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一、加工精度与加工误差概述
加工精度是 指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体毛作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
二、机械加工精度与加工误差的分析(一)工艺系统集合误差
1、机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是 通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
(1)主轴回转误差：机床主轴是 装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差是 指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分 解为径向圆跳动、轴向窜动和角 度摆动三种基本形式。产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等。但它们 对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。产生轴向窜动的主要原因是 主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。不同的加工方法，主轴同转误差所引起的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔 时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔 的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。
(2)导轨误差：导轨是 机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是 机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是 机床精度下降的主要原因之一。
(3)传动链误差：传动链误差是 指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角 误差来衡量。
2、刀具的几何误差
任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
(二)定位误差
1、基准不重合误差：在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基谁称为设计基淮。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下，工序基准应与设计基谁重合。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准(或测量基准)，如果所选用的定位基准(或测量基准)与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。基谁不重合误差等于定位基淮相对于设计基准在工序尺寸方向上的最 大变动量。
2、定位副制造不准确吴差：工件在夹具中的正确位置是 由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝 对准确，它们 的实际尺寸(或位置)都允许在分别规定的公差范围内变动。同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最 大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。
(三)工艺系统受力变形引起的误差
工艺系统受力变形引起的误差主要指：工件刚度、刀具刚度、机床部件刚度。
(1)工件刚度：工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的秒向就比较大，其最 大变形量可按材料力学有关公式估算。
(2)刀具刚度：外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。锉直径较小的内孔 ，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔 加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。
(3)机床部件刚度：机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是 用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是 载力嗽和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；第 一次卸载后，变形恢复不到第 一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零；机床部件的实际刚度远比我们 按实体估算的要小。
(四)工艺系统受热变形弓}起的误差
工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是 在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的30%~70%，机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们 也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。
四、提高加工精度的途径
提高加工精度的途径主要有：减小原始误差、转移原始误差、均分原始误差、均化原始误差和误差补偿等。
1、直接减少误差法：这种方法是 生产中应用较广的一种基本方法。它是 查明影响加工精度主要原始误差因素后，设法对其直接进行消除或减少。细长轴车削，受力和热影响，使工件产生弯曲变形，采用“大走刀反向切削法”再辅之以弹簧后顶 尖，可以消除轴向切削力和受热伸长引起弯曲变形。又如薄片工件两端而磨削，可先采用环氧树脂粘强剂或厚没脂将薄片工件自由状态下粘结到一块铸铁平板上，平板连同工件一起放到磁力吸盘上，磨平工件上端面，再将工件从平板上取下来，以上端面为基准磨平另一端面。这样，就可以消除薄片夹紧变形，增强片纲度，解决两端面磨削平行度问题。
2、误差补偿法：这种方法就是 人为造出一种新原始i昊差，去补偿或抵消原来工艺系统中固有原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度目。例如精密丝杆车床就采用校正尺5来螺母2到一个附加运动去补偿母丝杆3螺距误差。显然，此例若仅靠提高传动链中各个远件制造精度是 难以达到母丝杆传动要求。
又如数控机床上滚珠丝杆，制造时，有意将丝杆累距比标准值磨小一些，装配时预加拉伸力使丝杆螺距拉长至标准螺距，补偿了制造误差，且同时产生了压应力。工作时，丝杆受热恰好抵消了存丝杆内压应力而保持了标准螺距，消热变形引起原始误差。
3、误差分组法：生产中会遇到这种情况：本工序加工精度是 稳定，工艺能力也足够，但毛坯或上工序加工半成品粗度发生了变化(精度太低)，引起定位误差或复映误差过大，不能保证工序精度，要求提高毛坯精度或上工序加工精度，往往不经济。这时可采用误差分组示，把毛坯(或半成品)尺寸按误差大小分为n组，每组毛坯误差就缩小为原来1/n，然后按各组尺寸分别调整刀具与工件相对位置或调整定位元件，就可大大缩小整批工件尺寸分布范围。这种方法比起直接提高本工序加工精度要简便易行一些。
机械加工精度与机械加工误差是 当今机加工行业一个深刻的课题，如何做到提高机加工精度与减小机加工误差对我国的制造业、国防工业等方面都有着深远的影响。
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