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理 論的には切削仕上げ面は工具の刃先の形状が転写される。例えば前切り刃角κ、コーナ半径R(mm)のバイトをS (mm/rev)の送り量で切削した場合に旋削される面の表面粗さの最大値Ry(μｍ)は送り量とコーナ半径が次式(1)の関係を満たすとき、式(2)で 与えられる。

　　　　　　(1)

　　　　　(2)

　ここで式(1)を満足する関係はコーナ半径部分だけで仕上げ面が創成される場合であり、大抵はこのような条件で仕上げられるので、式(2)の関係は理論的仕上げ面を表現する式と見なせる。
　 しかし実際には工作機械独自の特性や、切削作業過程での非定常な原因で理論式通りには表面は仕上がらない。その原因としては次のような現象による影響が考 えられる。

• 　構成刃先または切れ刃への凝着物の影響： 切削条件( 送り量、切削速度)、被削材の種類、被削材の熱処理や前加工の条件、工具材の種類、工具の刃部の形状、工具摩耗、切削油材、加工雰囲気などとの関係があ る。
• 　工具摩耗による影響： 刃部の摩耗やチッピングなどにより、工具の輪郭が崩れたために起こるもので、理論通りのコーナ半径が維持できなくなったことによるものである。前切れ刃で 外気との境界面で発達する境界摩耗が主たる原因と考えられる。
• 　切削面の盛り上がりと掘り起こしによる影響： 仕上げ面断面の山の部分が塑性変型により盛り上がったり、あるいは本来切削されるべき面よりも深く掘り起こされて粗さが大きくなる場合である。被削材の種 類、被削材の熱処理、前加工状態、刃部の形状、切削条件などに影響される。

1) 竹山秀彦、大学講義 切削加工、p108、(平成7)、丸善
http://unit.aist.go.jp/dmrc/db-dmrc/cutting/basic/roughness/theoretical.htm

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　切削モデルは一般に2次元平面で考えられることが多い。図1はその一例で、旋削状態で言うと回転面を平面上に引き延ばした状態と考えることができる。したがってここには送り分力はなく、切削力の成分は主分力Fcと背分力Ftのみが働くものと考える。
　 いま工具が右から左へFcの力で被削物を押していったとすると、被削物はせん断面に沿って破壊が起こる。つまり切削とはせん断破壊によって進行するとい う理解である。このことは主分力はせん断のために要する力と、せん断面の法線方向に働く力Fｎに分解出来ることを示している。一方、工具側で作用した切削 力は工具を押したことによって発生した切くずがすくい面に沿って移動するために、すくい面と切屑の間に摩擦力が発生するので、工具側の主分力はここでの摩 擦力Tとそれに対する法線力Ｎで対抗することになる。これらの力の関係は図1(b)に示すように、切削力Pを直径とする円に内接する直角三角形で表すこと ができる。
　ところでせん断力は被削材の材料によって変わってくる。そのせん断変形応力をτsとし、切り取られる厚みをt、紙面に直角方向の切取幅をbとすると、せん断に必要な力Fcは次式(1)で与えられる。
　　　　　　　　　　　　　 (1)
　ここでφをせん断角と言い、これの測定は簡単ではないが切屑の厚みから求めることができる。 切屑の形態を大別すると次の3種に分けることができる(図2)。
　　1) 流れ形 ： 一様な断面を持ちなめらかな形状を持つもの。
　　2) せん断形 ： 周期的に部分的なせん断を起こし深い括れを持つもの。
　　3) 亀裂形 ： 間欠的に完全な破断を起こし、小片に分離しているもの。
　　4) むしれ形 ： 被削材が工具に粘着を起こしてむしりとられた形状を取るもの
　切屑内に破断が起こると切削抵抗が大きくなり、仕上げ面が悪くなったり、工具の欠損の原因になったりするが、切屑処理はしやすい。またどのような切屑がでるかは切屑材質のもろさと、その切屑が発生したときに受けるせん断歪みの大小によってきまる。

