影響零件制造精度的因素
（一）工藝系統的幾何誤差對加工精度的影響
１、加工原理誤差
加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產生的誤差。
在三坐標數控銑床上銑削復雜形面零件時，通常要用球頭刀并采用“行切法”加工。所謂行切法，就是球頭刀與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離!是按零件的加工要求確定的。這種方法實質上是將空間立體形面視為眾多的平面截線的集合，每次走刀加工出其中的一條截線。每兩次走刀之間的行間距!可以按下式確定：
h―――允許的表面不平度。
由于數控銑床一般只具有直線和圓弧插補功能（少數數控機床具備拋物線和螺旋線插補功能），所以即便是加工一條平面曲線，也必須用許多很短的折線段或圓弧去逼近它。當刀具連續地將這些小線段加工出來，也就得到了所需的曲線形狀。逼近的精度可由每根線段的長度來控制。因此，在曲線或曲面的數控加工中，刀具相對于工件的成形運動是近似的。
又如滾齒用的齒輪滾刀有兩種誤差：一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產生的刀刃齒廓形誤差；二是由于滾刀刀齒有限，實際上加工出的齒形是一條由微小折線段組成的曲線，和理論上的光滑漸開線有差異，從而產生加工原理誤差。
采用近似的成形運動或近似的刀刃輪廓，雖然會帶來加工原理誤差，但往往可簡化機床結構或刀具形狀，提高生產效率，且能得到滿足要求的加工精度。因此，只要這種方法產生的誤差不超過規定的精度要求，在生產中仍能得到廣泛的應用。
?。?、調整誤差
在機械加工的每一道工序中，總要對工藝系統進行各種調整工作。由于調整不可能絕對地準確，因而會產生調整誤差。
工藝系統的調整有試切法和調整法兩種基本方式，不同的調整方式有不同的誤差來源。
?。?）試切法模具生產中普遍采用試切法加工。加工時先在工件上試切，根據測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進給機構調整刀具與工件的相對位置，然后再進行試切、測量、調整，直至符合規定的尺寸要求時再正式切削出整個待加工表面。采用試切法時引起調整誤差的因素有：測量誤差、機床進給機構的位移誤差、試切與正式切削時切削層厚度變化等。
?。?）調整法在成批、大量的生產中，廣泛采用試切法（或樣件樣板）預先調整好刀具與工件的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置不變，來獲得所要求的零件尺寸。與采用樣件（或樣板）調整相比，采用試切調整比較符合實際加工情況，可得到較高的加工精度，但調整較費時。因此實際使用時可先根據樣件（或樣板）進行初調，然后試切若干工件，據之做精確微調。這樣既縮短了調整時間，又可得到較高的加工精度。
3、機床誤差
引起機床誤差的原因是機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。機床誤差的項目很多，但對工件加工精度影響較大的主要有：
?。?）機床導軌導向誤差導軌導向精度是指機床導軌副的運動件實際運動方向與理想運動方向的符合程度，這兩者之間的偏差值稱為導向誤差。導軌是機床中確定主要部件相對位置的基準，也是運動的基準，它的各項誤差直接影響被加工工件的精度。
?。?）機床主軸的回轉誤差機床主軸是用來裝夾工件或刀具，并傳遞主要切削運動的重要零件。它的回轉精度是機床精度的一項很重要的指標，主要影響零件加工表面的幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度。
