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1、磨削加工方法及机理磨削加工方法及机理7.1磨床与磨床夹具磨床与磨床夹具7.3磨料与磨具磨料与磨具 7.2磨削工艺方法及磨削用量选择磨削工艺方法及磨削用量选择 7.4第 7 章 磨削加工方法磨削加工方法 高效与精密磨削高效与精密磨削 7.5磨削加工案例分析磨削加工案例分析 7.6磨削常见缺陷产生原因及消除方法磨削常见缺陷产生原因及消除方法 7.7磨磨削削在在机机械械制制造造中中是是一一种种使使用用非非常常广广泛泛的的加加工工方方法法，其其中中加加工工精精度度达达到到IT6IT4，表表面粗糙度可达面粗糙度可达Ra12.50.01m。磨磨削削的的可可贵贵之之处处是是对对各各种种工工件件材材料料和和各
2、各种种几几何何表表面面有有广广泛泛的的适适应应性性。过过去去把把磨磨削削只只是是作作为为一一种种精精加加方方法法，而而现现在在其其应应用用范范围围已已扩扩大大到到对对毛毛坯坯进进行行单单位位时时间间内内金金属属切切除除量量很很大大加加工工（如如蠕蠕动动磨磨削削），并并使使之之成成为为无无需需进进行行预先切削加工的最终加工工序。预先切削加工的最终加工工序。7.1 7.1 磨削加工方法及机理磨削加工方法及机理7.1.17.1.1磨削加工方法分类磨削加工方法分类 磨削加工是用高速回转的砂轮或磨削加工是用高速回转的砂轮或其他磨具以给定的背吃刀量（或称切深），其他磨具以给定的背吃刀量（或称切深），对工件
3、进行加工的方法。根据工件被加工对工件进行加工的方法。根据工件被加工表面的形状和砂轮与工件之间的相对运动，表面的形状和砂轮与工件之间的相对运动，磨削分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削磨削分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削和无心磨削等几种主要加工类型。此外，和无心磨削等几种主要加工类型。此外，还有对凸轮、螺纹、齿轮等零件进行磨削还有对凸轮、螺纹、齿轮等零件进行磨削加工的专用磨床。加工的专用磨床。7.1.2磨削机理磨削机理7.1.2.1磨削运动磨削运动1 1主运动主运动砂轮的旋转运动，称为主运动。主运动速度砂轮的旋转运动，称为主运动。主运动速度是砂轮外圆的线速度，普通磨削速度为是砂轮外圆的线速度，普通磨
4、削速度为30m/s30m/s35m/s35m/s；当；当45m/s45m/s时，为高速磨削。时，为高速磨削。2 2径向进给运动径向进给运动径向进给运动是砂轮切入工件的运动。径向径向进给运动是砂轮切入工件的运动。径向进给量指工作台每双（单）行程内工件相对进给量指工作台每双（单）行程内工件相对于砂轮径向移动的距离，单位为于砂轮径向移动的距离，单位为mm/(mm/(d.str)(mm/strd.str)(mm/str)。当作连续进给时，单。当作连续进给时，单位为位为mm/smm/s。3 3轴向进给运动轴向进给运动 轴向进给运动即工件相对于砂轮的轴向运轴向进给运动即工件相对于砂轮的轴向运动。轴向进给量
5、是指工件每转一圈或工作台动。轴向进给量是指工件每转一圈或工作台每双行程内工件相对于砂轮的轴向移动距离，每双行程内工件相对于砂轮的轴向移动距离，单位为单位为mm/rmm/r或或mm/(mm/(d.strd.str)。一般情况下。一般情况下（0.20.20.80.8）；为砂轮宽度，单位为）；为砂轮宽度，单位为mmmm。4 4工件的圆周（或直线）进给运动工件的圆周（或直线）进给运动 工件速度指工件圆周进给运动的线速度，工件速度指工件圆周进给运动的线速度，或工件台（连同工件一起）直线进给运动速或工件台（连同工件一起）直线进给运动速度，单位为度，单位为m/sm/s。7.1.2.2磨削时金属切除率磨削时金
6、属切除率磨削时，每秒钟金属切除率为磨削时，每秒钟金属切除率为：mmmm3 3/s/sW简称为切除率，它表示磨削的生产率。切简称为切除率，它表示磨削的生产率。切除率大，表明磨削生产率高。除率大，表明磨削生产率高。每秒钟内砂轮每每秒钟内砂轮每1mm宽度所切除的金属量，宽度所切除的金属量，则称单位砂轮宽度切除率，以则称单位砂轮宽度切除率，以表示。表示。（mmmm3 3/（smmsmm）7.1.2.3 7.1.2.3 磨削过程磨削过程1 1单个磨粒的磨削过程单个磨粒的磨削过程 随着砂轮工作表面高速旋转，磨粒切入随着砂轮工作表面高速旋转，磨粒切入工件时，其作用可分为三个阶段。工件时，其作用可分为三个阶段
