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相对于人类社会的发展需求而言，机械工业是国民经济发展的重要基础，作为现代化工业产品的重要生产环节，机械加工是利用机械手段针对相关工件进行加工制造的过程。随着高尖科技的不断创新与发展，对于机械元件加工的精度要求愈来愈高，针对影响机械加工精度的误差成因，如何在机械加工过程中避免或减小机械部件的精度误差，提高和优化机械产品的加工质量及其性能，成为现代机械加工制造领域广为关注的技术问题。

一、机械加工精度的概念及内涵

机械加工是根据相关工件的外形尺寸或性能结构设计需求，以车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机等专用机械加工设备为介质，采用一定的技术加工手段来进行机械工件产品制作的过程。根据被加工机械元件所处的温度状态，机械加工通常分为冷加工和热加工两种方式。

机械加工精度是指相关工件在加工完成后所具有的包括尺寸大小、几何形状以及各表面相互位置等参数的实际值，与其预先设计应具备的理想几何参数需求比对的相符程度。加工精度通常包括尺寸精度、形状精度和位置精度等方面的内容，尺寸精度用来限制加工表面与其基准间尺寸误差的范围，形状精度用来限制加工表面宏观几何形状误差，位置精度用来限制加工表面与其基准间的平行度、垂直度、同轴度等相互位置误差。由于加工机械的性能、技术方法、生产条件等因素的不同影响，机械加工出来的相关零件在其尺寸、形状和表面相互位置参数与理想参数总是存在一定的偏离误差，在数值上通常采用加工误差的大小来表示加工精度。机械元件的加工精度和表面质量等加工质量、是保证相关机械产品装配质量的基础，加工误差的大小反映了加工精度的高低。

二、机械加工误差及其产生的原因

任何零件在加工过程都会存在加工误差，其来源是由于机床一夹具一工件一刀具存在误差;我们把“机床一夹具一工件一刀具”构成一个完整的系统，称为工艺系统。也即工艺系统的误差，是造成零件加工误差的根源，故称之为原始误差。工艺系统误差是“因”，加工误差是“果”。原始误差与加工误差是一个因果关系，就是说因为有原始误差的存在，所以零件一定存在着加工误差。因此，有多方面的因素对此系统产生影响，引起加工误差，归纳起来有以下几方面的因素：

(一)工艺系统几何误差。包括机床、夹具、刀具的制造和磨损。尺寸链误差，机床传动链的静态和动态调整误差及工件、夹具、刀具的安装误差。其还包括定位误差，一是基准不重合误差：

定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。二是定位副制造不准确误差：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。基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。

(二)工艺系统热变形产生的误差。包括机床、刀具和工件热变形以及环境温度变化所产生的误差。在加工过程中，由于受切削热、摩擦热以及工作场地周围热源的影响，工艺系统的温度会产生复杂的变化，工艺系统会发生变形，改变了系统中各组成部分的正确相对位置，导致了加工误差的产生。

(三)工艺系统力效应产生的误差。包括弹性及塑性变形产生的误差(工艺系统刚性不足或变形引起的误差)，工件的夹紧误差，离心力和传动力以及材料本身的残余应力引起的误差等。

现在影响最大的是内应力重新分布引起的误差没有外力作用而存在于零件内部的应力，称为内应力。工件上一旦产生内应力之后，就会使工件金属处于一种高能位的不稳定状态，它本能地要向低能位的稳定状态转化，并伴随有变形发生，从而使工件丧失原有的加工精度。内应力的产生：在热处理工序中由于工件壁厚不均匀、冷却不均、金相组织的转变等原因，使工件产生内应力。

冷校直产生的内应力：丝杠一类的细长轴经过车削以后，棒料在轧制中产生的内应力要重新分布，产生弯曲。

(四)由于人的情绪和技术水平的不稳定所引起的加工误差。

三、机械加工工艺系统误差

(一)机床的几何误差。在零件的实际加工中，刀具相对于工件的成形作用主在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。而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。且不难发现，机床的磨损将使机床工作精度下降。

(二)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，并由此引起所加工零件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，正确地采用冷却液、合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具等，都可以有效地减少刀具地尺寸磨损，从而提高所加工零件的精准度。而必要的时候还可以采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。

(三)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、位置所依据的基准称为设计基准。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准重合。在机床上对工件进行加工时，必须选用工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，那么就会产生基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。②定位副制造不准确误差：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，由于定位副制造的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。

(四)工艺系统受热变形引起的误差。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40～70%。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。

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