零件的機械加工是在由機床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統(tǒng)內(nèi)完成的。零件加工表面的幾何尺寸、幾何形狀和加工表面之間的相互位置關(guān)系取決于工藝系統(tǒng)間的相對運動關(guān)系。工件和刀具分別安裝在機床和刀架上,在機床的帶動下實現(xiàn)運動,并受機床和刀具的約束。因此,工藝系統(tǒng)中各種誤差就會以不同的程度和方式反映為零件的加工誤差。在完成任一個加工過程中,由于工藝系統(tǒng)各種原始誤差的存在,如機床、夾具、刀具的制造誤差及磨損、工件的裝夾誤差、測量誤差、工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差以及加工中的各種力和熱所引起的誤差等,使工藝系統(tǒng)間正確的幾何關(guān)系遭到破壞而產(chǎn)生加工誤差。這些原始誤差,其中一部分與工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)狀況有關(guān),一部分與切削過程的物理因素變化有關(guān)。
這些誤差的產(chǎn)生的原因可以歸納為以下幾個方面:
1.加工原理誤差
加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動關(guān)系進行加工而產(chǎn)生的誤差。例如,加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀,為使?jié)L刀制造方便,采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿,使齒輪漸開線齒形產(chǎn)生了誤差。又如車削模數(shù)蝸桿時,由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(jié)(即 mπ),其中 m是模數(shù),而π是一個無理數(shù),但是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的,選擇配換齒輪時只能將π化為近似的分數(shù)值(π =3.1415)計算,這就將引起刀具對于工件成形運動(螺旋運動)的不準確,造成螺距誤差。
2 .工藝系統(tǒng)的幾何誤差
由于工藝系統(tǒng)中各組成環(huán)節(jié)的實際幾何參數(shù)和位置,相對于理想幾何參數(shù)和位置發(fā)生偏離而引起的誤差,統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)幾何誤差。工藝系統(tǒng)幾何誤差只與工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的幾何要素有關(guān)。
3 .工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差
工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產(chǎn)生變形,從而破壞了已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系,導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生,并影響加工過程的穩(wěn)定性。
4 .工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差
在加工過程中,由于受切削熱、摩擦熱以及工作場地周圍熱源的影響,工藝系統(tǒng)的溫度會產(chǎn)生復(fù)雜的變化。在各種熱源的作用下,工藝系統(tǒng)會發(fā)生變形,導(dǎo)致改變系統(tǒng)中各組成部分的正確相對位置,導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生。
5 .工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差
內(nèi)應(yīng)力是工件自身的誤差因素。工件冷熱加工后會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力。通常情況下內(nèi)應(yīng)力處于平衡狀態(tài),但對具有內(nèi)應(yīng)力的工件進行加工時,工件原有的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞,從而使工件產(chǎn)生變形。
6 .測量誤差
在工序調(diào)整及加工過程中測量工件時,由于測量方法、量具精度等因素對測量結(jié)果準確性的影響而產(chǎn)生的誤差,統(tǒng)稱為測量誤差。