定位誤差的分析與計(jì)算

1、黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件1定位誤差的分析與計(jì)算定位誤差的分析與計(jì)算 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件2定位誤差的分析與計(jì)算 一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，由于工件及定位元件存在公差，使各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致即定位不準(zhǔn)確，加工后形成加工尺寸的不一致，形成加工誤差。 這種只與工件定位有關(guān)的加工誤差，稱為定位誤差，用D表示。定位誤差：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動量。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件3用逐件試切法加工是否存在定位誤差？用逐件試切法加工是否存在定

2、位誤差？黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件4引 言 要保證零件加工精度，則需滿足以下條件： 總 其中總為多種原因產(chǎn)生的誤差總和；是工件被加工尺寸的公差?？偘ǎ?）夾具在機(jī)床上的裝夾誤差，（2）工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差，（3）機(jī)床調(diào)整誤差，（4）工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差，（5）機(jī)床和刀具的制造誤差及磨損誤差等 。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件5為了方便分析定位誤差，常將總化作三個(gè)部分：定位誤差定安裝、調(diào)整誤差安-調(diào):包括夾具在機(jī)床上的裝夾誤差、機(jī)床調(diào)整誤差、夾緊誤差以及機(jī)床和刀具的制造誤差等。加工過程

3、誤差過：包括工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差以及磨損誤差等。為保證加工要求，上述三項(xiàng)誤差合成后應(yīng)小于或等于工件公差。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件6即： 定+ 安-調(diào)+ 過 在對定位方案進(jìn)行分析時(shí)，可以假設(shè)上述三項(xiàng)誤差各占工件公差的1/31/3。則有： 定 /3 /3 此就是夾具定位誤差驗(yàn)算公式。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件71. 造成定位誤差的原因 造成定位誤差的原因有兩個(gè)。 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差不。 定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差基（也叫定位副制造不準(zhǔn)確誤差）。 黃山學(xué)院

4、機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件8基準(zhǔn)不重合誤差不須明確的概念：a)a)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖上用來確定某一表面的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。b)b)工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。c)c)基準(zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)相對于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動量。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件9加工頂面2，以底面和側(cè)面定位，此時(shí)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是底面3，即基準(zhǔn)重合。定位誤差： 定 = 0黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件10加工臺階面1，定位同工序

5、一，此時(shí)定位基準(zhǔn)為底面3，而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為頂面2，即基準(zhǔn)不重合。即使本工序刀具以底面為基準(zhǔn)調(diào)整得絕對準(zhǔn)確，且無其它加工誤差，仍會由于上一工序加工后頂面2在 H H 范圍內(nèi)變動，導(dǎo)致加工尺寸A A 變?yōu)锳 A H，其誤差為2 H?；鶞?zhǔn)不重合誤差不 = 2 H黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件11工序二改進(jìn)方案使基準(zhǔn)重合了(不 =0)。這種方案雖然提高了定位精度，但夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件安裝不便，并使加工穩(wěn)定性和可靠性變差，因而有可能產(chǎn)生更大的加工誤差。從多方面考慮，在滿足加工要求的前提下，基準(zhǔn)不重合的定位方案在實(shí)踐中也可以采用。 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程

6、學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件12 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差不。 基準(zhǔn)不重合誤差的大小應(yīng)等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間所有尺寸的公差和。 在工序圖上尋找這些尺寸的公差。 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件13 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變動方向與加工尺寸的方向不一致，存在一夾角時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間所有尺寸的公差和在加工尺寸方向上的投影。 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變動方向與加工尺寸的方向相同時(shí)，這時(shí)基準(zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間所有尺寸的公差和。 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件14基準(zhǔn)

7、位移誤差基定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動量，也稱為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。 這是由于定位基面和限位基面的制造公差和間隙造成的。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件15 如圖所示，工件以內(nèi)孔中心O為定位基準(zhǔn)，套在心軸上，銑上平面，工序尺寸為 從定位角度看，孔心線與軸心線重合，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合， 不 =0。 0HH 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件16實(shí)際上，定位心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，而且為了便于工件