必須指出，實際上主軸工作時其回轉軸線的漂移運動總是幾種誤差運動的合成，故不同橫截面內軸心的誤差運動軌跡既不相同，又不相似，既影響所加工工件圓柱面的形狀精度，又影響端面的形狀精度。
4、夾具的制造誤差與磨損
夾具的誤差主要有： ①定位元件、導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差； ②夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差； ③夾具在使用過程中工作表面的磨損。
夾具誤差將直接影響工件加工表面的位置精度或（和）尺寸精度。一般來說，夾具誤差對加工表面的位置誤差影響大。在設計夾具時，凡影響工件精度的尺寸應嚴格控制其制造誤差，精加工用夾具一般可取工件上相應尺寸或位置公差的1/2-1/3，粗加工用夾具則可取為1/5-1/10。
5、刀具的制造誤差與磨損
刀具的制造誤差對加工精度的影響，因刀具的種類、材料等的不同而異。
（1）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，刀具的形狀精度將直接影響工件的形狀精度；
（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等）的刀刃形狀必須是加工表面的共軛曲線，因此刀刃的形狀誤差會影響加工表面的形狀精度；
?。?）對于一般刀具（如車刀、銑刀、鏜刀），其制造精度對加工精度無直接影響。
任何工具在切削過程中都不可避免地要產生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀誤差。刀具的尺寸磨損是指刀刃在加工表面的法線方向（誤差敏感方向）上的磨損量，它直接反映出刀具磨損對加工精度的影響。
?。ǘ┕に囅到y受力變形引起的加工誤差
切削加工時，由機床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統，在切削力、夾緊力以及重力等的作用下，將產生相應的變形，使刀具和工件在靜態下調整好的相互位置，以及切削成形運動所需要的幾何關系發生變化，從而造成加工誤差。
工藝系統的受力變形是加工中一項很重要的原始誤差來源。事實上，它不僅嚴重地影響工件的加工精度，而且還影響加工表面質量，限制加工生產率的提高。
工藝系統的受力變形通常是彈性變形。一般來說，工藝系統抵抗彈性變形的能力越強，則加工精度越高。工藝系統抵抗變形的能力，用剛度k來描述。所謂工藝系統剛度，是指工件加工表面切削力的法向分力Fy，與刀具相對工件在該方向上非進給位移y的比值，即
1、系統剛度對加工精度的影響
?。?）切削力作用點位置變化引起的工件形狀誤差切削過程中，工藝系統的剛度會隨切削力作用點位置的變化而變化，這使得工藝系統的受力變形亦隨之變化，引起工件的形狀誤差。
（2）切削力大小變化引起的加工誤差例如，在車床上加工短軸，這時如果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，工藝系統的變形也會隨之變化，因而引起工件的加工誤差。
由分析可知，當工件毛坯有形狀誤差（如圓度、圓柱度、直線度等）或相互位置誤差（如偏心、徑向圓跳動等）時，加工后仍然會有同類的加工誤差出現。在成批大量生產中用調整法加工一批工件時，如毛坯的尺寸不一，那么加工后這批工件仍有尺寸不一的誤差，這種現象叫做“誤差復映”。
如果一批毛坯材料的硬度不均勻且差別很大，就會使工件的尺寸分散范圍擴大，甚至超差。
