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质量控制与成本估算 机械加工质量与误差来源分析 优质、高产、低消耗，这是每个企业的基本要求。零件的质量是机器质量的基础，它直接影响到机器的工作性能和使用寿命。 在一定的条件下，如何合理的安排加工工艺，既能满足加工要求，又能提高生产效率和降低加工成本是每个工艺人员思考的课题。 机械加工质量 零件的加工质量指标主要有加工精度和表面质量两个方面。 1、机械加工精度 零件的加工精度是指加工零件的几何参数与理想零件的几何参数的符合程度；零件的加工误差是指加工零件的几何参数与理想零件的几何参数的相差程度。 加工精度和加工误差是从正反两方面评定零件质量的两个参数。加工精度高，则加工误差小；反之加工误差大，则加工精度低。在生产中，是通过控制加工误差来保证零件的加工精度的。 零件的机械加工精度主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度等。 1）尺寸精度 限制加工表面与其基准尺寸误差不超出一定范围，用尺寸公差来表示。 2）形状精度 限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆度、平面度、轮廓度、直线度等，用形状公差来表示。 3）位置精度 限制加工表面与其基准之间的相互位置误差，如平行度、垂直度、同轴度、位置度等，用位置公差表示。 2、加工表面质量 零件表面质量对零件耐磨性能、抗疲劳强度、零件的配合性质均产生重要影响；一般情况下，零件的表面粗糙度值越小，其耐磨性越高、抗疲劳性越强，配合质量高；加工表面的适度冷作硬化层提高零件耐磨性能，反之过度的冷作硬化层则使零件表面磨损加工，使用寿命降低。 加工表面质量主要包括表面粗糙度与波度、表面层力学物理性能两大方面。 1）表面粗糙度及波度 根据加工表面不平度的特征（步距L和波高H的比值），可将不平度分为三种类型： 当L/H50时，为微观几何形状误差，常称为表面粗糙度；当L/H=50—1000时，称为波度；当L/H1000时，称为宏观几何形状误差，此误差属于加工精度范畴。 2）表面层力学物理性能 表面层力学物理性能的变化主要体现在以下三方面： （1）表面层加工硬化 （2）表面层金相组织变化 （3）表面层残余应力 加工误差的来源及分析 造成零件在加工中产生机械加工误差主要有工艺系统误差和人为误差两大类。在完成零件加工过程中，有许多误差是工艺系统本身的原始误差影响的，这些误差中，一部分与工艺系统本身的结构和状态有关；另一部分与切削过程有关，主要有以下几个方面： 工艺系统的几何误差、工艺系统受力变形引起的误差、工艺系统受热引起的误差、工件内应力引起的误差 1、工艺系统的几何误差 1）加工原理误差 用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓代替理论的成形运动和刀刃进行加工而产生的误差。 2）工艺系统的制造误差和磨损。 （1）机床误差 机床误差包括机床制造误差、安装误差和机床磨损三方面。 ①机床主轴回转误差：机床主轴因轴向窜动、径向跳动和角度摆动过大使在零件加工过程中产生加工误差，直接影响到零件的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度。 ②机床导轨误差：机床导轨与主轴不平行、导轨扭曲导致加工表面产生形状误差。 ③机床转动链误差（如加工螺纹）：机床传动链误差在加工螺纹等要求刀具与主轴转速有严格比例的加工表面产生误差，如螺距不等距等。 3）工艺系统其他几何误差 1）定尺刀具误差 2）夹具误差 3）调整误差 2、工艺系统受力引起的误差 1）刚度 工艺系统在切削力、传动力、惯性力、夹紧力及重力的作用下，会产生相应的变形，从而破坏刀具与工件的正确位置，使工件产生加工误差。 刚度（K）：加到工艺系统上的作用力与由它引起的的变形量的比值。 K=F/Y， 其中：K——N/mm；F——N；Y——mm 工艺系统的刚性越好，抵抗变形能力越高，加工误越小。 2）切削作用点位置变化引起的加工误差 如下图3-1中加工细长轴时，当刀具移动到中间时，工件产生弯曲变形最大，结果加工出的零件呈腰鼓形。 图3-1 细长轴的加工误差 图3-2 误差复映的加工误差 3）切削力的大小变化引起的加工误差 当加工表面的几何形状误差或工件材料的硬度不均匀时，会引起切削力大小的变化丛而引起工艺系统受力的变化而产生加工误差。 如加工上图3-2中圆度不均匀的工件外圆时，背吃刀量时大时小，切削力也相应的变化。切削力大时让刀量大，切削力小时让刀量小，使工件产生和毛坯形状误差相似的形状误差，这种现象称为误差复映。 工艺系统刚性越好，误差复映越小。加工时可采取多次小进给量的方法逐步消除复映误差。 4）受力方向的变化引起的加工误差 如图3-3中所示，由于工艺系统存在离心力，在加工时迫使切削力的大小和方向产生变化，从而影响到工艺系统的受力变形，产生加工误差。 图3-3 离心力引起的加工误差 对于加工中产生离心力较