技術(shù)人員根據(jù)工序圖紙數(shù)據(jù)，直接編寫數(shù)控加工程序。

但對(duì)輪廓形狀不是由簡(jiǎn)單的直線、圓弧組成的復(fù)雜零件，特別是空間復(fù)雜曲面零件，數(shù)值計(jì)算則相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，且很難校對(duì)，采用手工編程是難以完成的。

自動(dòng)編程

自動(dòng)編程是采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，需要一套專門的數(shù)控編程軟件，現(xiàn)代數(shù)控編程軟件主要分為以批處理命令方式為主的各種類型的語(yǔ)言編程系統(tǒng)和交互式CAD／CAM

集成化編程系統(tǒng)。

APT是一種自動(dòng)編程工具（Automatically

Programmed

Tool）的簡(jiǎn)稱，是對(duì)工件、刀具的幾何形狀及刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行定義時(shí)所用的一種接近于英語(yǔ)的符號(hào)語(yǔ)言。在編程時(shí)編程人員依據(jù)零件圖樣，以APT語(yǔ)言的形式表達(dá)出加工的全部?jī)?nèi)容，再把用APT語(yǔ)言書寫的零件加工程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)APT語(yǔ)言編程系統(tǒng)編譯產(chǎn)生刀位文件（CLDATA

file），通過(guò)后置處理后，生成數(shù)控系統(tǒng)能接受的零件數(shù)控加工程序的過(guò)程，稱為APT語(yǔ)言自動(dòng)編程。

采用APT語(yǔ)言自動(dòng)編程時(shí)，計(jì)算機(jī)（或編程機(jī)）代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作，并省去了編寫程序單的工作量，因而可將編程效率提高數(shù)倍到數(shù)十倍，同時(shí)解決了手工編程中無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。

交互式CAD/CAM集成系統(tǒng)自動(dòng)編程是現(xiàn)代CAD/CAM集成系統(tǒng)中常用的方法，在編程時(shí)編程人員首先利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或自動(dòng)編程軟件本身的零件造型功能，構(gòu)建出零件幾何形狀，然后對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案，其后還需利用軟件的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)功能，完成工藝方案的制訂、切削用量的選擇、刀具及其參數(shù)的設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算并生成刀位軌跡文件，利用后置處理功能生成指定數(shù)控系統(tǒng)用的加工程序。因此我們把這種自動(dòng)編程方式稱為圖形交互式自動(dòng)編程。這種自動(dòng)編程系統(tǒng)是一種CAD與CAM高度結(jié)合的自動(dòng)編程系統(tǒng)。

集成化數(shù)控編程的主要特點(diǎn)：零件的幾何形狀可在零件設(shè)計(jì)階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設(shè)計(jì)模塊在圖形交互方式下進(jìn)行定義、顯示和修改，

最終得到零件的幾何模型。編程操作都是在屏幕菜單及命令驅(qū)動(dòng)等圖形交互方式下完成的，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點(diǎn)。3.2數(shù)控加工數(shù)控程序功能（G指令功能）1)設(shè)定工件坐標(biāo)系指令G92指令格式：N___G92X___Z___；注意：本指令只能用X、Z指令坐標(biāo)值，且X、Z值必須齊全。程序中使用該指令，應(yīng)放在程序的第一段，用于建立工件坐標(biāo)系，并且通常將坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在主軸的軸線上，以方便編程，如圖14-3所示。