7、。第一个阶段：滑擦阶段。第一个阶段：滑擦阶段。第二个阶段：刻划阶段。第二个阶段：刻划阶段。第三个阶段：切削阶段。第三个阶段：切削阶段。由此可见，一个磨粒的磨削过程使磨削由此可见，一个磨粒的磨削过程使磨削表面经历了滑擦、划刻（隆起）、切削三个表面经历了滑擦、划刻（隆起）、切削三个阶段。阶段。磨削过程特点：磨削过程特点：磨削精度高，表面粗糙度值小。砂轮表面磨削精度高，表面粗糙度值小。砂轮表面分布着很多磨粒，有很多切削刃。分布着很多磨粒，有很多切削刃。磨削是加工淬火钢等特硬材料的基本方法。磨削是加工淬火钢等特硬材料的基本方法。要求表面硬化的工件，一般都要淬火。要求表面硬化的工件，一般都要淬火。砂轮有
8、砂轮有“自锐自锐”作用。磨削过程中，磨粒作用。磨削过程中，磨粒在高速、高压、高温的作用下，将逐渐磨损在高速、高压、高温的作用下，将逐渐磨损而变得圆钝。而变得圆钝。磨削温度高。磨削时切削速度很高，加上磨削温度高。磨削时切削速度很高，加上磨粒多为负前切削，挤压和摩擦较为严重，磨粒多为负前切削，挤压和摩擦较为严重，消耗功率大，产生在切削热较多。消耗功率大，产生在切削热较多。7.1.2.4 7.1.2.4 磨削力及磨削功率磨削力及磨削功率 由于砂轮表面有大量的磨粒同时工作，由于砂轮表面有大量的磨粒同时工作，而且磨粒都有很大的负前角，因此总的磨削而且磨粒都有很大的负前角，因此总的磨削力仍相当大。力仍相当
9、大。同其它切削加工一样，总磨削力可以分同其它切削加工一样，总磨削力可以分解为三个分力：主磨削力（磨削速度方向的解为三个分力：主磨削力（磨削速度方向的分力）、切深抗力（径向分力）、进给抗力分力）、切深抗力（径向分力）、进给抗力（进给方向的分力）。（进给方向的分力）。各种不同类型磨削加工的三个分力如下各种不同类型磨削加工的三个分力如下图。图。7.1.2.5 7.1.2.5 磨削温度磨削温度 磨削温度是指砂轮与工件接触区的平均温磨削温度是指砂轮与工件接触区的平均温度度 ，它与磨削烧伤、磨削裂纹的产生有密，它与磨削烧伤、磨削裂纹的产生有密切的关系。切的关系。磨粒和工件接触面是磨削热的热源，是磨粒和工件
10、接触面是磨削热的热源，是磨削中温度最高的部位，瞬时可达磨削中温度最高的部位，瞬时可达10001000以以上，我们称之为磨粒磨削点的温度，以表上，我们称之为磨粒磨削点的温度，以表 示。磨粒磨削点温度影响表面质量，且与磨示。磨粒磨削点温度影响表面质量，且与磨粒磨损以及切屑粘附现象有关。磨削热传入粒磨损以及切屑粘附现象有关。磨削热传入工件将引起工件热膨胀、翘曲，影响工件的工件将引起工件热膨胀、翘曲，影响工件的形状、尺寸精度。形状、尺寸精度。7.1.2.6 7.1.2.6 砂轮的磨损及耐用度砂轮的磨损及耐用度1 1砂轮的磨损砂轮的磨损 砂轮的磨损有三种基本形态，即磨耗磨砂轮的磨损有三种基本形态，即磨耗
11、磨损、破碎磨损及脱落磨损损、破碎磨损及脱落磨损 。2 2砂轮的耐用度砂轮的耐用度 砂轮耐用度通常用秒来表示。砂轮的磨砂轮耐用度通常用秒来表示。砂轮的磨损限度可以根据工件表面出现振痕、烧伤、损限度可以根据工件表面出现振痕、烧伤、粗糙度变大、加工精度下降等现象来确定。粗糙度变大、加工精度下降等现象来确定。砂轮磨损达到磨损限度的主要判断数据是砂砂轮磨损达到磨损限度的主要判断数据是砂轮的径向磨损量。轮的径向磨损量。7.27.2磨料与磨具磨料与磨具7.2.1 7.2.1 磨料磨料 用作砂轮的磨料，应具有很高的硬度，用作砂轮的磨料，应具有很高的硬度，适当的强度和韧性，以及高温下稳定的物适当的强度和韧性，以
12、及高温下稳定的物理、化学性能。理、化学性能。目前工业上使用的几乎均为人造磨料，目前工业上使用的几乎均为人造磨料，常用的有刚玉类、碳化硅类和高硬度磨料常用的有刚玉类、碳化硅类和高硬度磨料类。按照其纯度和添加的金属元素的不同，类。按照其纯度和添加的金属元素的不同，每一类又分为如干不同的品种。每一类又分为如干不同的品种。7.2.2 7.2.2 粒度粒度 粒度系指磨粒尺寸的大小。对于用筛分粒度系指磨粒尺寸的大小。对于用筛分发来确定粒度号的较大磨粒，以其能通过的发来确定粒度号的较大磨粒，以其能通过的筛网上每英寸长度上的孔数来表示粒度。筛网上每英寸长度上的孔数来表示粒度。粒度号越大，则磨料的颗粒越细。对于