?。?）夾緊力和重力引起的加工誤差工件在裝夾時，由于工件剛度較低或夾力點不當，會使工件產生相應的變形，造成加工誤差。
?。?）傳動力和慣性力對加工精度的影響其影響主要包括以下兩方面：
①傳動力的影響機床傳動力對加工精度的影響，主要取決于傳動件作用于被傳動件上的力學狀況。當存在使工件及定位件產生變形的力時，刀具相對于工件發生誤差位移，從而引起加工誤差；當沒有使工件及定位件產生變形的力時，傳動力對加工精度就沒有影響。
?、趹T性力的影響高速切削時，如果工藝系統中有不平衡的高速旋轉構件存在，就會產生離心力，它和傳動力一樣，在工件的每一轉中不斷變更方向，引起工件幾何軸線作擺角運動。從理論上講慣性力造成工件的圓度誤差，但要注意的是當不平衡質量的離心力大于切削力時，車床主軸軸頸和軸套內孔表面的接觸點就會不停地變化，軸套孔的圓度誤差將傳給工件的回轉軸心。此外，周期變化的慣性力還常常引起工藝系統的強迫振動。
機械加工中慣性力對加工精度產生的影響，可采用“對重平衡”的方法來消除其影響，即在不平衡質量的反向加裝重塊，使兩者的離心力相互抵消。必要時亦可適當降低轉速，以減少離心力的影響。
2、減小工藝系統受力變形對加工精度影響的措施
減小工藝系統的受力變形是保證加工精度的有效途徑之一。在生產實際中，常從兩個主要方面采取措施來解決工藝系統受力變形的問題：一是提高系統的剛度；二是減小載荷及其變化。
?。?）提高工藝系統的剛度可采用如下方法：
?、俸侠淼慕Y構設計在設計工藝裝備時，應盡量減少連接件的數目，并注意剛度的匹配，防止有局部低剛度環節出現。
?、谔岣哌B接表面的接觸剛度由于部件的接觸剛度大大低于實體零件本身的剛度，所以提高接觸剛度是提高工藝系統剛度的關鍵。特別是機床設備，提高其連接表面的接觸剛度，往往是提高其剛度的簡便、有效的方法。
?、鄄捎煤侠淼难b夾和加工方式如加工細長軸時采用反向進給（從主軸箱向尾座方向進給），使工件從原來的軸向受壓變為軸向受拉，可提高工件的剛度。此外，增加輔助支承也是提高工件剛度的常用方法。加工細長軸時采用中心架或跟刀架就是一個很典型的例子。
（2）減小載荷及其變化采取適當的工藝措施，如合理選擇刀具的幾何參數（如增大前角、讓主偏角接近&’(等）和切削用量（如適當減少進給量和切削深度），以減小切削力（特別是Fy），就可以減少受力變形。將毛坯分組，使一次調整中加工的毛坯余量比較均勻，就能減小切削力的變化，減小復映誤差。
（3）減少工件殘余應力引起的變形殘余應力也稱內應力，是指在沒有外力作用下或去除外力后工件內存留的應力。具有殘余應力的零件處于一種不穩定的狀態。它內部的組織有強烈的傾向要恢復到穩定的沒有應力的狀態。即使在常溫下，零件也會不斷地緩慢進行這種變化，直到殘余應力完全松弛為止。在這一過程中，零件將會翹曲變形，原有的加工精度會逐漸消失。殘余應力是由于金屬內部相鄰組織發生了不均勻的體積變化而產生的。促成這種變化的因素主要來自冷、熱加工。要減少殘余應力，一般可采取下列措施：
①增加消除內應力的熱處理工序。如對鑄、鍛、焊接件進行退火或回火；零件淬火后進行回火；對精度較高的零件，如床身、絲杠、箱體、精密主軸等，在粗加工后進行時效處理。
?、诤侠戆才殴に囘^程。如粗、精加工不在同一工序中進行，使粗加工后有一定時間讓殘余應力重新分布，以減少對精加工的影響。
?、鄹纳屏慵Y構，提高零件的剛性，使壁厚均勻等，均可減少殘余應力的產生。
?。ㄈ┕に囅到y的熱變形對加工精度的影響
