在机械加工中，零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成，取决于工件和刀具在切削运动过程中相互位置的关系，而工件和刀具又安装在夹具和机床上，并受到夹具和机床的约束。因此，在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统，称之为工艺系统，加工精度问题也就牵涉到整个工艺系统的精度问题。工艺系统中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同的程度和方式反映为加工误差。工艺系统的误差是“因”，是根源，加工误差是“果”，是表现。因此，把工艺系统的误差称之为原始误差。
1.工艺系统的几何误差对加工精度的影响
（1）加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。这种近似的加工方法虽然会带来加工原理误差，但往往可简化机床结构或刀具形状，或可提高生产效率，且能得到满足要求的加工精度。因此，只要其误差不超过规定的精度要求，在生产中仍能得到广泛的应用。
在三坐标数控铣床上铣削复杂形面零件时，通常要用球头刀并采用“行切法”加工，就是球头刀与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，由于数控铣床一般只具有空间直线插补功能，所以，即便是加工一条平面曲线，也必须用许多很短的折线段去逼近它。当刀具连续地将这些小线段加工出来时，也就得到了所需的曲线形状，逼近的精度可由每根线段的长度来控制。因此，在曲线或曲面的数控加工中，刀具相对于工件的成形运动是近似的。这种方法实质上是将空间立体形面视为众多的平面截线的集合，每两次走刀之间的行间距s可以按下式确定。
式中 R——球头刀半径；
h——允许的表面平面度。
在滚齿机上用滚刀加工齿轮时，就有两种误差：一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓形误差；二是由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是一条由微小折线段所组成的曲线，和理论上的光滑渐开线有差异，从而产生加工原理误差。
（2）调整误差
在机械加工的每一道工序中，总是要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而会产生调整误差。
通常工艺系统的调整有两种基本方法：试切法和调整法，不同的调整方式有不同的误差来源方式。
1）试切法。模具生产中普遍采用试切法加工。加工时先在工件上试切，根据测得的尺寸与要求尺寸的差值，用进给机构调整刀具与工件的相对位置，然后再进行试切、测量和调整，直至符合规定的尺寸要求时再正式切削出整个待加工表面。采用试切法时引起调整误差的因素有：测量误差、机床进给机构的位移误差、试切与正式切削时切削层厚度变化等。试切法比较符合实际加工情况，可得到较高的加工精度。
2）调整法。在成批、大量的生产中，广泛采用试切法预先调整好刀具与工件的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置不变，来获得所要求的零件尺寸。调整法较费时。因此，实际使用时可先根据样件进行初调，然后，试切若干工件，再根据试切结果作出精确微调。这样既缩短了调整时间，又可得到较高的加工精度。
（3）机床误差
机床的制造误差、安装误差和磨损是引起机床误差的原因。机床误差的项目很多，但对工件加工精度影响较大的主要有以下几点。
1）机床导轨导向误差是指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度。导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，也是运动的基准，它的各项误差直接影响被加工工件的精度。
2）机床主轴的回转误差是指机床主轴的回转精度。机床主轴是用来装夹工件或刀具的，并传递主要切削运动的重要零件，是机床精度的一项很重要的指标。主要影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度等。
（4）夹具的制造误差与磨损
夹具的制造误差与磨损主要有：定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差；夹具装配后，各元件工作面间的相对尺寸误差；夹具在使用过程中工作表面的磨损。
一般来说，夹具误差对加工表面的位置误差影响最大。在设计夹具时，凡影响工件精度的尺寸应严格控制其制造误差，精加工用夹具的尺寸公差一般可取工件上相应尺寸或位置公差的1/5～1/10，粗加工用夹具则可取为1/2～1/3。
（5）刀具的制造误差与磨损
刀具制造误差根据刀具的种类、材料等对加工精度的影响不尽相同。
1）采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀、镗刀块及圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度。
2）采用成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具的形状精度将直接影响工件的形状精度。
3）展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀等）的刀刃形状必须是加工表面的共扼曲线。因此，刀刃的形状精度会影响加工表面的形状精度。
4）对于一般刀具（如车刀、铣刀、镗刀），其制造精度对加工精度无直接影响，但这类刀具的寿命较低，刀具容易磨损。
任何工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误差。刀具的尺寸磨损是指刀刃在加工表面的法线方向上的磨损量，它直接反映出刀具磨损对加工精度的影响。