13、粒度号越大，则磨料的颗粒越细。对于用显微镜测量来确定粒度号的微细磨粒（又用显微镜测量来确定粒度号的微细磨粒（又称微粉），是以实测到的最大尺寸，并在前称微粉），是以实测到的最大尺寸，并在前面冠以面冠以“W W”的符号来表示。的符号来表示。7.2.3 7.2.3 结合剂结合剂 结合剂的作用是将磨料黏合成具有一结合剂的作用是将磨料黏合成具有一定强度和各种形状及尺寸的砂轮。砂轮的定强度和各种形状及尺寸的砂轮。砂轮的强度、耐热性和耐用度等重要指标，在很强度、耐热性和耐用度等重要指标，在很大程度上取决于结合剂的特性。结合剂对大程度上取决于结合剂的特性。结合剂对磨削温度和磨削表面质量有很大影响。磨削温度和磨
14、削表面质量有很大影响。7.2.4 7.2.4 硬度硬度 砂轮的硬度是指磨粒受力后从砂轮表层砂轮的硬度是指磨粒受力后从砂轮表层脱落的难易程度，也反映出磨粒与结合剂的脱落的难易程度，也反映出磨粒与结合剂的黏固强度。黏固强度。砂轮硬就表示磨粒难以脱落；砂轮软则砂轮硬就表示磨粒难以脱落；砂轮软则与之相反，切勿将它与磨料的硬度混淆。与之相反，切勿将它与磨料的硬度混淆。7.2.5 7.2.5 组织组织 砂轮的组织系指磨粒、结合剂和气孔三砂轮的组织系指磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系，用来表示结构紧密或疏者体积的比例关系，用来表示结构紧密或疏松的程度。松的程度。砂轮的组织用组织号的大小表示。把磨砂轮的组
15、织用组织号的大小表示。把磨粒在磨具中占有的体积分数（即磨粒率粒在磨具中占有的体积分数（即磨粒率 ）称为组织号（用称为组织号（用 表示），二者的关系为表示），二者的关系为 =2=2（31-31-）7.2.6砂轮形状砂轮形状常用砂轮的形状有平形砂轮，薄片砂轮，常用砂轮的形状有平形砂轮，薄片砂轮，筒形砂轮，碗形砂轮，蝶形一号砂轮，双筒形砂轮，碗形砂轮，蝶形一号砂轮，双斜边，砂轮杯形等等。斜边，砂轮杯形等等。7.37.3磨床与磨床夹具磨床与磨床夹具7.3.1 7.3.1 磨床磨床 用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料）作为工具进行切削加工的机床，统磨料）作为工具进行切削
16、加工的机床，统称磨床。称磨床。磨床的种类很多，其主要类型如下。磨床的种类很多，其主要类型如下。（）外圆磨床（）外圆磨床 包括万能外圆磨床、普包括万能外圆磨床、普通外圆磨床、无心外圆磨床等。通外圆磨床、无心外圆磨床等。（）内圆磨床（）内圆磨床 包括普通内圆磨床、行包括普通内圆磨床、行星内圆磨床、无心内圆磨床等。星内圆磨床、无心内圆磨床等。（）平面磨床（）平面磨床 包括卧轴矩台平面磨床、包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。立轴圆台平面磨床等。（）工具磨床（）工具磨床 包括工具曲线磨床、钻包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。
17、头沟槽磨床等。（）刀具刃具磨床（）刀具刃具磨床 包括万能工具磨床、包括万能工具磨床、车刀刃磨磨床、滚刀刃磨磨床等。车刀刃磨磨床、滚刀刃磨磨床等。（）专门化磨床（）专门化磨床 包括花键轴磨床、曲包括花键轴磨床、曲轴磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。、轴磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。、（）其他磨床（）其他磨床 包括珩磨机、研磨机、包括珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机床等。砂带磨床、超精加工机床等。7.3.1.1外圆磨床外圆磨床1M1432A型万能外圆磨床型万能外圆磨床2无心外圆磨床无心外圆磨床7.3.1.2其它类型磨床其它类型磨床1平面磨床平面磨床7.3.2磨床夹具磨床夹具磨床夹具可分为通用和专用两大