在機械加工過程中，工藝系統會受到各種熱的影響而產生溫度變形，一般也稱為熱變形。這種變形將破壞刀具與工件的正確幾何關系和運動關系，造成工件的加工誤差。另外工藝系統的熱變形還影響加工效率。為減少受熱變形對加工精度的影響，通常需要預熱機床以獲得熱平衡，降低切削用量以減少切削熱和摩擦熱，粗加工后停機以待熱量散發后再進行精加工，或增加工序（使粗、精加工分開）等等。
熱總是由高溫處向低溫處傳遞的。熱的傳遞方式有!種，即導熱傳熱、對流傳熱和輻射傳熱。引起工藝系統變形的熱源可分為內部熱源和外部熱源兩大類。內部熱源主要指切削熱和摩擦熱，它們產生于工藝系統內部，其熱量主要是以熱傳導的形式傳遞的。外部熱源主要是指工藝系統外部的，例如以對流傳熱為主要形式的環境熱源（它與氣溫變化、通風、空氣對流和周圍環境等有關）和各種輻射熱源（包括由陽光、照明設備、暖氣設備等發出的輻射熱）。
工藝系統在各種熱源作用下，溫度會逐漸升高，同時它們也通過各種傳熱方式向周圍的介質散發熱量。當工件、刀具和機床的溫度達到某一數值時，單位時間內散出的熱量與熱源傳入的熱量趨于相等，這時工藝系統就達到了熱平衡狀態。在熱平衡狀態下，工藝系統各部分的溫度保持在相對固定的數值上，因而各部分的熱變形也就相應地趨于穩定。
由于作用于工藝系統各組成部分的熱源，其發熱量、位置和作用時間各不相同，各部分的熱容量、散熱條件也不一樣，因此，工藝系統各部分的溫升是不相同的。即使是同一物體，處于不同空間位置上的各點在不同時間的溫度也是不等的。物體中各點溫度的分布稱為溫度場。當物體未達到熱平衡時，各點溫度不僅是該點位置的函數，也是時間的函數。這種溫度場稱為不穩態溫度場。物體達到熱平衡后，各點溫度將不再隨時間變化，而只是該點位置坐標的函數，這種溫度場則稱為穩態溫度場。
?。?、工件熱變形對加工精度的影響
在工藝系統的熱變形中，機床的熱變形為復雜，工件、刀具的熱變形相對來說要簡單一些。這主要是因為在加工過程中，影響機床熱變形的熱源較多，也較復雜，而對工件和刀具來說，熱源則比鉸簡單。因此，工件和刀具的熱變形?？捎媒馕龇ㄟM行估算和分析。
2、刀具熱變形對加工精度的影響
刀具的熱變形主要是由切削熱引起的。通常傳入刀具的熱量并不太多，但由于刀體小，熱容量小，并且熱量集中在切削部分，故刀具仍會有很高的溫升。如車削時，高速鋼車刀的工作表面溫度可達700-800℃，硬質合金刀刃的溫度可高于1000℃。
連續切削時，刀具的熱變形在切削初始階段增加很快，隨后變得較緩慢，經過不長的一段時間（10-20min）后便趨于熱平衡狀態。此后，熱變形的變化量就非常小。刀具總的熱變形
量可達0.03-0.05mm（與伸出部分長度成正比）。
間斷切削時，由于刀具有短暫的冷卻時間，故其熱變形曲線具有熱脹冷縮雙重特性，且總的變形量比連續切削時要小一些，變形量后穩定在一定范圍內。
當切削停止后，刀具溫度迅速下降，開始冷卻得較快，以后逐漸減慢。
加工大型零件時，刀具的熱變形往往造成幾何形狀誤差。如車長軸時，可能由于刀具的熱伸長而產生錐度。
為了減小刀具的熱變形，應合理選擇切削用量和刀具幾何參數，并給予刀具充分的冷卻和潤滑，以減少切削熱，降低切削溫度。
3、機床熱變形對加工精度的影響
機床在工作過程中受到內外熱源的影響，各部分的溫度將逐漸升高。由于各部件的熱源不同，分布不均勻，以及機床結構的復雜性，導致各部件的溫升不同，而且同一部件不同位置的溫升也不盡相同，進而形成不均勻的溫度場，使機床各部件之間的相互位置發生變化，破壞了機床原有的幾何精度而造成加工誤差。
機床空運轉時，各運動部件產生的摩擦熱基本不變。運轉一段時間之后，各部件傳入的熱量和散失的熱量基本相等，即達到熱平衡狀態，變形趨于穩定。機床達到熱平衡狀態時的幾何精度稱為熱態幾何精度。在機床達到熱平衡狀態之前，機床的幾何精度變化不定，對加工精度的影響也變化不定。因此，精密加工應在機床處于熱平衡之后進行。
