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機(jī)械加工誤差

一、 機(jī)械加工誤差的基本含義
　　機(jī)械加工誤差表示零件在加工完成后，其實(shí)際測(cè)得的幾何參數(shù)（包括尺寸、幾何形狀和不同表面之間的相互位置）與設(shè)計(jì)理論值之間的差異范圍。實(shí)際參數(shù)與理想?yún)?shù)的一致程度稱為加工精度。誤差數(shù)值越低，一致程度越高，即代表加工精度越高。加工精度與加工誤差實(shí)質(zhì)是對(duì)同一事實(shí)的兩種表述方式，因此誤差的大小直接體現(xiàn)了加工精度水平。
　　研究機(jī)械加工誤差，旨在深入剖析各類誤差源的產(chǎn)生機(jī)理與變化規(guī)律，為有效控制誤差、提升加工質(zhì)量探索可行路徑。

二、 加工誤差的主要來(lái)源
　　機(jī)械加工是在工藝系統(tǒng)（包括機(jī)床、刀具、夾具及工件）中實(shí)施的。零件最終獲得的幾何尺寸、形狀與位置關(guān)系，直接受到該系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的影響。工件與刀具分別固定于機(jī)床工作臺(tái)和刀架，在機(jī)床驅(qū)動(dòng)下按設(shè)定軌跡運(yùn)動(dòng)，并受到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的約束。因此，工藝系統(tǒng)中存在的各類偏差，最終將以不同形式反映為零件加工誤差。
　　在實(shí)際加工中，因工藝系統(tǒng)本身存在多種原始誤差——如機(jī)床、刀具與夾具的制造偏差與磨損、工件定位與夾緊偏差、測(cè)量偏差、系統(tǒng)調(diào)試不準(zhǔn)確，以及加工過(guò)程中因機(jī)械力、熱作用引發(fā)的變形等，均會(huì)干擾理想的工藝系統(tǒng)幾何關(guān)系，從而造成加工誤差。這些誤差中，一部分源自系統(tǒng)本身的靜態(tài)幾何缺陷，另一部分則與切削過(guò)程中動(dòng)態(tài)物理效應(yīng)密切相關(guān)。具體可分為以下幾類：

　　1．加工原理誤差
　　指因采用近似形狀的切削刃或近似傳動(dòng)方案加工而產(chǎn)生的偏差。例如，為簡(jiǎn)化制造，常用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿滾刀代替理論漸開(kāi)線蝸桿滾刀加工齒輪，從而導(dǎo)致齒形誤差。又如車削模數(shù)蝸桿時(shí)，因螺距值為 mπ（m 為模數(shù)，π為無(wú)理數(shù)），而配換齒輪齒數(shù)有限，必須將π近似取為3.1415等值進(jìn)行計(jì)算，從而引起螺旋運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確，最終造成螺距偏差。

　　2．工藝系統(tǒng)的幾何誤差
　　指系統(tǒng)內(nèi)各元件實(shí)際幾何形狀、尺寸或安裝位置，相對(duì)其理論值發(fā)生偏離而引起的誤差。該類誤差主要取決于系統(tǒng)各組成部分的幾何狀態(tài)。

　　3．工藝系統(tǒng)受力變形引發(fā)的誤差
　　在切削力、夾緊力、重力及慣性力等外力作用下，工藝系統(tǒng)發(fā)生彈性變形，破壞構(gòu)件間原有相對(duì)位置，不僅引起加工偏差，還會(huì)降低加工穩(wěn)定性。

　　4．工藝系統(tǒng)熱變形導(dǎo)致的誤差
　　在加工過(guò)程中，受切削熱、摩擦熱及環(huán)境溫度等熱源影響，系統(tǒng)整體發(fā)生不均勻溫升與變形，改變了各部件間正確的相對(duì)位置關(guān)系，進(jìn)而引入加工誤差。

　　5．工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引發(fā)的誤差
　　工件在經(jīng)歷前期冷、熱加工后內(nèi)部殘留應(yīng)力，通常處于自平衡狀態(tài)。而在機(jī)械加工過(guò)程中，由于材料被部分切除或受力，原應(yīng)力平衡被打破，導(dǎo)致工件變形，形成誤差。

　　6．測(cè)量誤差
　　指加工與檢測(cè)過(guò)程中，因測(cè)量方式、儀器精度、操作等因素導(dǎo)致的實(shí)測(cè)值與真實(shí)值之間的偏差。