18、类。通用磨床夹具可分为通用和专用两大类。通用夹具包括：顶尖，夹具包括：顶尖，鸡心夹头，鸡心夹头，心轴中心孔心轴中心孔柱塞，柱塞，弹簧夹头，弹簧夹头，卡盘与花盘，卡盘与花盘，磁力吸磁力吸盘，真空吸盘，虎钳与直角块，盘，真空吸盘，虎钳与直角块，多角形块，多角形块，正弦夹具等等。正弦夹具等等。7.4磨削工艺方法及磨削用量选择磨削工艺方法及磨削用量选择1.砂轮速度。砂轮速度。2.工件速度。工件速度。3.纵向进给量。纵向进给量。4.磨削深度磨削深度5.光磨次数。光磨次数。6.磨削液磨削液7.57.5高效与精密磨削高效与精密磨削7.5.17.5.1高速及超高速磨削高速及超高速磨削 高速及超高速磨削一直是磨
19、削加工研究高速及超高速磨削一直是磨削加工研究重点和发展方向之一。一般认为磨削速度在重点和发展方向之一。一般认为磨削速度在6060120m/s120m/s之间属于高速磨削；大于之间属于高速磨削；大于150m/s150m/s属于超高速磨削。属于超高速磨削。7.5.27.5.2砂带磨削砂带磨削 砂带是一种用粘接剂将磨料接在柔软砂带是一种用粘接剂将磨料接在柔软基体上的涂附磨具。磨粒经高压静电植砂基体上的涂附磨具。磨粒经高压静电植砂后，呈定向排列（锋利的刃口向上），单后，呈定向排列（锋利的刃口向上），单层均匀分布在基体表面。层均匀分布在基体表面。制造砂带用的磨粒通常采用氧化铝、制造砂带用的磨粒通常采用氧
20、化铝、碳化硅或氧化锆，磨料晶体大都为针状，碳化硅或氧化锆，磨料晶体大都为针状，棱角分明。棱角分明。砂带磨削方式可分为开式砂带磨削与砂带磨削方式可分为开式砂带磨削与闭式砂带磨削。闭式砂带磨削。7.5.37.5.3数控坐标磨削数控坐标磨削 数控坐标磨削系指在数控坐标磨床上数控坐标磨削系指在数控坐标磨床上所进行的磨削加工。它主要用于经淬硬和所进行的磨削加工。它主要用于经淬硬和硬质合金的各种复杂模具的型面、具有高硬质合金的各种复杂模具的型面、具有高精度坐标孔距要求的孔系，以及各种异性精度坐标孔距要求的孔系，以及各种异性凹凸的轮廓和任意曲线组成的平面图形等凹凸的轮廓和任意曲线组成的平面图形等的磨削加工。
21、的磨削加工。7.67.6磨削加工案例分析磨削加工案例分析螺纹磨床主轴的磨削螺纹磨床主轴的磨削 螺纹磨床主轴磨削工艺螺纹磨床主轴磨削工艺 工工序序工工步步内内 容容砂砂轮轮机床机床基准基准1 1除除应应力，研中心孔：力，研中心孔：Ra0.63m,Ra0.63m,接触面接触面70%70%2 2粗磨外粗磨外圆圆，留余量，留余量0.070.070.090.09PA40KPA40KM131WM131W中心孔中心孔1 1磨磨65h765h72 2磨磨 至至3 3磨磨68684 4磨磨45455 5磨磨 ，且磨出肩面，且磨出肩面6 6磨磨35g635g63 3粗磨粗磨1:51:5锥锥度，留余量度，留余量0.
22、070.070.090.09M1432AM1432A中心孔中心孔4 4半精磨外半精磨外圆圆，留余量，留余量0.050.05PA60KPA60KM1432AM1432A中心孔中心孔磨磨5 5氮化，探氮化，探伤伤，研中心孔：，研中心孔：Ra0.2mRa0.2m，接触面，接触面75%75%6 6精磨外圆精磨外圆68、45、35g6、至至尺寸，尺寸，65h7、，留余量，留余量0.0250.04PA100LPA100LM1432AM1432A中心孔中心孔7 7磨光磨光键键至尺寸至尺寸WA80LWA80LM8612AM8612A中心孔中心孔8 8磨螺磨螺纹纹至尺寸至尺寸WA100LWA100LS7332S
23、7332中心孔中心孔9 9研中心孔：研中心孔：Ra0.10mRa0.10m，接触面，接触面90%90%1010精密磨精密磨1:51:5锥锥度尺寸度尺寸WA100KWA100KMMB1420MMB1420中心孔中心孔11111 1精密磨精密磨 至至 WA100KWA100KMMB1420MMB1420中心孔中心孔2 2磨出磨出110110肩面肩面1212至尺寸至尺寸 ，表面粗糙度，表面粗糙度Ra0.025mRa0.025mWA240LWA240LMG1432AMG1432A中心孔中心孔磨削用量参考表磨削用量参考表磨削用量磨削用量粗、精磨粗、精磨超精磨超精磨砂砂轮轮速度速度(m/sm/s)1717
24、353515152020工件工件进进度度(m/min)(m/min)1010151510101515纵纵向向进给进给深度深度(m/min)(m/min)0.20.20.60.60.050.050.150.15磨削深度磨削深度(mm/(mm/stst)0.010.010.030.030.00250.0025光磨次数光磨次数(次次/stst)1 12 24 46 67.77.7磨削常见缺陷产生原因及消除方法磨削常见缺陷产生原因及消除方法掌握正确的工艺，维护保养机床及工装掌握正确的工艺，维护保养机床及工装精度，正确选用砂轮和正确、及时地修整精度，正确选用砂轮和正确、及时地修整砂轮，是减少磨削缺陷的主