１、加工原理誤差
加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產生的誤差。
在三坐標數控銑床上銑削復雜形面零件時，通常要用球頭刀并采用“行切法”加工。所謂行切法，就是球頭刀與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離!是按零件的加工要求確定的。這種方法實質上是將空間立體形面視為眾多的平面截線的集合，每次走刀加工出其中的一條截線。每兩次走刀之間的行間距!可以按下式確定：
h―――允許的表面不平度。
由于數控銑床一般只具有直線和圓弧插補功能（少數數控機床具備拋物線和螺旋線插補功能），所以即便是加工一條平面曲線，也必須用許多很短的折線段或圓弧去逼近它。當刀具連續地將這些小線段加工出來，也就得到了所需的曲線形狀。逼近的精度可由每根線段的長度來控制。因此，在曲線或曲面的數控加工中，刀具相對于工件的成形運動是近似的。
又如滾齒用的齒輪滾刀有兩種誤差：一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產生的刀刃齒廓形誤差；二是由于滾刀刀齒有限，實際上加工出的齒形是一條由微小折線段組成的曲線，和理論上的光滑漸開線有差異，從而產生加工原理誤差。
采用近似的成形運動或近似的刀刃輪廓，雖然會帶來加工原理誤差，但往往可簡化機床結構或刀具形狀，提高生產效率，且能得到滿足要求的加工精度。因此，只要這種方法產生的誤差不超過規定的精度要求，在生產中仍能得到廣泛的應用。
?。?、調整誤差
在機械加工的每一道工序中，總要對工藝系統進行各種調整工作。由于調整不可能絕對地準確，因而會產生調整誤差。
工藝系統的調整有試切法和調整法兩種基本方式，不同的調整方式有不同的誤差來源。
?。?）試切法模具生產中普遍采用試切法加工。加工時先在工件上試切，根據測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進給機構調整刀具與工件的相對位置，然后再進行試切、測量、調整，直至符合規定的尺寸要求時再正式切削出整個待加工表面。采用試切法時引起調整誤差的因素有：測量誤差、機床進給機構的位移誤差、試切與正式切削時切削層厚度變化等。
?。?）調整法在成批、大量的生產中，廣泛采用試切法（或樣件樣板）預先調整好刀具與工件的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置不變，來獲得所要求的零件尺寸。與采用樣件（或樣板）調整相比，采用試切調整比較符合實際加工情況，可得到較高的加工精度，但調整較費時。因此實際使用時可先根據樣件（或樣板）進行初調，然后試切若干工件，據之做精確微調。這樣既縮短了調整時間，又可得到較高的加工精度。
3、機床誤差
引起機床誤差的原因是機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。機床誤差的項目很多，但對工件加工精度影響較大的主要有：
?。?）機床導軌導向誤差導軌導向精度是指機床導軌副的運動件實際運動方向與理想運動方向的符合程度，這兩者之間的偏差值稱為導向誤差。導軌是機床中確定主要部件相對位置的基準，也是運動的基準，它的各項誤差直接影響被加工工件的精度。
?。?）機床主軸的回轉誤差機床主軸是用來裝夾工件或刀具，并傳遞主要切削運動的重要零件。它的回轉精度是機床精度的一項很重要的指標，主要影響零件加工表面的幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度。