図1 切削モデル¹⁾　

図2 切屑の種類²⁾

　1) 稲田重男、寺田利邦、中沢弘、大学課程 機械工作、(1995)、p23、オーム社
　2) 日本機械学会、機械工学便覧B-2－119、日本機械学会

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（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

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一、 选择题
1、ISO标准规定增量尺寸方式的指令为( B )。
　　A) G90　 B) G91 　C) G92　 D)G93
2、沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边是 B 指令，刀具偏在工件轮廓的右边是( C ) 指令。
　　A) G40 　B) G41　 C) G42
3、刀具长度正补偿是( A ) 指令，负补偿是( B ) 指令，取消补偿是( C ) 指令。
　　A) G43 　B) G44 　C) G49
4、在铣削工件时，若铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反称为( B )。
　　A) 顺铣　 B) 逆铣　　C) 横铣　 D) 纵铣
5、圆弧插补指令G03 X Y R 中，X、Y后的值表示圆弧的( B )。
　　A) 起点坐标值　　 B)终点坐标值　　C)圆心坐标相对于起点的值
6、G00指令与下列的( C ) 指令不是同一组的。
　　A) G01 　　B) G02，G03 　　C) G04
7、下列G指令中( C ) 是非模态指令。
　　A) G00 　　B) G01　　 C) G04
8、G17、G18、G19指令可用来选择( C ) 的平面。
　　A) 曲线插补　　B) 直线插补　 C)刀具半径补偿
9、 用于指令动作方式的准备功能的指令代码是 ( B )。
　　A)F 代码　　 B)G 代码　　 C)T 代码
10、 辅助功能中表示无条件程序暂停的指令是 ( A )。
　　A) M00　　 B) M01　　 C) M02　　 D) M30
11 、执行下列程序后，累计暂停进给时间是 ( A )。
　　N1 G91 G00 X120.0 Y80.0
　　N2 G43 Z-32.0 H01
　　N3 G01 Z-21.0 F120
　　N4 G04 P1000
　　N5 G00 Z21.0
　　N6 X30.0 Y-50.0
　　N7 G01 Z-41.0 F120
　　N8 G04 X2.0
　　N9 G49 G00 Z55.0
　　N10 M02
　　A) 3 秒 　　B) 2 秒 　　C)1002 秒 　　D) 1.002 秒
12、G00的指令移动速度值是( A )。
　　A) 机床参数指定 　　B)数控程序指定　　C)操作面板指定
13、圆弧插补段程序中，若采用圆弧半径Ｒ编程时，从起始点到终点存在两条圆弧线段，当( D ) 时，用－Ｒ表示圆弧半径。
　　A) 圆弧小于或等于180° B) 圆弧大于或等于180° C) 圆弧小于180° D) 圆弧大于180°
14、以下提法中( C ) 是错误的。
　　A) G92是模态提令 　　B) G04 X3.0 表示暂停3s　　 C) G33 Z F 中的F表示进给量 　　D) G41是刀具左补偿
15、程序终了时，以何种指令表示 ( C )。
　　A) M00 　　B) M01 　　C)M02　　 D) M03
16、程序无误，但在执行时，所有的Ｘ移动方向对程序原点而言皆相反，下列何种原因最有可能 ( B )。
　　A) 发生警报 　　B) Ｘ轴设定资料被修改过　　 C) 未回归机械原点 　　D) 深度补正符号相反。
17、CNC铣床加工程序中呼叫子程序的指令是( C )。
