第1节 几何精度的基本概念

2）几何精度制造

　　机械产品在设计后需要经过加工和装配调试才能够得到产品制成品。在加工和装配时，由于存在加工误差和装配误差，最终制成品与设计的理想产品一定存在差别。
　　由于加工过程的实际状态偏离其理想状态，形成加工误差。加工过程的主要误差源有机床、刀具、卡具、工艺、环境和人员等因素。
　　机床为加工过程提供刀具与工件间的相对运动和实现切除材料所需的能源。刀具与工件间不准确的相对运动使工件的几何要素产生形状误差，如平面度误差、圆柱度误差等；刀具与工件间不准确的相对位置使工件各几何要素间产生位置误差，如孔距误差、分度误差、同轴度误差等，也将使工件的尺寸产生变动，即尺寸误差。
　　作为切除材料的主要工具，刀具的形状与尺寸将直接复现在已加工表面上，它将与各种切削用量(如切削深度、进给量、切削速度等)一起，共同影响工件的表面精度、尺寸和形状，形成表面粗糙度、波纹度、形状误差和尺寸误差。生产过程中刀具的磨损是导致尺寸误差的主要原因。
　　卡具的作用是确定工件在机床上的位置。卡具的制造和安装误差将直接影响工件的正确定位，从而造成工件与刀具相对运动和相对位置的不准确，形成工件几何要素的方向和位置误差，如垂直度误差、同轴度误差和位置度误差等。特别是工艺基准与设计基准的不一致或工艺基准的改变，都将造成显著的位置误差。
　　工艺因素主要有切削用量、切削力及热处理工艺。它们将直接影响加工表面质量，产生受力变形和温度变形，形成表面粗糙度和形状误差。
　　环境因素主要是切削热导致的工件与刀具的变形和温度变动产生的加工系统的变形。它们主要影响大尺寸工件的尺寸误差和形状误差。
　　在试切法的加工过程中，操作人员的技术水平和责任心，直接影响工件尺寸误差的大小。采用调整法、数控自动或半自动加工方法，可以大大减少以至消除操作人员对加工误差的影响。
　　此外，原材料和毛坯的内应力和尺寸稳定性，也将影响完工工件的几何精度及其持久性。
　　分析加工误差的来源，采取减小误差、提高精度的措施，是制造工程技术人员的重要任务。

车削

3）几何精度检验

　　根据设计时给出的机械零件各几何要素的精度要求，采用相应的制造方法制造出产品后，需要使用几何量检测方法进行测量，检验制成品的几何要素是否满足设计给定的要求。
　　产品检测过程中存在测量误差，测量误差将导致误判，或将合格品判为不合格而误废，或将不合格品判为合格而误收。误废将增加生产成本，误收则影响产品的功能要求。检测准确度的高低直接影响到误判的概率，又与检测费用密切相关。
　　因此，设计正确的检测方案、确定合理的验收合格条件、选择适当的检测准确度，对于保证产品质量和降低成本是十分重要的。

4）几何精度维持

　　产品在使用过程中，由于摩擦磨损等原因，导致产品性能下降或失效，需要进行维修维护，确保其正常使用。产品的几何精度高，精度储备足，就能够延长无故障工作时间，降低维修维护成本。
　　在产品使用维护阶段，需要根据产品零部件的磨损、失效等情况对产品进行维修，如调整装配、更换零部件、重新加工零部件等。
　　当相互运动的零件由于摩擦磨损的原因，导致零件之间的配合间隙变大，影响使用性能的时候，可以通过调整装配位置、更换新的零件等方法，使零件之间的配合重新满足使用性能的要求。
　　当失效零件是具有互换性的零件时，可以采用同一规格的合格零件替换。当失效零件是选配零件，不具备完全互换性时，需要对配合零件进行测量后然后配做新零件替换；当失效的配合可以通过装配调整配合量（如锥配合、张紧装置等）时，也可以通过调整配合位置改变配合量。