25、要措施和途径。砂轮，是减少磨削缺陷的主要措施和途径。必须要强调指出，随着现代磨削技术必须要强调指出，随着现代磨削技术的发展，磨床采用了自动修整砂轮、自动的发展，磨床采用了自动修整砂轮、自动平衡砂轮和精密滚动轴承应用于砂轮头架平衡砂轮和精密滚动轴承应用于砂轮头架等新技术，使原来由这方面因素造成的磨等新技术，使原来由这方面因素造成的磨削缺陷大大减少。削缺陷大大减少。1软件定义软件定义可行性分析的任务是了解用户的要求及可行性分析的任务是了解用户的要求及实现环境，从技术、经济和社会等几个方面实现环境，从技术、经济和社会等几个方面研究并论证软件系统的可行性。研究并论证软件系统的可行性。需求分析的任务是确
26、定所要开发软件的需求分析的任务是确定所要开发软件的功能需求、性能需求和运行环境约束，编制功能需求、性能需求和运行环境约束，编制软件需求规格说明、软件系统的确认测试准软件需求规格说明、软件系统的确认测试准则。软件的性能需求包括软件的适应性、安则。软件的性能需求包括软件的适应性、安全性、可靠性、可维护性错误处理等。全性、可靠性、可维护性错误处理等。2软件开发软件开发软件开发是按照需求规格说明的要求，软件开发是按照需求规格说明的要求，由抽象到具体，逐步生成软件的过程。软由抽象到具体，逐步生成软件的过程。软件开发一般由设计、实现和测试等阶段组件开发一般由设计、实现和测试等阶段组成。成。3软件使用和维护
27、软件使用和维护软件的使用是在软件通过测试后，将软件的使用是在软件通过测试后，将软件安装在用户确定的运行环境中移交给软件安装在用户确定的运行环境中移交给用户使用。软件的维护是对软件系统进行用户使用。软件的维护是对软件系统进行修改或对软件需求变化做出反应的过程。修改或对软件需求变化做出反应的过程。1.1.2 软件过程模型软件过程模型软件开发过程中存在各种复杂因素，为软件开发过程中存在各种复杂因素，为了解决由此而带来的种种问题，软件开发者了解决由此而带来的种种问题，软件开发者们经过多年的摸索，给出了多种实现软件工们经过多年的摸索，给出了多种实现软件工程的方式程的方式软件过程模型，如瀑布过程模软件过程
28、模型，如瀑布过程模型、螺旋过程模型和增量过程模型等。型、螺旋过程模型和增量过程模型等。1瀑布过程模型瀑布过程模型瀑瀑布布过过程程模模型型反反映映了了人人们们早早期期对对软软件件工工程程的的认认识识水水平平，是是人人们们所所熟熟悉悉的的一一种种线线性思维的体现。性思维的体现。瀑布过程模型强调阶段的划分及其顺瀑布过程模型强调阶段的划分及其顺序性、各阶段工作及其文档的完备性，是序性、各阶段工作及其文档的完备性，是一种严格线性的、按阶段顺序的、逐步细一种严格线性的、按阶段顺序的、逐步细化的开发模式，如图化的开发模式，如图1-1所示。所示。图图1-1瀑布过程模型瀑布过程模型2螺旋过程模型螺旋过程模型螺螺
29、旋旋过过程程模模型型的的基基本本思思路路是是，依依据据前前一一个个版版本本的的结结果果构构造造新新的的版版本本，这这个个不不断断重重复复迭迭代代的的过过程程形形成成了了一一个个螺螺旋旋上上升升的的路路径径，如图如图1-2所示。所示。图图1-2螺旋过程模型螺旋过程模型3增量过程模型增量过程模型有些时候可能会用一种几乎连续的过有些时候可能会用一种几乎连续的过程小幅度地推进项目，这就是增量过程模程小幅度地推进项目，这就是增量过程模型，如图型，如图1-3所示。所示。图图1-3增量过程模型增量过程模型1.2 软 件 质 量软件质量是软件的生命，它直接影响软件质量是软件的生命，它直接影响软件的使用与维护。
30、软件的使用与维护。通常软件质量由以下通常软件质量由以下几方面进行评价。几方面进行评价。软软件件需需求求是是衡衡量量软软件件质质量量的的基基础础，不不符符合合需需求求的的软软件件就就不不具具备备质质量量。设设计计的的软软件件应应在在功功能能、性性能能等等方方面面都都符符合合要要求求，并能可靠地运行。并能可靠地运行。软软件件结结构构良良好好，易易读读、易易于于理理解解，并易于修改、维护。并易于修改、维护。软软件件系系统统具具有有友友好好的的用用户户界界面面，便便于用户使用。于用户使用。软软件件生生存存周周期期中中各各阶阶段段文文档档齐齐全全、规范，便于配置、管理。规范，便于配置、管理。1.2.1