8、套在心軸上，還應(yīng)留有間隙，故安裝后孔和軸的中心必然不重合，使得兩個(gè)基準(zhǔn)發(fā)生位置變動。此時(shí)基準(zhǔn)位移誤差：此時(shí)基準(zhǔn)位移誤差： 基基=（ D+ d ）/2黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件17基準(zhǔn)位移誤差的示例說明一批工件定位基準(zhǔn)的最大變動量應(yīng)為 =OO1-OO2= Y =minmaxAAi222maxminminmaxdDTTdDdD22孔公差軸公差即dDTT黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件18 若定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)的最大變動量為i。 定位基準(zhǔn)的變動方向與設(shè)計(jì)尺寸方向相同時(shí)： 基 =i 定位基準(zhǔn)的變動方向與加工尺寸的方向

9、不一致，兩者之間成夾角時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動范圍在加工尺寸方向上的投影。 基icos黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件192定位誤差的計(jì)算 定位誤差的常用計(jì)算方法是合成法。 定位誤差應(yīng)是基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差的合成。 計(jì)算時(shí)，可先算出基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差，然后將兩者合成。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件20 合成時(shí)，若設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基面為兩個(gè)獨(dú)立的表面），即基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差無相關(guān)公共變量。 定基不 合成時(shí)，若設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在定位基面上，即基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移

10、誤差有相關(guān)的公共變量。 定基不黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件21+ - 確定方法：定位基準(zhǔn)與限位基面接觸，定位基面直徑由小變大（或由大變小），分析定位基準(zhǔn)變動方向。 定位基準(zhǔn)不變，定位基面直徑同樣變化，分析設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變動方向。 基（或定位基準(zhǔn)）與不（或工序基準(zhǔn)）的變動方向相同時(shí)，取“”號；變動方向相反時(shí)，取“一”號。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件22定位誤差計(jì)算的兩種方法： 1.1.基準(zhǔn)不重合誤差的方向和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的方向可能不相同，定位誤差取為基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的矢量和。2.2.按最

11、不利情況，確定一批工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出此二位置的距離，并將其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位誤差。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件23O1O2H1H2H3ABabdmaxdmin舉例：舉例：C黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件24工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)定定H1尺寸：Ao不不0，基基0H2尺寸：oo不不 =0， 基基0H3尺寸：Bo不不0，基基0黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件25對H2尺寸 (加工面到中心線)不=0，基為定位基準(zhǔn)線O的在加工

12、方向的最大變動量，即O1O2 所以基 = O1O2=O1C-O2C2sin/212sin/21minmaxdd2sin12d因因定定基基不不 ，所以，此時(shí)所以，此時(shí)定定 基基2sin12d黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件26 對H1尺寸（加工面到上母線）由于不0，基0 ； 定基不 而基 = O1O2=O1CO2C不 =則定基不 或定= Aa= AO1O1O2 aO22sin12d2d2sin112d自己推算一下自己推算一下黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件27 對H3尺寸（加工面到下母線）此時(shí)，定 = bB = bO

13、2+O2O1-BO122sin122maxminddd12sin12d或根據(jù)或根據(jù)不不0，基基0 ； 定定基基不不 基基不變，不變，不不 =222maxminddd黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件28通過以上計(jì)算，可得出如下結(jié)論: :即定位誤差隨工件誤差的增大而增大;與V形塊夾角有關(guān)，隨增大而減小，但定位穩(wěn)定性變差，故一般取=90;定與工序尺寸標(biāo)注方式有關(guān)， 本例中定1 1 定2 2 定3 3 。 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件29保證加工精度的條件采用夾具加工時(shí)的誤差計(jì)算不等式: :加工夾具工件n減少與夾具有關(guān)