　　A) G98 　　B) G99 　　C) M98　　 D) M99
18、 刀具长度补偿值的地址用( B )。
　　A) D　　 B) H 　　C) R 　　D) J
19、 G92的作用是( B )。
　　A) 设定刀具的长度补偿值 　B) 设定工件坐标系　 C) 设定机床坐标系　 D) 增量坐标编程
20、数控车床在( B ) 指令下工作时，进给修调无效。
　　A) G03　　 B) G32　　 C) G96 　　D) G81
21、用棒料毛坯，加工余量较大且不均匀的盘类零件，应选用的复合循环指令是( B )。
　　A) G71 　　B) G72 　　C) G73 　　D) G76
二、填空题
1、国际上通用的数控代码是 ( EIA代码 )和 ( ISO代码 ) 。
2、刀具位置补偿包括 ( 长度补偿 ) 和 ( 半径补偿 )
3、使用返回参考点指令G28时，应 ( 取消刀具补偿功能 ) ，否则机床无法返回参考点
4、在指定固定循环之前，必须用辅助功能 ( M03 ) 使主轴 ( 旋转 )
5、建立或取消刀具半径补偿的偏置是在 ( G01、G00指令) 的执行过程中完成的
6、在返回动作中，用G98指定刀具返回 ( 初始平面 ) 用G99指定刀具返回 ( R点平面 ) 。
7、车床数控系统中，进行恒线速度控制的指令是 ( G96 )
8、子程序结束并返回主程序的指令是 ( M99 )
9、直径编程指令是 ( G36 )
10、 进给量的单位有 mm/r和mm/min其指令分别为 ( G95 ) 和 ( G94 )
11、 在数控铣床上加工整圆时，为避免工件表面产生刀痕，刀具从起始点沿圆弧表面的（ 切线方向 ）进入，进行圆弧铣削加工整圆加工完毕退刀时，顺着圆弧表面的（ 切线方向 ）退出。
三、 判断题
1、顺时针圆弧插补(G02)和逆时针圆弧插补(G03)的判别方向是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴正方向向负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。 ( √ )
2、程序段的顺序号，根据数控系统的不同，在某些系统中可以省略的。 ( √ )
3、G代码可以分为模态G代码和非模态G代码。 ( √ )
4、数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。 ( × )
5、G00、G01指令都能使机床坐标轴准确到位，因此它们都是插补指令。 ( × )
6、圆弧插补用半径编程时，当圆弧所对应的圆心角大于180o时半径取负值。 ( √ )
7、不同的数控机床可能选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。 ( × )
8、数控车床的刀具功能字T既指定了刀具数，又指定了刀具号。 ( × )
11、螺纹指令G32 X41.0 W-43.0 F1.5是以每分钟1.5mm的速度加工螺纹。 ( × )
9、在数控加工中，如果圆弧指令后的半径遗漏，则圆弧指令作直线指令执行。 ( × )
10、车床的进给方式分每分钟进给和每转进给两种，一般可用G94和G95区分。 ( √ )
11、刀具补偿功能包括刀补的建立、刀补的执行和刀补的取消三个阶段。 ( √ )
12、数控机床以G代码作为数控语言。( × )
13、G40是数控编程中的刀具左补偿指令。( × )
14、移动指令和平面选择指令无关。(　 × )
15、G92指令一般放在程序第一段，该指令不引起机床动作。( √ )
16、G04 X3.0表示暂停3ms。( × )
17、指令M02为程序结束，同时使程序还原(Reset)。( √ )
18、制作NC程序时，G90 与G91不宜在同一单节内。( √ )
19、G00和G01的运行轨迹一样，只是速度不一样(× 　)
20、在镜像功能有效后，刀具在任何位置都可以实现镜像指令( × )

