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1、工艺系统：机械加工中，由机床、夹具、刀具和工件等组成的统一体。原始误差：在完成任何一个加工过程中，由于工艺系统各种原始误差的存在，使工件和刀具之间正确的几何关系遭到破坏而产生加工误差。原始误差：与工艺系统初始状态有关的原始误差，加工原理误差，工件的装夹误差，调整误差，刀具误差，机床主轴回转误差，机床导轨导向误差，机床传动误差。与加工过程有关的原始误差：测量误差，刀具磨损，工艺系统受力变形，工艺系统受热变形，工件残余应力引起的变形。研究加工精度的方法：单因素分析法：研究某一确定因素对加工精度的影响时，不考虑其他因素，通过分析计算或测试、试验，得出该因素与加工误差间的关系。统计分析法：以生产中一批
2、工件的实测结果为基础，运用数理统计的方法进行数据处理，用以控制工艺过程的正常进行。当发生质量问题时，可以从中判断误差的性质，找出误差出现的规律，以帮助解决有关的加工精度问题。 只适用于成批生产。加工原理误差：由于采用近似的加工方法，近似的传动运动或近似的刀具轮廓而产生的加工误差，称为原理误差。机床的几何误差：主轴回转运动误差： 主轴回转误差是指主轴的实际回转轴线与平均回转轴线在加工误差敏感方向上的最大变动量。纯轴向窜动 纯轴向窜动对内外圆加工无影响，但加工端面时引起端面跳动，而对螺纹加工则造成螺距的小周期误差。纯径向跳动和漂 纯径向跳动指主轴实际回转轴线相对于主轴平均回转轴线在空间作平行移动。
3、漂移也是径跳，但是主轴实际回转轴线的跳动方向和跳动量值均在随时间而变化。主轴轴心线漂移使工件产生圆度误差和表面波度纯角度摆动：对工件的形状影响很大。车外圆时会产生圆柱度误差；镗孔时孔呈椭圆形。主轴回转运动误差的影响因素：影响主轴回转运动误差的主要因素是主轴的误差、轴承的误差、轴承的间隙、与轴承配合零件的误差及主轴系统的径向不等刚度和热变形等。当主轴采用滑动轴承时影响主轴回转精度的因素有：主轴颈和轴瓦内孔的圆度误差以及轴颈和轴瓦内孔的配合情况。对于车床，轴瓦内孔的圆度误差影响很小，而主轴的圆度误差影响很大。 轴心线的径跳取决于主轴颈的圆度误差。 对于镗床，轴瓦内孔的圆度误差起主要作用，而主轴颈的
4、圆度误差影响很小。采用滚动轴承的主轴，影响主轴回转精度的因素有：内圈与主轴颈的配合；外圈与箱体孔的配合；外圈、内圈滚道的圆度和表面波度；外圈内滚道对外圆、内圈外滚道对内圆的同轴度；滚动体的形状和尺寸精度。这些误差的综合使主轴轴心线产生纯径向跳动和漂移。主轴回转精度的测量：检验棒方法。双向测量法，可真实的测出主轴的径跳和漂移。提高主轴回转精度的措施 1）提高轴承精度2）提高主轴和箱体的制造精度3）高速主轴部件要进行动平衡，以消除激振力4）滚动轴承采用预紧 轴向加适当的预载荷，消除轴承间隙，使滚动体产生微量弹性变形，可提高刚度、回转精度和使用寿命 5）使主轴的回转误差不影响加工精度 机床导轨的误差
5、：导轨在机床中起导向和承载作用。既是确定机床主要部件相对位置的基准，也是运动的基准；导轨是承载部件，存在着因磨损而降低导向精度的问题.导轨误差对加工精度的影响：1）导轨在水平面内的直线度误差2）导轨在垂直面内的直线度误差3）前后道轨的平行度误差（扭曲） 对车床： 外圆磨床。=1提高导轨直线度精度的措施（1）提高耐磨性，导轨的主要失效形式是磨损。采用耐磨合金铸铁，镶钢导轨，导轨淬火等措施，提高导轨的耐磨性（2）提高安装水平 首先要有良好的地基，然后调好安装水平，使用中还要定期检查3）加强维护、保养，经常保持导轨的清洁和润滑良好，并按计划及时检修，精密机床应禁止粗加工（4）采用新型导轨如滚动导轨、