必須指出，實際上主軸工作時其回轉軸線的漂移運動總是幾種誤差運動的合成，故不同橫截面內軸心的誤差運動軌跡既不相同，又不相似，既影響所加工工件圓柱面的形狀精度，又影響端面的形狀精度。
4、夾具的制造誤差與磨損
夾具的誤差主要有： ①定位元件、導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差； ②夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差； ③夾具在使用過程中工作表面的磨損。
夾具誤差將直接影響工件加工表面的位置精度或（和）尺寸精度。一般來說，夾具誤差對加工表面的位置誤差影響大。在設計夾具時，凡影響工件精度的尺寸應嚴格控制其制造誤差，精加工用夾具一般可取工件上相應尺寸或位置公差的1/2-1/3，粗加工用夾具則可取為1/5-1/10。
5、刀具的制造誤差與磨損
刀具的制造誤差對加工精度的影響，因刀具的種類、材料等的不同而異。
（1）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，刀具的形狀精度將直接影響工件的形狀精度；
（3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等）的刀刃形狀必須是加工表面的共軛曲線，因此刀刃的形狀誤差會影響加工表面的形狀精度；
?。?）對于一般刀具（如車刀、銑刀、鏜刀），其制造精度對加工精度無直接影響。
任何工具在切削過程中都不可避免地要產生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀誤差。刀具的尺寸磨損是指刀刃在加工表面的法線方向（誤差敏感方向）上的磨損量，它直接反映出刀具磨損對加工精度的影響。
?。ǘ┕に囅到y受力變形引起的加工誤差
切削加工時，由機床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統，在切削力、夾緊力以及重力等的作用下，將產生相應的變形，使刀具和工件在靜態下調整好的相互位置，以及切削成形運動所需要的幾何關系發生變化，從而造成加工誤差。
工藝系統的受力變形是加工中一項很重要的原始誤差來源。事實上，它不僅嚴重地影響工件的加工精度，而且還影響加工表面質量，限制加工生產率的提高。
工藝系統的受力變形通常是彈性變形。一般來說，工藝系統抵抗彈性變形的能力越強，則加工精度越高。工藝系統抵抗變形的能力，用剛度k來描述。所謂工藝系統剛度，是指工件加工表面切削力的法向分力Fy，與刀具相對工件在該方向上非進給位移y的比值，即
1、系統剛度對加工精度的影響
?。?）切削力作用點位置變化引起的工件形狀誤差切削過程中，工藝系統的剛度會隨切削力作用點位置的變化而變化，這使得工藝系統的受力變形亦隨之變化，引起工件的形狀誤差。
（2）切削力大小變化引起的加工誤差例如，在車床上加工短軸，這時如果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，工藝系統的變形也會隨之變化，因而引起工件的加工誤差。
由分析可知，當工件毛坯有形狀誤差（如圓度、圓柱度、直線度等）或相互位置誤差（如偏心、徑向圓跳動等）時，加工后仍然會有同類的加工誤差出現。在成批大量生產中用調整法加工一批工件時，如毛坯的尺寸不一，那么加工后這批工件仍有尺寸不一的誤差，這種現象叫做“誤差復映”。
如果一批毛坯材料的硬度不均勻且差別很大，就會使工件的尺寸分散范圍擴大，甚至超差。