四、简答题
1、G90 X20.0 Y15.0与G91 X20.0 Y15.0有什么区别？
答： G90表示绝对尺寸编程，X20.0、Y15.0表示的参考点坐标值是绝对坐标值。G91表示增量尺寸编程，X20.0、Y15.0表示的参考点坐标值是相对前一参考点的坐标值。
2、简述G00与G01程序段的主要区别？
答： G00指令要求刀具以点位控制方式从刀具所在位置用最快的速度移动到指定位置，快速点定位移动速度不能用程序指令设定。G01是以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一坐标点，移动速度由进给功能指令F设定，机床执行G01指令时，程序段中必须含有F指令。
3、刀具返回参考点的指令有几个？各在什么情况上使用？
答： 刀具返回参考点的指令有两个。 G28指令可以使刀具从任何位置以快速定位方式经中间点返回参考点，常用于刀具自动换刀的程序段。G29指令使刀具从参考点经由一个中间点而定位于定位终 点。它通常紧跟在G28指令之后。用G29指令使所有的被指令的轴以快速进给经由以前G28指令定义的中间点，然后到达指定点。
4、读程序绘出零件轮廓。
%1000
G92 X0 Y0 Z50
G90 G00 X-100 Y-100 M03 S500
Z5 M07
G01 Z-12 F200
G42 X-85 Y-80 D01 F120
X0
G02 X40 G91 Y30 R50
G01 X40 Y90
G90 G03 X40 Y50 R-30
G01 X0 Y80
G03 X-80 Y0 J-80
G01 Y-90
G40 G00 X-100 Y-100
Z50 M09
X0 Y0 M05
M30