14、的各項(xiàng)誤差是設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須認(rèn)真考慮的問題之一。n制訂夾具公差時(shí)，應(yīng)保證夾具的定位、制造和調(diào)整誤差的總和不超過零件公差的1/3。 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件303常見定位方式定位誤差的計(jì)算 工件以平面定位 平面為精基面 基準(zhǔn)位移誤差基0 定位誤差 定不注：若為毛坯面，則仍有基黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件31工件以內(nèi)孔定位 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件32工件孔與定位心軸（或銷）采用間隙配合的定位誤差計(jì)算 定 = = 不 + + 基 工件以內(nèi)孔在圓柱心軸、圓柱銷上定

15、位。由于孔與軸有配合間隙，有基準(zhǔn)位移誤差，分兩種情況討論： a.a.心軸（或定位銷）垂直放置，按最大孔和最銷軸求得孔中心線位置的變動量為： 基 = D + d + min = max =孔Dmax-軸dmin (最大間隙） b.b.心軸（或定位銷）水平放置，孔中心線的最大變動量（在鉛垂方向上）即為定 基=OO=1/2(D+d+min)=max/2 或基=(Dmax/2)-(dmin/2)=max/2 = (孔直徑公差+軸直徑公差) / 2黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件33 工件孔與定位心軸( (銷) )過盈配合時(shí)( (垂直或水平放置) )時(shí)的定位誤差此

16、時(shí)，由于工件孔與心軸(銷)為過盈配合，所以基=0。對H1尺寸:工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,均為中心O ,所以不=0 對H2尺寸:不=d/2黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件34工件以外圓表面定位 A A、工件以外圓表面在V V型塊上定位由于由于V型塊在水平方向有對中作用。型塊在水平方向有對中作用?；鶞?zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 基基 0黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件35黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件36黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件37B B

17、工件以外圓表面在定位套上定位 定位誤差的計(jì)算與工件以內(nèi)孔在圓柱心軸、圓柱銷上定位誤差的計(jì)算相同。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件38工件與 一面兩孔 定位時(shí)的定位誤差 由前面分析知，工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，兩孔常用定位元件為圓柱銷和削邊銷，工件在平面上的運(yùn)動方式有：平移、轉(zhuǎn)動、平移與轉(zhuǎn)動。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件39圖 基準(zhǔn)相對變化位置分析黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件40圖 基準(zhǔn)相對變化位置分析黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工

18、程課件課件41 在兩銷連線方向上的平移因削邊銷間隙的增大，平移由圓柱銷所在定位付決定db1 =D1 +d1+1 垂直兩銷連向方向上的轉(zhuǎn)動：分析如圖2.48(a)tg 1 =( + +1+ + +2)/2L1D1d2D2d黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件42 在垂直兩銷連向方向上平移db1后轉(zhuǎn)動： 分析如圖2.48(b) tg 2=( D2 +d2 +2 D1 d11) / 2L黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件43(2)定位誤差要結(jié)合具體加工要素來分析計(jì)算 由上分析見圖2.49知： 對于垂直兩孔連線方向的加工要求：

19、1)當(dāng)加工要素位于兩孔之間時(shí)，平移db1轉(zhuǎn)動2后，基準(zhǔn)位移誤差最大 。 2)當(dāng)加工要素位于兩孔之外時(shí)，轉(zhuǎn)動1后誤差最大； 對于平行兩孔連線方向的加工要求： db=db1。黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件44圖圖 兩孔定位時(shí)垂直兩孔連線方向工序尺寸的定位誤差分析兩孔定位時(shí)垂直兩孔連線方向工序尺寸的定位誤差分析 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件45黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件46 例1：如圖2.50工件以兩孔一面在兩銷一面上定位加工孔，試設(shè)計(jì)兩銷直徑并進(jìn)行定位誤差分析10H7(+0.015)。 黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造工程機(jī)械制造工程課件課件47 解：a)銷1布右孔 d1 =10g6= 1=0.005 b) LKK=700.05 LJ J =700.02 c)查表2.1 b=4 2 =2b/D2（ kJ1/2） 8/10(0.05+0.020.005/2)=0.054 d2=(100.054)h6= 005. 0014. 010054. 0063.