圖14-2數(shù)控車床工件坐標(biāo)系示意圖圖14-3工件坐標(biāo)系指令G92示意圖例1：N10G92X20Z25；執(zhí)行該指令時(shí)，顯示器顯示設(shè)定值，X值用直徑值設(shè)定。2)快速定位指令G00指令格式：N___G00X___Z___（或U___W___）；本指令可將刀具按機(jī)床指定的G00限速快速移動(dòng)到所需位置上，一般作為空行程運(yùn)動(dòng)，既可單坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，也可兩坐標(biāo)同時(shí)運(yùn)動(dòng)。如圖14-2和圖14-3所示。執(zhí)行本指令時(shí)，機(jī)床操作面板上的進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)有效。G00為模態(tài)指令，其它G代碼被指令前均有效的G代碼稱為模態(tài)G代碼。例2：G00X100Z300；表示將刀具快速移動(dòng)到X為100mm，Z為300mm的位置上，3)直線插補(bǔ)指令G01本指令可將刀具按給定速度沿直線移動(dòng)到所需位置，一般作為切削加工運(yùn)動(dòng)指令，既可單坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，也可雙坐標(biāo)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，在車床上用于加工外圓、端面、錐面等。指令格式：N___G01X___Z___（或U___W___）F___；注：進(jìn)給速度F需要指定，單位為mm/min，F(xiàn)為模態(tài)指令。例4：N20G01X50Z50F200；表示刀具以200mm/min的速度運(yùn)動(dòng)到X50，Z50的位置。4)圓弧插補(bǔ)指令G02，G03G02—指定為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)。G03—指定為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。指令格式：N___G02（03）X（U）___Z（W）___R___F___；例6：N30G03X20Z-15R10F50；表示加工逆時(shí)針圓弧，刀具以F50速度運(yùn)動(dòng)到X20，Z-15位置.5)延時(shí)（暫停）指令G04指令格式：N___G04X___；注：程序執(zhí)行到此指令后即停止，延時(shí)X所指定時(shí)間后繼續(xù)執(zhí)行，X范圍0～9999.99秒，X最小指定時(shí)間為0.001秒，但準(zhǔn)確度為16ms。該指令可使刀具作短時(shí)間的無(wú)進(jìn)給光整加工，常用于切槽、锪孔、加工尖角，以減少表面粗糙度數(shù)值。6）回參考點(diǎn)控制功能指令G28、G29（1）自動(dòng)返回參考點(diǎn)指令G28格式G28X___Z___功能G28指定刀具先快速移動(dòng)到指令值所指定的中間點(diǎn)位置，然后自動(dòng)回參考點(diǎn)。（2）從參考點(diǎn)返回指令G29格式G29X___Z___功能G29指定各軸從參考點(diǎn)快速移動(dòng)到前面G28所指定的中間點(diǎn)，然后再移動(dòng)到G29所指定的返回點(diǎn)定位，這種定位完全等效于G00定位。7）刀具的刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42G40：取消刀尖半徑補(bǔ)償，刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與編程軌跡一致；G41：刀尖半徑左補(bǔ)償，沿進(jìn)給方向，刀尖位置在編程軌跡左邊時(shí)；G42：刀尖半徑右補(bǔ)償，沿進(jìn)給方向，刀尖位置在編程軌跡右邊時(shí)。8）零點(diǎn)偏置指令G54～G59零點(diǎn)偏置是數(shù)控系統(tǒng)的一種特性，即允許把數(shù)控測(cè)量系統(tǒng)的原點(diǎn)在相對(duì)機(jī)床基準(zhǔn)的規(guī)定范圍內(nèi)移動(dòng)，而永久原點(diǎn)的位置則被存儲(chǔ)在數(shù)控系統(tǒng)中。因此當(dāng)不用G92指令設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)，可以用G54～G59指令設(shè)定6個(gè)工件坐標(biāo)系，即通過(guò)設(shè)定機(jī)床所特有的6個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2.輔助功能指令M本系統(tǒng)M指令用2位數(shù)表示。1)M00:程序暫停指令，重新按[啟動(dòng)鍵]后下一程序段開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行。2)M01:程序選擇暫停指令，與M00相似，不同的是由面板上的M01選擇開(kāi)關(guān)決定是否有效。3)M02:循環(huán)執(zhí)行指令，用以返回到本次加工程序的開(kāi)始程序段并從開(kāi)始程序段循環(huán)執(zhí)行。4)M03:主軸正轉(zhuǎn)指令，用以啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)。5)M04:主軸反轉(zhuǎn)指令，用以啟動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)。6)M05:主軸停止指令。7)M08:冷卻泵啟動(dòng)指令。8)M09:冷卻泵停止指令。子程序生成及應(yīng)用3降低復(fù)雜性使用子程序的最首要原因是為了降低程序的復(fù)雜性，可以使用子程序來(lái)隱含信息，從而使你不必再考慮這些信息。當(dāng)然，在編寫子程序時(shí)，你還需要考慮這些信息。但是，一旦寫好子程序，就可能不必再考慮它的內(nèi)部工作細(xì)節(jié)，只要調(diào)用它就可以了。創(chuàng)建子程序的另外一個(gè)原因是盡量減小代碼段的篇幅，改進(jìn)可維護(hù)性和正確性。這也是一個(gè)不錯(cuò)的解釋，但若沒(méi)有子程序的抽象功能，將不可能對(duì)復(fù)雜程序進(jìn)行明智的管理。