6、动压导轨、卸载导轨、静压导轨、喷涂或贴附聚四氟乙烯软带、双V型导轨等。（三）机床传动链误差：传动链误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。3.减少传动链传动误差的措施 1）缩短传动链 2）减少各传动元件装配时的几何偏心，提高装配精度。 3）提高末端传动副的制造精度和装配精度4）在传动链中按减速比递增的原则分配各传动副的传动比，使末端传动副的降速比最大消除传动副的间隙。5）采用校正机构其他几何误差1.刀具误差，刀具误差主要指刀具的制造误差和尺寸磨损。它们对工件加工精度的影响，随刀具种类而异。刀具制造误差的影响 1）单刃刀具，如车刀、刨刀、单刃镗刀等 对加工精度没有直接影响。2
7、）成形刀具如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等； 这类刀具在切削基面上的投影就是加工表面的母线形状，因此它们的制造误差、安装调整误差和刃磨误差都会影响工件的形状精度。3）定尺寸刀具，如键槽铣刀、三面刃盘铣刀、钻头、铰刀、拉刀、镗刀块等；4）展成法刀具如齿轮滚刀、花键滚刀等，这类刀具的制造误差和刃磨好坏直接影响工件的形状和尺寸。 （2） 刀具尺寸磨损即刀具在加工表面法向的磨损量。 减少刀具磨损对加工精度的影响：选用耐磨材料；合理选用刀具几何角度和切削用量； 正确刃磨刀具；采用正确的冷却润滑液；对刀具的尺寸磨损进行补偿。 2. 工件的装夹误差与夹具磨损:夹具误差首先影响工件被加工表面的位置精度，其次影
8、响尺寸精度和形状精度 3. 4.调整误差:在机械加工中，由于“机床夹具工件刀具”工艺系统没有调整到正确的位置而产生的加工误差.（1）试切法调整（2）调整法调整4. 调整误差的来源:1）测量误差,2）微进给的影响. 在试切中，在低速微进给时，常会出现进给机构的“爬行”现象，造成加工误差。3）切削厚度的影响5. 影响调整精度的因素还有：1）用定程机构调整2）用样件或样板调整研究工艺系统受力变形的目的：采取措施减少或消除工艺系统受力变形对工件加工精度的影响。 刚度是材料在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 k工艺系统受力变形对加工精度的影响1. 受力点位置变化引起的形状误差2.误差的复映规律3.其它力引起
9、的加工误差（1）夹紧力引起的加工误差（2）重力引起的加工误差（3）惯性力和传动力引起的加工误差误差复映： 在切削加工过程中，由于毛坯本身的误差（几何形状及相互位置误差）将使切削深度不断发生变化，促使工艺系统产生相应的变形，因而在工件表面上保留了与毛坯表面类似的形状和位置误差。这一现象称为误差复映规律。3、 机床刚度的测定 1.单向静载测定法2.三向静载测量法3.工作状态测定法机床部件的刚度曲线具有如下特点 （1）变形与受力的关系是非线性的。（2）加载曲线与卸载曲线不重合。 表明在加载卸载循环中损失了能量，是消耗在克服零件间的摩擦力和接触面塑性变形所作的功（3）卸载完毕后变形没有恢复到原点，因此
10、加载曲线与卸载曲线不能构成封闭图形。 （4）部件的实际刚度远远小于按实体估算的刚度。4、 影响机床部件刚度的因素 1.连接表面接触变形的影响 2.摩擦力的影响3.薄弱环节的影响（4）间隙的影响5、 五、减小工艺系统受力变形的主要措施1.提高接触刚度影响接触刚度的因素除零件的材料和硬度外，最主要的是连接表面粗糙度、形状误差和接触情况采取的措施： 提高连接表面的形状精度，减小粗糙度，尽可能增大配合表面之间的实际接触面积。2. 提高工件刚度：1）设置辅助支撑减少工件支撑长度 2）减小法向切削力 如增大刀具前角和主偏角，减小进给量和切削深度等 3）采用反向大进给走刀法3.提高机床部件刚度为了提高六角转
