机械加工误差及测量精度错误产生的主要原因

加工误差是指实际几何参数(几何尺寸、几何形状和相互位置)与加工后的理想几何参数之间的偏差程度。

加工后实际几何参数与理想几何参数的吻合程度就是加工精度。加工误差越小，重合度越高，加工精度越高。

加工精度和加工误差是一个问题的两个表述。因此，加工误差反映了加工精度。加工误差的主要原因如下:

01
机床制造误差

机床的制造误差主要有主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。

主轴回转误差是指主轴在每个时刻的实际回转轴线相对于其平均回转轴线的变化量，它将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差的主要原因有主轴同轴度误差、轴承误差、轴承间同轴度误差、主轴缠绕等。导轨是确定机床上机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。

导轨本身的制造误差、导轨的不均匀磨损和安装质量是造成导轨误差的重要因素。传动链误差是指传动链起点和终点的传动件之间相对运动的误差。它是由传动链各组成部分的制造和装配误差以及使用过程中的磨损造成的。

02
刀具几何误差

任何刀具在切削过程中都会不可避免地发生磨损，从而导致工件尺寸和形状的变化。刀具几何误差对加工误差的影响因刀具类型不同而不同:采用定尺刀具进行加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；对于一般工具(如车刀等。)，它们的制造误差对加工误差没有直接影响。

03
夹具的几何误差

夹具的作用是使工件等于刀具，机床具有正确的位置，所以夹具的几何误差对加工误差(尤其是位置误差)影响很大。

04
定位误差

定位误差主要包括基准不对中误差和定位副制造不精确误差。在机床上加工工件时，必须选择工件上的一些几何特征作为加工过程中的定位基准。如果选定的定位基准与设计基准(用于确定零件图上某个表面的尺寸和位置的基准)不一致，将会出现基准错位误差。

工件的定位表面和夹具的定位元件一起构成定位副。由于定位副的制造不精确和定位副之间的配合间隙而引起的工件的最大位置变化称为定位副的制造不精确误差。定位制造的不准误差只会在使用调整法时出现，而在使用试切法时不会出现。

05
过程应力和变形引起的误差

工件刚度:如果工件的刚度低于工艺系统中的机床、刀具和夹具的刚度，在切削力的作用下，由于刚度不足而引起的工件变形对加工误差的影响较大。

刀具刚度:圆柱形车刀在加工表面的法线(Y)方向具有很高的刚度，其变形可以忽略不计。镗削小直径内孔时，刀杆的刚性很差，刀杆的应力和变形对孔的加工精度影响很大。

机床刚度:机床部件由许多零件组成。到目前为止，机床部件刚度还没有合适的简单计算方法。目前，测量机床部件刚度主要采用实验方法。影响机床零件刚度的因素包括结合面的接触变形、摩擦、低刚度零件和间隙。

06
过程热变形引起的误差

工艺热变形对加工误差影响很大，特别是在精密加工和大型零件加工中，热变形引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。

07
调整误差

在每一个加工过程中，工艺系统都要以这样或那样的方式进行调整。因为调整不可能绝对准确，所以出现调整误差。在工艺系统中，通过调整机床、刀具、夹具或工件来保证工件和刀具在机床上的相互位置精度。当机床、刀具、夹具和工件毛坯的原始精度满足工艺要求而不考虑动态因素时，调整误差对加工误差起决定性作用。

08
测量误差

在加工过程中或加工后对零件进行测量时，测量精度直接受到测量方法、量具精度、工件以及主客观因素的影响。

09
内应力

在没有外力的情况下存在于零件中的应力称为内应力。工件内部一旦产生内应力，工件的金属就会处于高能级的不稳定状态，会本能地转化为低能级的稳定状态，并伴有变形，从而使工件失去原有的加工精度。