http://hi.baidu.com/sttangjian/blog/item/b408970fceafade9aa645764.html

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数控机床的控制系统中都有故障自诊断功能，一般情况下发生故障时都有报警信息出现，根据机床所使用的控制系统不同，提供的报警内容多少不一，但按说明书中的故障处理方法检查，大多数的故障都能找到解决方法。
　　机床在实际使用中也有些故障既无报警，现象也不是很明显，对这种情况，处理起来就不像有据可查的那样简单了。
　 　另外有些设备出现故障后，不但无报警信息，而且缺乏有关维修所需的资料，有些机床在使用中出现故障后如果稍不注意，还会造成工件批量报废，所以处理时 更难。对这种故障处理，当修理人员缺乏一定的工作经验时，处理时常会作出错误的判断，造成不必要的经济损失或延长修理时间。
　　另外有时由于故障出现的频率不高，请特约维修服务部处理时也会遇到很大的麻烦，对这类故障我们认为：必须根据具体情况，仔细检查，从现象的微小之处进行分析，找出它的真正原因。
　　要查清这类故障的原因首先必须从纵横交错的各种表面现象中找出它的真实现象(这个“现象”是故障的真实情况)，再从确认的故障现象中找出发生的原因。全面地分析一个故障现象是决定判断是否正确的重要因素。在查找故障原因前，首先必须了解以下情况：
　　①故障是在正常工作中出现还是刚开机就出现的。
　　②出现的次数，是第一次还是已多次发生。
　　③确认机床的加工程序不会有错。
　　④其他人员有否对该机床进行了修理或调整。
　　⑤请修时的故障现象与现场的情况是否有差别。
　　以下是我们在维修中遇到的一些无报警故障的处理分析方法。
　　
　 　故障一　中捷THY5640立式加工中心，在工作中发现主轴转速在500r/min以下时主轴及变速箱等处有异常声音，观察电机的功率表发现电机的输 出功率不稳定，指针摆动很大。但使用1201r/min以上时异常声音又消失。开机后，在无旋转指令情况下，电机的功率表会自行摆动，同时电机漂移自行转 动，正常运转后制动时间过长，机床无报警。
　　
　　根据查看到的现象，引起该故障的原因可能有主轴控制器失控，机械变速器或电机上的原因 也不能排除。由于拆卸机械部分检查的工作量较大，因此先对电气部 分的主轴控制器进行检查，控制器为西门子6SC-6502。首先检查控制器中预设的参数，再检查控制板，都无异常，经查看电路板较脏，按要求对电路板进行 清洗，但装上后开机故障照旧。因此控制器内的故障原因暂时可排除。为确定故障在电机还是在机械传动部分，必须将电机和机械脱离，脱离后开机试车发现给电机 转速指令接近450r/min时开始出现不间断的异常声音，但给1201r/min指令时异常声音又消失。为此我们对主轴部分进行了分析，原来低速时给定 的450r/min指令和高速时的4500r/min指令对电机是一样在最高转速，只是低速时通过齿轮进行了减速，所以故障在电机部分基本上可以确定。经 分析，异常声音可能是轴承不良引起。将电机拆卸进行检查，发现轴承确已坏，在高速时轴承被卡造成负载增大使功率表摆动不定，出现偏转。而在停止后电机漂移 和制动过慢，经检查是编码器的光盘划破，更换轴承和编码器后所有故障全部排除。
　　该故障主要是主轴旋转时有异常声音，因此在排除时应查清声源，再进行检查。有异常声音常见为机械上相擦，卡阻和轴承损坏。
　　
　　故障二　加工中心主轴定向不准或错位。
　　