?。?）夾緊力和重力引起的加工誤差工件在裝夾時，由于工件剛度較低或夾力點不當，會使工件產生相應的變形，造成加工誤差。
?。?）傳動力和慣性力對加工精度的影響其影響主要包括以下兩方面：
①傳動力的影響機床傳動力對加工精度的影響，主要取決于傳動件作用于被傳動件上的力學狀況。當存在使工件及定位件產生變形的力時，刀具相對于工件發生誤差位移，從而引起加工誤差；當沒有使工件及定位件產生變形的力時，傳動力對加工精度就沒有影響。
?、趹T性力的影響高速切削時，如果工藝系統中有不平衡的高速旋轉構件存在，就會產生離心力，它和傳動力一樣，在工件的每一轉中不斷變更方向，引起工件幾何軸線作擺角運動。從理論上講慣性力造成工件的圓度誤差，但要注意的是當不平衡質量的離心力大于切削力時，車床主軸軸頸和軸套內孔表面的接觸點就會不停地變化，軸套孔的圓度誤差將傳給工件的回轉軸心。此外，周期變化的慣性力還常常引起工藝系統的強迫振動。
機械加工中慣性力對加工精度產生的影響，可采用“對重平衡”的方法來消除其影響，即在不平衡質量的反向加裝重塊，使兩者的離心力相互抵消。必要時亦可適當降低轉速，以減少離心力的影響。
2、減小工藝系統受力變形對加工精度影響的措施
減小工藝系統的受力變形是保證加工精度的有效途徑之一。在生產實際中，常從兩個主要方面采取措施來解決工藝系統受力變形的問題：一是提高系統的剛度；二是減小載荷及其變化。
?。?）提高工藝系統的剛度可采用如下方法：
?、俸侠淼慕Y構設計在設計工藝裝備時，應盡量減少連接件的數目，并注意剛度的匹配，防止有局部低剛度環節出現。
?、谔岣哌B接表面的接觸剛度由于部件的接觸剛度大大低于實體零件本身的剛度，所以提高接觸剛度是提高工藝系統剛度的關鍵。特別是機床設備，提高其連接表面的接觸剛度，往往是提高其剛度的簡便、有效的方法。
?、鄄捎煤侠淼难b夾和加工方式如加工細長軸時采用反向進給（從主軸箱向尾座方向進給），使工件從原來的軸向受壓變為軸向受拉，可提高工件的剛度。此外，增加輔助支承也是提高工件剛度的常用方法。加工細長軸時采用中心架或跟刀架就是一個很典型的例子。
（2）減小載荷及其變化采取適當的工藝措施，如合理選擇刀具的幾何參數（如增大前角、讓主偏角接近&’(等）和切削用量（如適當減少進給量和切削深度），以減小切削力（特別是Fy），就可以減少受力變形。將毛坯分組，使一次調整中加工的毛坯余量比較均勻，就能減小切削力的變化，減小復映誤差。
（3）減少工件殘余應力引起的變形殘余應力也稱內應力，是指在沒有外力作用下或去除外力后工件內存留的應力。具有殘余應力的零件處于一種不穩定的狀態。它內部的組織有強烈的傾向要恢復到穩定的沒有應力的狀態。即使在常溫下，零件也會不斷地緩慢進行這種變化，直到殘余應力完全松弛為止。在這一過程中，零件將會翹曲變形，原有的加工精度會逐漸消失。殘余應力是由于金屬內部相鄰組織發生了不均勻的體積變化而產生的。促成這種變化的因素主要來自冷、熱加工。要減少殘余應力，一般可采取下列措施：
①增加消除內應力的熱處理工序。如對鑄、鍛、焊接件進行退火或回火；零件淬火后進行回火；對精度較高的零件，如床身、絲杠、箱體、精密主軸等，在粗加工后進行時效處理。
?、诤侠戆才殴に囘^程。如粗、精加工不在同一工序中進行，使粗加工后有一定時間讓殘余應力重新分布，以減少對精加工的影響。
?、鄹纳屏慵Y構，提高零件的剛性，使壁厚均勻等，均可減少殘余應力的產生。
?。ㄈ┕に囅到y的熱變形對加工精度的影響
在機械加工過程中，工藝系統會受到各種熱的影響而產生溫度變形，一般也稱為熱變形。這種變形將破壞刀具與工件的正確幾何關系和運動關系，造成工件的加工誤差。另外工藝系統的熱變形還影響加工效率。為減少受熱變形對加工精度的影響，通常需要預熱機床以獲得熱平衡，降低切削用量以減少切削熱和摩擦熱，粗加工后停機以待熱量散發后再進行精加工，或增加工序（使粗、精加工分開）等等。