2.工艺系统受力变形引起的加工误差
机床、刀具、夹具和工件组成切削加工时的工艺系统，在切削力、夹紧力以及重力等的作用下，将产生相应的变形，使刀具和工件在静态下调整好的相互位置，以及切削成形运动所需要的正确几何关系发生变化，从而造成加工误差。(www.xing528.com)
工艺系统受力变形通常是弹性变形，是加工中一项很重要的原始误差。一般来说，工艺系统抵抗弹性变形的能力越强，则加工精度越高。
（1）工艺系统刚度对加工精度的影响
1）切削力作用点位置变化引起的工件形状误差。切削过程中，工艺系统的刚度会随切削力作用点位置的变化而变化，这使得工艺系统受力变形也随之变化，引起工件形状误差。
2）切削力大小变化引起的加工误差。例如：在车床上加工短轴，这时如果毛坯形状误差较大或材料硬度很不均匀，工件加工时切削力的大小就会有较大变化，工艺系统的变形也就会随切削力大小的变化而变化，从而引起工件加工误差。
分析可知，当工件毛坯有形状误差（如圆度、圆柱度、直线度等）或相互位置误差（如偏心、径向圆跳动等）时，加工后仍然会有同类的加工误差出现。在成批大量生产中用调整法加工一批工件时，如果毛坯尺寸不一，那么加工后这批工件仍有尺寸不一的误差，这一现象叫做误差复映。
如果一批毛坯材料硬度不均匀，差别很大，就会使工件的尺寸分散范围扩大，甚至超差。
3）夹紧力和重力引起的加工误差。工件在装夹时，由于工件刚度较低或夹紧力着力点不当，会使工件产生相应的变形，造成加工误差。
4）传动力和惯性力对加工精度的影响。这个影响主要有以下两点。
①机床传动力对加工精度的影响。主要取决于传动件作用于被传动件上的力学分析情况。当存在有使工件及定位件产生变形的力时，刀具相对于工件发生误差位移，从而引起加工误差。
②惯性力的影响。当高速切削时，如果工艺系统中有不平衡的高速旋转构件存在，就会产生离心力，它和传动力一样，在工件的每一转中不断变更方向，引起工件几何轴线作摆动，从而引起加工误差。此外，周期变化的惯性力还常常引起工艺系统的强迫振动。针对惯性力的影响可采用“对重平衡”的方法来消除这种影响，即在不平衡质量的反向加装重块，使两者的离心力相互抵消。
（2）减小工艺系统受力变形对加工精度影响的措施
减小工艺系统受力变形是保证加工精度的有效途径之一。在实际生产中，常从两个主要方面采取措施来予以解决：一是提高系统刚度；二是减小载荷及其变化。
1）提高工艺系统的刚度。提高工艺系统的刚度的措施有：合理的结构设计；提高连接表面的接触刚度；采用合理的装夹和加工方式。
2）减小载荷及其变化。采取适当的工艺措施，如合理选择刀具几何参数和切削用量以减小切削力，就可以减少受力变形。
3）减小工件残余应力引起的变形。残余应力（也称内应力）是指在没有外力的作用下或去除外力后工件内存留的应力，是由于金属内部相邻组织发生了不均匀的体积变化而产生的，主要来自冷、热加工。具有残余应力的零件处于一种不稳定的状态，零件将会不断缓慢地翘曲变形，原有的加工精度会逐渐丧失。
要减少残余应力的措施有：增加消除内应力的热处理工序；合理安排工艺过程；改善零件结构，提高零件的刚性。
3.工艺系统的热变形对加工精度的影响
在机械加工过程中，工艺系统会受到各种热的影响而产生温度变形，即所谓的热变形。引起工艺系统变形的热源可分内部热源和外部热源两大类。内部热源主要指切削热和摩擦热，它们产生于工艺系统内部，其热量主要是以热传导的形式传递的。外部热源主要是指工艺系统外部的环境温度对流传热（它与气温变化、通风、空气对流和周围环境等有关）和各种辐射热（包括由阳光、照明、暖气设备等发出的辐射热）。工艺系统的热变形会破坏刀具与工件的正确几何关系和运动关系，造成工件的加工误差，还影响加工效率。
工艺系统在各种热源作用下，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的介质散发热量。当工件、刀具和机床的温度达到某一数值时，单位时间内散出的热量与热源传入的热量趋于相等，这时工艺系统就达到了热平衡状态。在热平衡状态下，工艺系统各部分的温度就保持在一个相对固定的数值上，因而各部分的热变形也就相应地趋于稳定。为减少热变形对加工精度的影响，精加工时通常需要预热机床以获得热平衡，或降低切削用量以减少切削热和摩擦热，或粗加工后停机以待热量散发后再进行精加工，或使粗、精加工分开进行等。
（1）工件热变形对加工精度的影响
在工艺系统热变形中，机床热变形最为复杂，工件的热变形则相对简单一些。这主要是因为在加工过程中，影响机床热变形的热源较多，也较复杂，而对工件来说，热源比较简单。因此，工件的热变形常可用解析法进行估算和分析。
（2）刀具热变形对加工精度的影响
刀具热变形主要是由切削热引起的。通常传入刀具的热量并不太多，但由于热量集中在切削部分，而且刀体小，热容量小，故仍会有很高的温升。
连续切削时，刀具的热变形在切削初始阶段增加很快，随后变得较缓慢，经过不长的一段时间后（约10～20min）便趋于热平衡状态。此后，热变形变化量就非常小。通常刀具总的热变形量可达0.03～0.05mm。
为了减小刀具的热变形，应合理选择切削用量和刀具几何参数，并给予充分冷却和润滑，以减少切削热，降低切削温度。
（3）机床热变形对加工精度的影响
机床在工作过程中，受到内外热源的影响，各部分的温度将逐渐升高。由于各部件的热源不同，分布不均匀，以及机床结构的复杂性，导致各部件的温升不同，而且同一部件不同位置的温升也不相同，进而形成不均匀的温度场，使机床各部件之间的相互位置发生变化，破坏了机床原有的几何精度而造成加工误差。
机床空运转时，各运动部件产生的摩擦热基本不变。运转一段时间之后，各部件传入的热量和散失的热量基本相等，即达到热平衡状态，变形趋于稳定。机床达到热平衡状态时的几何精度称为热态几何精度。在机床达到热平衡状态之前，机床几何精度变化不定，对加工精度的影响也变化不定。因此，精密加工应在机床处于热平衡之后进行。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