　 　加工中心主轴的定向通常采用三种方式，磁传感器，编码器和机械定向。使用磁传感器和编码器时，除了通过调整元件的位置外，还可通过对机床参数调整。发 生定向错误时大都无报警，只能在换刀过程中发生中断时才会被发现。有一次在一台改装过的加工中心上出现了定向不准的故障，开始时机床在工作中经常出现中 断，但出现的次数不很多，重新开机又能工作，故障反复出现。经在故障出现后对机床进行了仔细观察，才发现故障的真正原因是主轴在定向后发生位置偏移，奇怪 的是主轴在定向后如用手碰一下(和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近)主轴会产生向相反方向漂移，检查电气部分无任何报警，机械部分又很简单。该 机床的定向使用编码器，所以从故障的现象和可能发生的部位来看，电气部分的可能性比较小，机械上最主要的是联接。所以决定检查机械联接部分，在检查到编码 器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松动，使联接套后退造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。将紧定螺钉按要求固定好后故障消除。 发生主轴定向方面的故障应根据机床的具体结构进行分析处理，先检查电气部分，如确认正常后再考虑机械部分。
　　
　　故障三　数控车床在使用中出现手动移动正常，自动回零时移动一段距离后不动，重开手动移动又正常。
　　
　 　车床使用经济数控，步进电机，手动移动时由于速度稍慢移动正常，自动回零时快速移动距离较长，出现机械卡住现象。根据故障进行分析，主要是机械原因， 后经询问，才得知该机床因发现加工时尺寸不准，将另一台机床上的电机拆来使用，后出现了该故障，经仔细检查是因变速箱中的齿轮间隙太小引起，重新调整后正 常。 这是一例人为因素造成的故障，在修理中如不加注意经常会发生，因此在工作中应引起重视，避免这种现象的发生。
　　
　　故障四　开机后机床屏幕无显示。
　　
　　对这种故障的排除首先是使屏幕正常工作。有时也会仅仅是显示部分的原因。但在许多时候可能并存着多种故障。
　 　一台日本H500/50卧式加工中心，开机时屏幕一片黑，操作面板上的NC电源开关已按下，红、绿灯都亮，查看电柜中开关和主要部分无异常，关机后重 开，故障一样。经查，故障是由多处损坏造成的，在更换了显示器，显示控制板后屏幕出现了显示，使机床能进入其它的故障维修。 泰纳DM4800立式加工中心，开机后屏幕无显示。
　　该加工中心使用三棱M300系统，造成屏幕无显示的原因有很多，经对故障进行了检查后确认 是因主板故障造成，因此进行了更换，由于主板更换后参数需要 重新设置，按系统参数设置步骤，对照机床附带的参数表进行了设置调整后机床正常。 屏幕上无显示的故障原因很多，首先必须找出原因排除，如还有其他故障，根据机床的报警和其他故障信息作出处理。
　　
　　故障五　在数控设备中，出现无报警故障最多的是机床误差或尺寸不准。
　　
　 　误差故障的现象较多，在各种设备上出现时的表现不一。如数控车床在直径方向出现时大时小的现象较多。在加工中心上垂直轴出现误差的情况较多，常见的是 尺寸向下逐渐增大，但也有尺寸向上增大的现象，在水平轴上也经常会有一些较小误差的故障出现，有些经常变化，时好时坏使零件的尺寸难以控制。
　　造成数控机床中误差故障但又无报警的情况，主要有几种情况：
　　①机床的数控系统较简单，在系统中对误差没有设置检测，因此在机床出现故障时不能有报警显示。
　　②机床中出现的误差情况不在设计时预测的范围内，因此当出现误差时检测不到，由于大多数的数控机床使用的是半闭环系统，因此不能检测到机床的实际位置。
　 　③丝杠与电机的联轴器结构对故障发生的频率和可能性不同，出现故障后现象也不同，有些尺寸只会向负方向增加，但有些正负方向变化的可能性都会发生，根 据修理中的各种情况，我们得出这样的结论：联轴器中间采用弹性联接的基本上是负向增加的多，而中间使用键联接的两种故障均会发生。
　　④机床的电气系统中回零方式设置不当，回零点不能保证一致，该种故障出现的误差一般较小。除了一般的因减速开关不良造成故障外，回零时的减速距离太短也会使零点偏离。在有些系统中的监控页面中有“删格量”一项，记录并经常核对可及时发现问题。
　 　数控机床中的无报警故障大都是一些较难处理的故障。在这些故障中，以机械原因引起的较多，其次是一些综合因素引起的故障，对这些故障的修理一般具有一 定的难度，特别是对故障的现象判断尤其重要。在数控机床的修理中，对这方面故障的判断经验只有在实践中进行摸索，不断总结，不断提高，以适应现代工业新型 设备维修的需要。