31、质量与质量模型软软件件的的质质量量因因素素很很多多，如如正正确确性性、精精确确性性、可可靠靠性性、容容错错性性、性性能能、效效率率、易易用用性性、可可理理解解性性、简简洁洁性性、可可复复用用性性、可可扩扩充性、兼容性等。充性、兼容性等。软软件件质质量量因因素素也也称称为为软软件件质质量量特特性性，反反映映了了质质量量的的本本质质。讨讨论论一一个个软软件件的的质质量量，问题最终要归结到定义软件的质量特性。问题最终要归结到定义软件的质量特性。面面对对众众多多的的质质量量因因素素如如何何取取折折衷衷，这这实实际际上上就就是是区区分分质质量量因因素素对对软软件件质质量量影影响响程程度度轻轻重重的的问问
32、题题，这这个个问问题题已已经经有有了了解解决决方方案，即软件质量模型。案，即软件质量模型。图图1-4所所示示为为ISO/IEC91261991标标准准规规定定的的软软件件质质量量度度量量模模型型。它它由由3层层组组成成，其其中中第第1层层称称为为质质量量特特性性，第第2层层称称为为质质量量子特性，第子特性，第3层称为度量。层称为度量。图图1-4ISO软件质量度量模型软件质量度量模型软件质量评价的目的是为了直接支持软件质量评价的目的是为了直接支持开发并获得能满足用户要求的软件。最终开发并获得能满足用户要求的软件。最终目标是保证产品能提供所要求的质量，即目标是保证产品能提供所要求的质量，即满足用户
33、明确的和隐含的要求。软件产品满足用户明确的和隐含的要求。软件产品的一般评价过程是，确定评价需求，然后的一般评价过程是，确定评价需求，然后规定、设计和执行评价，如图规定、设计和执行评价，如图1-5所示。所示。图图1-5软件评价过程软件评价过程1.2.2 软件质量保证软件质量保证为为了了在在软软件件开开发发过过程程中中保保证证软软件件的的质质量量，软软件件的的质质量量保保证证活活动动应应贯贯穿穿整整个个软软件件生生存存周周期期的的每每一一个个阶阶段段。软软件件的的质质量量保保证证的的措措施主要有检查、评审和测试。施主要有检查、评审和测试。如如图图1-6所所示示，软软件件质质量量保保证证的的工工作作
34、从从项目一开始就应介入。项目一开始就应介入。图图1-6质量保证活动质量保证活动1.3 软 件 测 试 1.3.1 软件测试的定义及目的软件测试的定义及目的简简单单地地说说，软软件件测测试试就就是是为为了了发发现现错错误误而执行程序的过程。而执行程序的过程。在在IEEE提出的软件工程标准术语中，提出的软件工程标准术语中，软件测试被定义为：软件测试被定义为：“使用人工和自动手使用人工和自动手段来运行或测试某个系统的过程，其目的段来运行或测试某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或弄清楚在于检验它是否满足规定的需求或弄清楚预期结果与实际结果之间的差别。预期结果与实际结果之间的差别。”软件
35、软件测试是与软件质量密切联系在一起的，归测试是与软件质量密切联系在一起的，归根结底，软件测试是为了保证软件质量。根结底，软件测试是为了保证软件质量。软软件件测测试试是是一一个个找找错错的的过过程程。软软件件测测试试的的过过程程亦亦是是程程序序运运行行的的过过程程。程程序序运运行行需需要要数数据据，为为测测试试设设计计的的数数据据称称为为测测试试用用例例。测测试试用用例例的的设设计计原原则则是是尽尽可可能能暴暴露露程程序序中中的错误。的错误。软软件件是是由由人人来来完完成成的的，所所有有由由人人做做的的工工作作都都不不会会是是完完美美无无缺缺的的。软软件件开开发发是是个个很很复复杂杂的的过过程程
36、，期期间间很很容容易易产产生生错错误误。无无论论是是软软件件从从业业人人员员、专专家家和和学学者者做做了了多多大大的的努努力力，软软件件错错误误仍仍然然存存在在。因因而而大大家家也也得得到到了了一一种种共共识识：软软件件中中残残存存着着错错误误，这这是是软软件件的的一一种种属属性性，是是无无法法改改变变的的。所所以以通通常常说说软软件件测测试试的的目目的的就就是是为为了了发发现现尽尽可可能能多多的的缺缺陷陷，并并期期望望通通过过改改错错来来把把缺缺陷陷统统统统消消灭灭，以以期期提提高高软软件件的的质质量量。一一个个成成功功的的测测试试用用例例在在于于发发现现了了至今尚未发现的缺陷。至今尚未发现