一個(gè)子程序需要從另一個(gè)子程序中脫離出來(lái)的原因之一是，過(guò)多重?cái)?shù)的內(nèi)部循環(huán)和條件判斷。這時(shí)，可以把這部分循環(huán)和判斷從子程序中脫離出來(lái)，使其成為一個(gè)獨(dú)立的子程序，以降低原有子程序的復(fù)雜性。避免代碼段重復(fù)無(wú)可置疑，生成子程序最普遍的原因是為了避免代碼段重復(fù)。事實(shí)上，如果在兩個(gè)不同子程序中的代碼很相似，這往往意味著分解工作有誤。這時(shí)，應(yīng)該把兩個(gè)子程序中重復(fù)的代碼都取出來(lái)，把公共代碼放入一個(gè)新的通用子程序中，然后再讓這兩個(gè)子程序調(diào)用新的通用子程序。通過(guò)使公共代碼只出現(xiàn)一次，可以節(jié)約許多空間。這時(shí)改動(dòng)也很方便，因?yàn)橹灰谝粋€(gè)地方改動(dòng)代碼就可以了。這時(shí)代碼也更可靠了，因?yàn)橹恍柙谝粋€(gè)地方檢查代碼。而且，這也使得改動(dòng)更加可靠，因?yàn)?，不必進(jìn)行不斷地、非常類似地改動(dòng)，而這種改動(dòng)往往又是認(rèn)為自己編寫了相同的代碼這一錯(cuò)誤假設(shè)下進(jìn)行的。

限制了改動(dòng)帶來(lái)的影響。由于在獨(dú)立區(qū)域進(jìn)行改動(dòng)，因此，由此帶來(lái)的影響也只限于一個(gè)或最多幾個(gè)區(qū)域中。要把最可能改動(dòng)的區(qū)域設(shè)計(jì)成最容易改動(dòng)的區(qū)域。最可能被改動(dòng)的區(qū)域包括：硬件依賴部分、輸入輸出部分、復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和商務(wù)規(guī)則。隱含順序把處理事件的非特定順序隱含起來(lái)是一個(gè)很好的想法。比如，如果程序通常先從用戶那里讀取數(shù)據(jù)，然后再?gòu)囊粋€(gè)文件中讀取輔助數(shù)據(jù)，那么，無(wú)論是讀取用戶數(shù)據(jù)的子程序，還是讀取文件中數(shù)據(jù)的子程序，都不應(yīng)該對(duì)另一個(gè)子程序是否讀取數(shù)據(jù)有所依賴。如果利用兩行代碼來(lái)讀取堆棧頂?shù)臄?shù)據(jù)，并減少一個(gè)Stacktop變量，應(yīng)把它們放入一個(gè)PopStack()子程序中，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，使哪一個(gè)都可以首先執(zhí)行，然后編寫一個(gè)子程序，隱含哪一個(gè)首先執(zhí)行的信息。改進(jìn)性能通過(guò)使用子程序，可以只在一個(gè)地方，而不是同時(shí)幾個(gè)地方優(yōu)化代碼段。把相同代碼段放在子程序中，可以通過(guò)優(yōu)化這一個(gè)子程序而使得其余調(diào)用這個(gè)子程序的子程序全部受益。把代碼段放入子程序也使得用更快的算法或執(zhí)行更快的語(yǔ)言（如匯編）來(lái)改進(jìn)這段代碼的工作變得容易些。進(jìn)行集中控制在一個(gè)地方對(duì)所有任務(wù)進(jìn)行控制是一個(gè)很好的想法?？刂瓶赡苡性S多形式。