http://hi.baidu.com/sttangjian/blog/item/6316f8132cab2d26dc5401c8.html

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（５）

概述
1. 加工精度与加工误差
加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
2.加工经济精度
由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。任何一种加工方法，只要精心操作，细心调整，并 选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，但这样会降低生产率，增加加工成本。加工误差δ与加工成本C成反比关系。某种加工方法的加工 经济精度不应理解为某一个确定值，而应理解为一个范围，在这个范围内都可以说是经济的。
3. 原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。
4.研究机械加工精度的方法
a) 研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。
b) 采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动
　
二、工艺系统集合误差
1.机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般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。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。机床的磨损将使机床工作精度下降。
主轴回转误差
机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。
譬如，在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时，切削力F的作用方向可认为大体上时不变的，见右图，在切削力F的作用下，主轴颈以不同的部位和轴承内 径的某一固定部位相接触，此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大；在镗床上镗孔时，由于 切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转，在切削力F的作用下，主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触，因此，轴承内表面的圆度误差对 主轴径向回转精度影响较大，而主轴颈圆度误差的影响则不大。图中的δd表示径向跳动量。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面 则无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹 的导程产生周期性误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。
导轨误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。
卧 式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向（加工误差的敏感方向）上，对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内 的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。由右图2可知，若因△2而使刀尖由a下降至b，不难推得 工件半径R的变化量。
当前后导轨存在平行度误差(扭曲)时，刀架运动时会产生摆动，刀尖的运动轨迹是一条空间曲线，使工件产生形状误差。由右图可见，当前后导轨有了扭曲误差 △3之后，由几何关系可求得△y≈(H/B)△3。一般车床的H/B≈2/3，车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。
卧式车床导轨直线度误差
卧式车床导轨垂直面内直线度误差对加工精度的影响
卧式车床导轨扭曲对加工精度的影响
除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
工件在夹具中装夹示意图
2.刀具的几何误差
刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具(如车刀等)，其制造误差对工件加工精度无直接影响。
任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工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，合理地选用刀具几何参数 和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
3.夹具的几何误差
夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别使位置精度)有很大影响。如右图钻床夹具中，钻套轴心线f 至夹具定位平面c间的距离误差，影响工件孔a至底面B尺寸L的精度；钻套轴心线f至夹具定位平面c间的平行度误差，影响工件孔轴心线a至底面B的平行度； 夹具定位平面c与夹具体底面d底的垂直度误差，影响工件孔轴心线a与底面B间的尺寸精度和平行度；钻套孔的直径误差亦将影响工件孔a至底面B的尺寸精度和 平行度。
三、定位误差
定位误差是指一批工件采用调整法加工时因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量。定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。
a) 零件图
b) 加工f面
c) 加工g面方案Ⅰ
d) 加工g面方案Ⅱ
基准不重合误差分析示例
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，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准(或测量基准)，如果所选用的定位基准(或 测量基准)与设计基准不重合，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。
图示零件，设e面已加工好，今在铣床上用调整法加工f面和g面。在加工f面时若选e面为定位基准，则f面的设计基准和定位基准都是e面，基准重合，没有基 准不重合误差，尺寸A的制造公差为TA。加工g面时，定位基准有两种不同的选择方案，一种方案(方案Ⅰ)加工时选用f面作为定位基准，定位基准与设计基准 重合，没有基准不重合误差，尺寸B的制造公差为TB；但这种定位方式的夹具结构复杂，夹紧力的作用方向与铣削力方向相反，不够合理，操作也不方便。另一种 方案(方案Ⅱ)是选用e面作为定位基准来加工g面，此时，工序尺寸C是直接得到的，尺寸B是间接得到的，由于定位基准e与设计基准f不重合而给g面加工带 来的基准不重合误差等于设计基准f面相对于定位基准e面在尺寸B方向上的最大变动量TA。
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。
a) 孔和定位心轴不存在间隙时
b) 孔和定位心轴存在间隙时
由定位副制造不准确引起的误差