37、的缺陷。软件测试的目的是以最少的人力、物软件测试的目的是以最少的人力、物力和时间找出软件中潜在的各种错误和缺力和时间找出软件中潜在的各种错误和缺陷，通过修正各种错误和缺陷提高软件质陷，通过修正各种错误和缺陷提高软件质量，回避软件发布后由于潜在的软件缺陷量，回避软件发布后由于潜在的软件缺陷和错误造成的隐患所带来的商业风险。和错误造成的隐患所带来的商业风险。1.3.2 软件测试信息流软件测试信息流为为进进一一步步说说明明软软件件测测试试的的过过程程，这这里里给给出出软件测试的信息流示意图，如图软件测试的信息流示意图，如图1-8所示。所示。图图1-8软件测试信息流软件测试信息流1.3.3 软件测试与
38、软件开发过程的关系软件测试与软件开发过程的关系对对于于软软件件测测试试与与软软件件开开发发过过程程之之间间的的关关系系，套套用用固固定定的的模模型型不不是是聪聪明明之之举举。比比如如“程程序序设设计计”与与“测测试试”之之间间的的关关系系，习习惯惯上上总总以以为为程程序序设设计计在在先先，测测试试在在后后，如如图图1-9（a）所所示示。而而对对于于一一些些复复杂杂的的程程序序，将将测测试试分分为为同同步步测测试试与与总总测测试试更更有有效效，如如图图1-9（b）所示。）所示。图图1-9程序设计与测试的关系程序设计与测试的关系现现在在还还有有一一种种全全新新的的软软件件开开发发模模式式以以测测试
39、试驱驱动动软软件件开开发发，总总的的思思想想是是：软软件件测测试试是是贯贯穿穿于于软软件件开开发发过过程程的的。软软件件生生存存周周期期的的各各个个阶阶段段中中都都少少不不了了相相应应的的测测试试，软软件件生生存存周周期期各各个个阶阶段段的的测测试试分分别别对对应应于于软软件件测测试试过过程程中中的的单单元元测测试试、集集成成测测试试、系系统统测测试试和和确确认认测测试试，如如图图1-10所所示示。这这种种对对应应关关系系有有利利于于软软件件开开发发过过程程的的管管理理和和软件质量的控制。软件质量的控制。图图1-10软件测试与软件开发的关系软件测试与软件开发的关系1.3.4软件测试与质量保证的
40、区别软件测试与质量保证的区别1质量保证质量保证质量保证（质量保证（QA）工作通过预防、检查与）工作通过预防、检查与改进来保证软件质量。改进来保证软件质量。QA采用采用“全面质量管全面质量管理理”和和“过程改进过程改进”的原理开展质量保证工作。的原理开展质量保证工作。2软件测试软件测试测测试试虽虽然然也也与与开开发发过过程程紧紧密密相相关关，但但关关心心的的不不是是过过程程的的活活动动，而而是是对对过过程程的的产产物物以以及及开开发发出出的的软软件件进进行行剖剖析析。测测试试人人员员要要“执执行行”软软件件，对对过过程程中中的的产产物物开开发发文文档档和和源源代代码码进进行行走走查查，运运行行软
41、软件件，以以找找出出问问题题，报报告告质质量量。测测试试人人员员必必须须假假设设软软件件存存在在潜潜在在的的问问题题，测测试试中中所所做做的的操操作作是是为为了了找找出出更更多多的的问问题题，而而不不仅仅仅仅是是为为了了验验证每一件事是正确的。证每一件事是正确的。对对测测试试中中发发现现的的问问题题的的分分析析、追追踪踪与与回回归归测测试试也也是是软软件件测测试试中中的的重重要要工工作作，因因此此软软件测试是保证软件质量的一个重要环节。件测试是保证软件质量的一个重要环节。软件质量保证活动与软件测试的关系可软件质量保证活动与软件测试的关系可用图用图1-11说明。说明。图图1-11软软件件质质量量
42、保保证证活活动动与与测测试试的的关关系系1.3.5 软件测试的发展历程及趋势软软件件测测试试是是伴伴随随着着软软件件的的产产生生而而产产生生的的，有有了了软软件件的的生生成成和和运运行行就就必必然然有有软软件件测测试试。在在早早期期的的软软件件开开发发过过程程中中，测测试试的的含含义义比比较较窄窄，将将测测试试等等同同于于“调调试试”，目目的的是是纠纠正正软软件件中中已已经经知知道道的的故故障障，常常常常由由软软件件开开发发人人员员自自己己完完成成这这部部分分工工作作。对对测测试试的的投投入入极极少少，测测试试介介入入得得也也晚晚，常常常常是是等等到到形形成成代代码码，产产品已经基本完成时才进