11、塔刀架的刚度，装置了导向套和加强杆。（4）正确装夹工件减少夹紧变形：对于薄壁和薄板工件，若装夹方法或夹紧部位不当，将会引起夹紧变形，产生加工误差。工艺系统的热变形：由于工艺系统热源分布不均匀性及各环节结构和材料的不同，使工艺系统各部分所产生的热变形既复杂又不均匀，从而破坏了刀具与工件之间的相对位置关系和相对运动关系。内部热源来自切削过程的切削热，以不同比例传给工件、刀具、切屑及周围的介质。另一种是摩擦热，来自机床中各种运动副和动力源。外部热源来自外部环境2、 机床热变形引起的加工误差三、工件热变形引起的加工误差 当工件能够自由热伸长时，工件的热变形主要影响尺寸精度，否则工件还会产生圆柱度误差。
12、四、刀具热变形引起的加工误差 当刀具连续工作时，刀具产生热变形而逐渐伸长，车削长轴时工件产生圆柱度误差。当采用调整法加工一批工件时，刀具的受热与冷却是间歇进行的。5、 减小和控制工艺热变形的主要措施（1）减小热源的影响（2）强制冷却，均衡温度场（3）加快热平衡（4）控制环境温度（5）采用补偿措施（6）改善机床结构6、 为尽快使机床进入热平衡状态，可采取如下措施：1）在加工前让机床高速空转，使机床迅速达到热平衡，然后进行加工；2）在机床适当部位增设附加热源，在预热期内人为向机床供热，加速其热平衡。避免阳光直照。均匀布置取暖器；冬天车间设门帘；建立恒温车间；、采用喷油冷却整台机床控制工艺系统热变形
13、。7、 工件残余应力引起的误差 指当外部载荷去掉后，仍然残存在工件内部一部分金属对另一部分金属的作用力，是由于金属内部宏观或微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生的。外界因素来自热加工和冷加工。残余应力产生的原因1. 毛坯制造中产生的内应力2.冷校直产生的内应力3.切削加工产生的内应力二、减小或消除残余应力的措施1.采用适当的热处理。工序对于铸、锻、焊接件，进行退火、正火或人工时效处理后再进入机械加工。对于重要零件，在粗加工和半精加工后还要进行时效处理，以消除毛坯制造及加工中的内应力2.给工件足够的变形时间3.零件结构要合理 零件结构要简单，壁厚要均匀。加工误差的统计分析法和综合分析实例：系统
14、性误差和随机性误差两大类。1.系统性误差（1）常值系统性误差（2）变值系统性误差二、加工误差的统计分析：（一）分布图分析法1、实验分布图直方图由于各组频率之和等于100%，故直方图上全部矩形面积之和等于1（二）点图分析法样本的平均值表示该样本的尺寸分散中心，它主要决定于调整尺寸的大小和常值系统性误差：样本的标准偏差反映该批工件尺寸的分散程度，它是由变值系统性误差和随机性误差决定的。正态分布曲线的特点：1）曲线呈座钟形2）曲线与x轴围成的面积为13）当 时，曲线与x轴围成的面积为0.9973。因此常取正态分布曲线的实际分布范围为 +-3 ，工艺上称该原则为 6 准则。总使工件的尺寸公差T大于64
15、）曲线分布中心改变时，整个曲线将沿x轴平移，但曲线形状保持不变。5）工序标准差 决定了正态分布曲线的形状和分布范围。（2）非正态分布曲线 工件的实际分布有时并不近似于正态分布。原因是两组正态分布曲线的叠加，也即随机性误差混入了常值系统性误差。每组有各自的分散中心和标准偏差原因：是正态分布曲线的分散中心不断在移动，也即在随机性误差中混有变值系统性误差。 3.分布图分析法的应用（1） 确定各种加工方法的精度等级（2）判断加工误差的性质2）如果公差带中心与尺寸分布中心重合，则说明无规律性常值误差3）如果公差带中心与尺寸分布中心不重合，则两中心间的距离即为规律性常值误差4）如果实际的尺寸分布曲线不服从正态分布，则一定有显著的规律性变值误差。（2） （3）判断工序能力：工序能力是指工序在一定时间内处于稳定状态下的实际加工能力。 称为工序能力系数，表示工序能力满足加工精度要求的程度。（二）点图分析法（1）个值点图2.X_R图前者控制工艺过程质量指标的分布中心，后者控制工艺过程质量指标的分散程度。加工误差综合分析实例;通常需要综合运用统计分析法和因素分析法 保证和提高加工精度的主要途径:一、减少或消除原始误差（1）大走刀反向进给切削（2）采用跟刀架和中心架（3）增大主偏角