知道一個(gè)表格中的入口數(shù)目便是其中一種形式，對(duì)硬件系統(tǒng)的控制，如對(duì)磁盤、磁帶、打印機(jī)、繪圖機(jī)的控制則是其中另外一種形式。使用子程序從一個(gè)文件中進(jìn)行讀操作，而使用另一個(gè)子程序?qū)ξ募M(jìn)行寫操作便是一種形式的集中控制。當(dāng)需要把這個(gè)文件轉(zhuǎn)化成一個(gè)駐留內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，這一點(diǎn)是非常有用的，因?yàn)檫@一變動(dòng)僅改變了存取子程序。專門化的子程序去讀取和改變內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)容，也是一種集中的控制形式。集中控制的思想與信息隱含是類似的，但是它有獨(dú)特的啟發(fā)能力，因此，值得把它放進(jìn)你的工具箱中。隱含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱含起來(lái)，這樣，絕大部分程序都不必?fù)?dān)心這種雜亂的計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)構(gòu)，而可以從問(wèn)題域中數(shù)據(jù)是如何使用的角度來(lái)處理數(shù)據(jù)。隱含實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的子程序可以提供相當(dāng)高的抽象價(jià)值，從而降低程序的復(fù)雜程度。這些子程序把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作集中在一個(gè)地方，降低了在處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)出錯(cuò)的可能性。同時(shí)，它們也使得在不改變絕大多數(shù)程序的條件下，改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)成為可能。隱含全局變量如果需要使用全局變量，也可以像前述那樣把它隱含起來(lái)、通過(guò)存取子程序來(lái)使用全局變量有如下優(yōu)點(diǎn)：不必改變程序就改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；監(jiān)視對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)；使用存取子程序的約束還可以鼓勵(lì)你考慮一下這個(gè)數(shù)據(jù)是不是全局的；很可能會(huì)把它處理成針對(duì)在一個(gè)模塊中某幾個(gè)子程序的局部數(shù)據(jù)，或處理成某一個(gè)抽象數(shù)據(jù)的一部分。隱含指針操作。指針操作可讀性很差，而且很容易引發(fā)錯(cuò)誤。通過(guò)把它們獨(dú)立在子程序中，可以把注意力集中到操作意圖而不是機(jī)械的指針操作本身。而且，如果操作只在一處進(jìn)行，也更容易確保代碼是正確的。如果找到了比指針更好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以不影響本應(yīng)使用指針的子程序就對(duì)程序作改動(dòng)。重新使用代碼段。放進(jìn)模塊化子程序中的代碼段重新使用，要比在一個(gè)大型號(hào)程序中的代碼段重新使用起來(lái)容易得多。計(jì)劃開(kāi)發(fā)一個(gè)程序族。如果想改進(jìn)一個(gè)程序，最好把將要改動(dòng)的那部分放進(jìn)子程序中，將其獨(dú)立。這樣，就可以改動(dòng)這個(gè)子程序而不致影響程序的其余部分，或者干脆用一個(gè)全新的子程序代替它提高部分代碼的可讀性。把一段代碼放入一個(gè)精心命名的子程序，是說(shuō)明其功能的最好辦法。提高可移植性?？梢允褂米映绦騺?lái)把不可移植部分、明確性分析和將來(lái)的移植性工作分隔開(kāi)來(lái)，不可移植的部分包括：非標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言特性、硬件的依賴性和操作系統(tǒng)的依賴性等。分隔復(fù)雜操作。復(fù)雜操作包括：繁雜的算法、通信協(xié)議、棘手的布爾測(cè)試、對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的操作等等。這些操作都很容易引發(fā)錯(cuò)誤。如果真