43、行测试。品已经基本完成时才进行测试。直到直到1957年，软件测试才开始与调试年，软件测试才开始与调试区别开来，成为一种发现软件缺陷的活动。区别开来，成为一种发现软件缺陷的活动。直到直到20世纪世纪80年代早期，年代早期，“质量质量”的的号角才开始吹响。软件测试的定义发生了号角才开始吹响。软件测试的定义发生了改变，测试不单纯是一个发现错误的过程，改变，测试不单纯是一个发现错误的过程，而且包含软件质量评价的内容。软件开发而且包含软件质量评价的内容。软件开发人员和测试人员开始坐在一起探讨软件工人员和测试人员开始坐在一起探讨软件工程和测试问题。制定了各类标准，包括程和测试问题。制定了各类标准，包括IE
44、EE标准、美国标准、美国ANSI标准和标准和ISO国际标准。国际标准。20世世纪纪90年年代代，测测试试工工具具终终于于盛盛行行起起来来。到到了了2002年年，Rich和和Stefan在在系系统统的的软软件件测测试试一一书书中中对对软软件件测测试试做做了了进进一一步步定定义义：“测测试试是是为为了了度度量量和和提提高高被被测测软软件件的的质质量量，对对测测试试软软件件进进行行工工程程设设计计、实实施施和和维维护护的的整整个个生生命命周周期期过过程程”。这这些些经经典典论论著著对对软软件件测测试试研研究究的的理理论论化化和和体体系系化化产生了巨大的影响。产生了巨大的影响。近近20年年来来，随随着
45、着计计算算机机和和软软件件技技术术的的飞飞速速发发展展，软软件件测测试试技技术术的的研研究究也也取取得得了了很很大大的的突突破破，测测试试专专家家总总结结了了很很好好的的测测试试模模型型，如如著著名名的的V模模型型，在在单单元元测测试试、自自动动化化测测试试等等方方面面涌涌现了大量优秀的软件测试工具。现了大量优秀的软件测试工具。虽虽然然软软件件测测试试技技术术的的发发展展很很快快，但但是是其其发发展展速速度度仍仍落落后后于于软软件件开开发发技技术术的的发发展展速速度度，使使得得软软件件测测试试在在今今天天面面临临着着很很大大的的挑挑战，主要体现在以下几个方面。战，主要体现在以下几个方面。软软件
46、件在在国国防防现现代代化化、社社会会信信息息化化和和国国民民经经济济信信息息化化领领域域中中的的作作用用越越来来越越重重要要，由此产生的测试任务越来越繁重。由此产生的测试任务越来越繁重。软软件件规规模模越越来来越越大大，功功能能越越来来越越复复杂，如何进行充分而有效的测试成为难题。杂，如何进行充分而有效的测试成为难题。面面向向对对象象的的开开发发技技术术越越来来越越普普及及，但是面向对象的测试技术却刚刚起步。但是面向对象的测试技术却刚刚起步。对对分分布布式式系系统统的的整整体体性性能能还还不不能能进进行很好的测试。行很好的测试。对实时系统缺乏有效的测试手段。对实时系统缺乏有效的测试手段。随随着
47、着安安全全问问题题的的日日益益突突出出，对对信信息息系系统统的的安安全全性性如如何何进进行行有有效效的的测测试试与与评评估估，成为世界性难题。成为世界性难题。根据国内外软件测试的发展现状，可以根据国内外软件测试的发展现状，可以看到软件测试有以下的发展趋势。看到软件测试有以下的发展趋势。测试工作将进一步前移。测试工作将进一步前移。软件架构师、开发工程师、软件架构师、开发工程师、QA人员、人员、测试工程师将进行更好的融合。测试工程师将进行更好的融合。测试职业将得到充分的尊重。测试职业将得到充分的尊重。设设置置独独立立的的软软件件测测试试部部门门将将成成为为越越来来越越多多的的软软件件公公司司的的共
48、共识识。软软件件测测试试部部门门将将和和开开发发部部、质质量量保保证证部部一一样样作作为为一一个个重重要的独立部门存在。要的独立部门存在。测试外包服务将快速增长。和软件测试外包服务将快速增长。和软件开发外包一样，软件测试外包将成为全球开发外包一样，软件测试外包将成为全球化的一种趋势。可以利用职业测试专家队化的一种趋势。可以利用职业测试专家队伍与机构为自己的产品进行测试，而且可伍与机构为自己的产品进行测试，而且可以节省测试费用。以节省测试费用。1.4 软件测试人员的基本素质软件测试人员应具备下列基本素质。软件测试人员应具备下列基本素质。1具有良好的计算机编程基础具有良好的计算机编程基础2具有创新精神和超前意识具有创新精神和超前意识3不懈努力，追求完美不懈努力，追求完美4具有整体观念，对细节敏感具有整体观念，对细节敏感5团队合作精神团队合作精神