熱總是由高溫處向低溫處傳遞的。熱的傳遞方式有!種，即導熱傳熱、對流傳熱和輻射傳熱。引起工藝系統變形的熱源可分為內部熱源和外部熱源兩大類。內部熱源主要指切削熱和摩擦熱，它們產生于工藝系統內部，其熱量主要是以熱傳導的形式傳遞的。外部熱源主要是指工藝系統外部的，例如以對流傳熱為主要形式的環境熱源（它與氣溫變化、通風、空氣對流和周圍環境等有關）和各種輻射熱源（包括由陽光、照明設備、暖氣設備等發出的輻射熱）。
工藝系統在各種熱源作用下，溫度會逐漸升高，同時它們也通過各種傳熱方式向周圍的介質散發熱量。當工件、刀具和機床的溫度達到某一數值時，單位時間內散出的熱量與熱源傳入的熱量趨于相等，這時工藝系統就達到了熱平衡狀態。在熱平衡狀態下，工藝系統各部分的溫度保持在相對固定的數值上，因而各部分的熱變形也就相應地趨于穩定。
由于作用于工藝系統各組成部分的熱源，其發熱量、位置和作用時間各不相同，各部分的熱容量、散熱條件也不一樣，因此，工藝系統各部分的溫升是不相同的。即使是同一物體，處于不同空間位置上的各點在不同時間的溫度也是不等的。物體中各點溫度的分布稱為溫度場。當物體未達到熱平衡時，各點溫度不僅是該點位置的函數，也是時間的函數。這種溫度場稱為不穩態溫度場。物體達到熱平衡后，各點溫度將不再隨時間變化，而只是該點位置坐標的函數，這種溫度場則稱為穩態溫度場。
?。?、工件熱變形對加工精度的影響
在工藝系統的熱變形中，機床的熱變形為復雜，工件、刀具的熱變形相對來說要簡單一些。這主要是因為在加工過程中，影響機床熱變形的熱源較多，也較復雜，而對工件和刀具來說，熱源則比鉸簡單。因此，工件和刀具的熱變形?？捎媒馕龇ㄟM行估算和分析。
2、刀具熱變形對加工精度的影響
刀具的熱變形主要是由切削熱引起的。通常傳入刀具的熱量并不太多，但由于刀體小，熱容量小，并且熱量集中在切削部分，故刀具仍會有很高的溫升。如車削時，高速鋼車刀的工作表面溫度可達700-800℃，硬質合金刀刃的溫度可高于1000℃。
連續切削時，刀具的熱變形在切削初始階段增加很快，隨后變得較緩慢，經過不長的一段時間（10-20min）后便趨于熱平衡狀態。此后，熱變形的變化量就非常小。刀具總的熱變形
量可達0.03-0.05mm（與伸出部分長度成正比）。
間斷切削時，由于刀具有短暫的冷卻時間，故其熱變形曲線具有熱脹冷縮雙重特性，且總的變形量比連續切削時要小一些，變形量后穩定在一定范圍內。
當切削停止后，刀具溫度迅速下降，開始冷卻得較快，以后逐漸減慢。
加工大型零件時，刀具的熱變形往往造成幾何形狀誤差。如車長軸時，可能由于刀具的熱伸長而產生錐度。
為了減小刀具的熱變形，應合理選擇切削用量和刀具幾何參數，并給予刀具充分的冷卻和潤滑，以減少切削熱，降低切削溫度。
3、機床熱變形對加工精度的影響
機床在工作過程中受到內外熱源的影響，各部分的溫度將逐漸升高。由于各部件的熱源不同，分布不均勻，以及機床結構的復雜性，導致各部件的溫升不同，而且同一部件不同位置的溫升也不盡相同，進而形成不均勻的溫度場，使機床各部件之間的相互位置發生變化，破壞了機床原有的幾何精度而造成加工誤差。
機床空運轉時，各運動部件產生的摩擦熱基本不變。運轉一段時間之后，各部件傳入的熱量和散失的熱量基本相等，即達到熱平衡狀態，變形趨于穩定。機床達到熱平衡狀態時的幾何精度稱為熱態幾何精度。在機床達到熱平衡狀態之前，機床的幾何精度變化不定，對加工精度的影響也變化不定。因此，精密加工應在機床處于熱平衡之后進行。
