機械加工精度
1. 加工精度
零件的加工質(zhì)量是保證機械產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。聽見的加工質(zhì)量包括零件的機械加工精度和加工表面質(zhì)量是兩大方面。
所謂機械加工精度是指零件加工后實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。
加工誤差是指加工后零件的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀個表面間的相互位置）對理想幾何參數(shù)的偏離程度。
加工精度和加工誤差是從兩個不同的角度來平定加工零件的集合參數(shù)的，加工精度的低和高就是通過加工誤差的大和小來表示的。
零件的加工精度包含三方面的內(nèi)容；尺寸精度、形狀精度和位置精度，這三者之間是有聯(lián)系的，通常形狀公差應(yīng)限制在位置公差之內(nèi)，而位置誤差也應(yīng)限制在尺寸公差之內(nèi)。當(dāng)尺寸精度要求高時，相應(yīng)的位置精度、形狀精度也要求高。但形狀精度要求高時，相應(yīng)的位置精度和尺寸精度有時不一定要求高，這要根據(jù)零件的功能要求來決定。
一般情況下，零件的加工精度越高則加工成本相對地越高，生產(chǎn)率則相對地越低。因此，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)零件的使用要求，合理地規(guī)定零件的加工精度。工藝人員則應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、生產(chǎn)條件等采取適當(dāng)?shù)墓に嚪椒�，以保證加工誤差不超過容許范圍，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。
2原始誤差
機械加工時，機床、夾具、刀具和工件所構(gòu)成的一個完整系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)。加工誤差的產(chǎn)生是由于在加工前和加工過程中，工藝系統(tǒng)存在許多誤差因素，統(tǒng)稱為原始誤差。工藝系統(tǒng)的原始誤差主要包括：
（1）原理誤差：由于采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪敦而產(chǎn)生的誤差。
（2）調(diào)整誤差：調(diào)整的作用主要是使刀具與工件之間達到正確的相對位置，由于調(diào)整不可能絕對準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式，即試切法和調(diào)整法。
但件小批生產(chǎn)中普遍采用試法加工，試切法加工時的調(diào)整誤差、機床進給機構(gòu)的位移誤差和工藝系統(tǒng)的受力變形。在大批大量生產(chǎn)中，廣泛采用調(diào)整法加工、調(diào)整法加工時的調(diào)整誤差，除上述因素外，還與調(diào)整方法有關(guān)：當(dāng)采用定程機構(gòu)調(diào)整時，調(diào)整誤差與定程機構(gòu)（如行程擋塊、靠模凸輪等）的制造誤差、安裝誤差、磨損以及與它們配合的點、液、氣動控制元件的靈敏度有關(guān)；當(dāng)采用樣件、樣板、對刀塊、導(dǎo)套等調(diào)整時，則與這些元件的制造、安裝誤差、磨損以及調(diào)整時的測量誤差有關(guān)。
（3）裝夾誤差：為定位誤差和夾緊誤差之和。
（4）測量誤差：與量具、量儀的測量原理、制造精度、測量條件（溫度、濕度、清潔度、振動、測量力等）以及測量技術(shù)水平等有關(guān)的誤差。
（5）夾具的制造誤差與摩擦：系指夾具上定位元件、導(dǎo)向元件、對刀元件、分度機構(gòu)、夾具體等的加工誤差，夾具裝配后以上各種元件工作面間的相對尺寸、位置誤差、以及夾具在使用過程中工作表面的磨損。
（6）刀具的制造誤差與摩擦：刀具對加工精度的影響，隨刀具的種類不同而不問；采用定尺寸刀具（如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀、鏜刀塊及圓拉刀等）加工時，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度；采用成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、成形砂輪等）加工時，刀具的形狀誤差、安裝誤差將直接影響工件的形狀精度；采用齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等刀具展成加工時，刀具切削刃的幾何形狀及有關(guān)尺寸，也會直接影響加工精度；對于車刀、銑刀、鏜刀等一般刀具，其制造精度對加工精度無直接影響、但刀具磨損后，也會影響工件的尺寸精度及形狀精度。
（7）機床的制造：安裝誤差及磨損 機床誤差是造成加工誤差的主要原始誤差因素。機床誤差主要包括機床主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、內(nèi)聯(lián)系轉(zhuǎn)動鏈的傳動誤差以及主軸、導(dǎo)軌間的位置關(guān)系誤差幾個方面。
主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實際回轉(zhuǎn)軸線對其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。主軸回轉(zhuǎn)誤差會造成零件加工表面的形位誤差及表面的波紋度和粗糙度。
導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差是指機床導(dǎo)軌副的運動件實際運動方向與理想方向的差值。對直線導(dǎo)軌而言，導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差是指機床導(dǎo)軌副的運動件實際運動方向與理想方向的差值。對直線導(dǎo)軌而言，導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差包括導(dǎo)軌在水面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度誤差，以及前后導(dǎo)軌的平行度誤差。導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差會造成工件加工表面的尺寸、形狀與位置誤差，導(dǎo)軌副的不均勻磨損、機床安裝不正確或地基不良，都會增加導(dǎo)向誤差。
傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中百末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。它是螺紋、齒輪、蝸輪以及其他按展成原理加工時，影響加工精度的主要誤差來源。
機床主軸、導(dǎo)軌間的文職關(guān)系誤差（如平行度、垂直度），將使加工表面產(chǎn)生形狀與位置誤差。
（8）工藝系統(tǒng)受力變形，切削加工時、由機床、刀具、夾具個工件組成的工藝系統(tǒng)，在切削力、加緊力以及重力等的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)的變形、使刀具和工件在靜態(tài)下調(diào)整好的相互位置，以及切削成形愚弄所需要的正確集合關(guān)系發(fā)生變化、面造成加工誤差。工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力，可用剛度K來描述。所謂工藝系統(tǒng)的剛度，是指切削加工時，作用在工件加工表面上的法向分力Fy與刀具相對工件早該方向上位移y的比值。即：
工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響可以歸結(jié)兩個方面：
（1）切削過程中，工藝系統(tǒng)的剛度會隨切削力作用點位置的變化而變化，因此，使工藝系統(tǒng)受力變形亦隨之變化，引起工件形狀誤差。
（2）當(dāng)毛坯形狀誤差較大或材料硬度很不均勻，工件加工時切削力的大小就會有較大變化，工藝系統(tǒng)的變形也就會隨切削大小的變化面變化，因而引起工件加工誤差，由于此時在工件上造成的加工誤差的類型完全同于毛坯原有的形狀位置誤差類型，故乘之為“誤差復(fù)映”；
（9）工藝系統(tǒng)受熱變形，機械加工中，工藝系統(tǒng)受到切削熱、摩擦熱、環(huán)境溫度和輻射熱的影響將產(chǎn)生變形，使工件和刀具間的正確相對位置遭到破壞，造成加工誤差。熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密加工。大型零件加工和自動化加工中，熱變形所引起的加工誤差通常會占到工件加工總誤差的40%~70%。
（10）殘余應(yīng)力重新分布引起的變形，殘余應(yīng)力也稱內(nèi)應(yīng)力，是指在沒有外力作用下或去除外力后工件內(nèi)存留的應(yīng)力，具有殘余應(yīng)力的零件處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它內(nèi)部的組織有強烈的傾向要恢復(fù)到一個穩(wěn)定的沒有應(yīng)力的狀態(tài)，即使在常溫下，零件也會不斷地緩慢地進行這種變化，直到殘余應(yīng)力完全松弛為止。在這一過程中，零件將會翹曲變形，原有的加工精度會逐漸喪失。