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，它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公 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，由于定位副制造得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。
右图所示工件的孔装夹在水平放置的心轴上铣削平面，要求保证尺寸h，由于定位基准与设计基准重合，故无基准不重合误差；但由于工件的定位基面(内孔D)和 夹具定位元件(心轴d1)皆有制造误差，如果心轴制造得刚好为d1min，而工件得内孔刚好为Dmax(如图示)，当工件在水平放置得心轴上定位时，工件 内孔与心轴在P点接触，工件实际内孔中心得最大下移量△ab＝(Dmax－d1min)/2，△ab就是定位副制造不准确而引起的误差。
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。
四、工艺系统受力变形引起的误差
a) 车细长轴
b) 磨内圆
受力变形对工件精度的影响
1.基本概念
机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下，会产生相应的变形，从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置，使工件的加工精度下 降。如右图a示，车细长轴时，工件在切削力的作用下会发生变形，使加工出的轴出现中间粗两头细的情况；又如在内圆磨床上进行切入式磨孔时，右图b，由于内 圆磨头轴比较细，磨削时因磨头轴受力变形，而使工件孔呈锥形。
垂直作用于工件加工表面(加工误差敏感方向)的径向切削分力Fy与工艺系统在该方向上的变形y之间的比值，称为工艺系统刚度k系, k系=Fy/y式中的变形y不只是由径向切削分力Fy所引起，垂直切削分力Fz与走刀方向切削分力Fx也会使工艺系统在y方向产生变形，故y=yFx+ yFy+yFz
2.工件刚度
工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。
3.刀具刚度
外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。
4.机床部件刚度
机床部件刚度
机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。分析实验曲线可知，机床部件刚度具有以下特点：
变形与载荷不成线性关系；
加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；
第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零；
机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。
影响机床部件刚度的因素
结合面接触变形的影响
摩擦力的影响
低刚度零件的影响
间隙的影响
5.工艺系统刚度及其对加工精度的影响
在机械加工过程中，机床、夹具、刀具和工件在切削力作用下，都将分别产生变形y机、y夹、y刀、y工，致使刀具和被加工表面的相对位置发生变化，使工件产生加工误差。工艺系统刚度的倒数等于其各组成部分刚度的倒数和。
工艺系统刚度对加工精度的影响主要有以下几种情况：
由于工艺系统刚度变化引起的误差
由于切削力变化引起的误差毛坯形状误差的复映加工过程中，由于工件的加工余量发生变化工件材质不均等因素引起的切削力变化，使工艺系统变形发生变化，从而产生加工误差。
若毛坯A有椭圆形状误差(如右图)。让刀具调整到图上双点划线位置，由图可知，在毛坯椭圆长轴方向上的背吃刀量为ap1，短轴方向沙国内的背吃刀量为 ap2。由于背吃刀量不同，切削力不同，工艺系统产生的让刀变形也不同，对应于ap1产生的让刀为y1，对应于ap2产生的让刀为y2,故加工出来的工件 B仍然存在椭圆形状误差。由于毛坯存在圆度误差△毛＝ap1-ap2，因而引起了工件的圆度误差△工＝y1-y2，且△毛愈大，△工愈大，这种现象称为加 工过程中的毛坯误差复映现象。△工与△毛之比值ε称为误差复映系数，它是误差复映程度的度量。
尺寸误差(包括尺寸分散)和形状误差都存在复映现象。如果我们知道了某加工工序的复映系数，就可以通过测量毛坯的误差值来估算加工后工件的误差值。
由于夹紧变形引起的误差
工件在装夹过程中，如果工件刚度较低或夹紧力的方向和施力点选择不当，将引起工件变形，造成相应的加工误差。
其它作用力的影响
6.减小工艺系统受力变形的途径
由前面对工艺系统刚度的论述可知，若要减少工艺系统变形，就应提高工艺系统刚度，减少切削力并压缩它们的变动幅值。
提高工艺系统刚度
提高工件和刀具的刚度提高机床刚度采用合理的装夹方式和加工方式减小切削力及其变化合理地选择刀具材料，增大前角和主偏角，对工件材料进行合理的热处理以改善材料地加工性能等，都可使切削力减小。
五、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。
1.工艺系统的热源——内部热源和外部热源
2.减小工艺系统热变形的途径
减少发热和隔热
改善散热条件
均衡温度场
改进机床结构
加快温度场的平衡
控制环境温度
六、内应力重新分布引起的误差
1.基本概念
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。
2.内应力的产生
热加工中内应力的产生铸件因内应力而引起的变形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。图示一个内外壁厚 相差较大的铸件。浇铸后，铸件将逐渐冷却至室温。由于壁1和壁2比较薄，散热较易，所以冷却比较快。壁3比较厚，所以冷却比较慢。当壁1和壁2从塑性状态 冷到弹性状态时，壁3的温度还比较高，尚处于塑性状态。所以壁1和壁2收缩时壁3不起阻挡变形的作用，铸件内部不产生内应力。但当壁3也冷却到弹性状态 时，壁1和壁2的温度已经降低很多，收缩速度变得很慢。但这时壁3收缩较快，就受到了壁1和壁2的阻碍。因此，壁3受拉应力的作用，壁1和2受压应力作 用，形成了相互平衡的状态。如果在这个铸件的壁1上开一个口，则壁1的压应力消失，铸件在壁3和2的内应力作用下，壁3收缩，壁2伸长，铸件就发生弯曲变 形，直至内应力重新分布达到新的平衡为止。推广到一般情况，各种铸件都难免产生冷却不均匀而形成的内应力，铸件的外表面总比中心部分冷却得快。特别是有些 铸件(如机床床身)，为了提高导轨面的耐磨性，采用局部激冷的工艺使它冷却更快一些，以获得较高的硬度，这样在铸件内部形成的内应力也就更大些。若导轨表 面经过粗加工剥去一些金属，这就象在图中的铸件壁1上开口一样，必将引起内应力的重新分布并朝着建立新的应力平衡的方向产生弯曲变形。为了克服这种内应力 重新分布而引起的变形，特别是对大型和精度要求高的零件，一般在铸件粗加工后安排进行时效处理，然后再作精加工。
冷校直产生的内应力
校直引起的内应力
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，如右图示。冷校直就是在原有变形的相反方向加力F，使工件向反方向弯曲， 产生塑性变形，以达到校直的目的。在F力作用下，工件内部的应力分布如图b所示。当外力F去除以后，弹性变形部分本来可以完成恢复而消失，但因素心变形部 分恢复不了，内外层金属就起了互相牵制的作用，产生了新的内应力平衡状态，如图c所示，所以说，冷校直后的工件虽然减少了弯曲，但是依然处于不稳定状态， 还会产生新的弯曲变形。
3.减小内应力变形误差的途径
改进零件结构——设计零件时，尽量做到壁厚均匀，结构对称，以减少内应力的产生。
增设消除内应力的热处理工序
合理安排工艺过程——粗加工和精加工宜分阶段进行，使工件在粗加工后有一定的时间来松弛内应力。
七、提高加工精度的途径
减小原始误差
转移原始误差
均分原始误差
均化原始误差
误差补偿

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