定位誤差分析試題

1、課題：機(jī)床夾具概述、定位與定位元件 一、 一、 教學(xué)目的：了解機(jī)床夾具的作用、掌握機(jī)床夾具分類方法和結(jié)構(gòu)組成和夾具的定位原則。 二、 二、 教學(xué)重點(diǎn)：夾具的分類與組成，六點(diǎn)定位原則 三、 三、 教學(xué)難點(diǎn)：六點(diǎn)定位原則 四、教學(xué)時(shí)數(shù)： 2 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。五、習(xí)題： 六、教學(xué)后記：   第四章 第四章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第一節(jié) 第一節(jié) 概 述  什么是夾具：機(jī)床夾具裝夾用工具從廣義上來(lái)說(shuō)，為使工藝過(guò)程的任何工序保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度及工作安全等的一切附加裝置都稱為夾具。機(jī)床夾具是將工件進(jìn)行定位、夾緊，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證

2、工件和刀具間的相對(duì)位置關(guān)系的附加裝置，簡(jiǎn)稱夾具。將刀具在機(jī)床上進(jìn)行定位、夾緊的裝置，稱為輔助工具。 所謂的夾具：是在機(jī)械加工中為保證加工精度，固定工件使之占有確定位置以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備的統(tǒng)稱一、 一、 工件的安裝： 裝 定位占據(jù)正確位置 找正安裝方法裝夾 安裝方法 夾夾緊保持位置不變 用專用夾具安裝法1、 1、 找正安裝方法：在第一章中已經(jīng)表述2、 2、 專用夾具安裝法：實(shí)例分析：如圖：結(jié)論：夾具裝夾的特點(diǎn)：1、 1、 工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)工件定位面與夾具上的定位元件相接觸實(shí)現(xiàn)的。2、 2、 夾具在機(jī)床中預(yù)先調(diào)整好位置（也有在加工中再進(jìn)行找正），工件通過(guò)夾具確定在機(jī)床中占據(jù)一

3、個(gè)確定的位置。3、 3、 對(duì)刀裝置保證工件與刀具的正確位置。  二、 二、 機(jī)床夾具分類和組成（一） （一） 機(jī)床夾具的分類按 應(yīng) 用 范 圍 分 類      按 夾 具 動(dòng) 力 源 分 類         按 使 用 機(jī) 床 分 類       （二） （二） 機(jī)床夾具的組成1 1 夾具體 2鉆套（導(dǎo)向件） 3定位、夾緊件 4分度板 5定位銷 6操作件 7定位件 8對(duì)刀件 9夾緊件 10液壓缸

4、（動(dòng)力部件）  定位元件：確定工件位置 夾緊裝置：保證工件位置不變 對(duì)刀導(dǎo)向元件：引導(dǎo)保證刀具的正確位置 機(jī)床夾具 聯(lián)接元件：確定夾具在機(jī)床中的位置 夾具體：支承骨架，使各組成元件形成一整體 其它元件：分度裝置等其中定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。三、夾具的作用：1、 1、 保證精度：由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，使其不受主觀因素的影響。2、 2、 提高效率、降低成本：采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間。3、 3、 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍4、 4、 減輕工人勞動(dòng)負(fù)擔(dān)（強(qiáng)度） 第二節(jié) 第二節(jié) 工件的定位原理及定

5、位元件 一、 一、 概述 在機(jī)械加工中，必須使工件、夾具、刀具和機(jī)床之間保持正確的相互位置，才能加工出合格零件。這種正確的相互位置關(guān)系，是通過(guò)工件在夾具中的定位、夾具在機(jī)床上的安裝良心具相對(duì)于夾具的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 在研究和分析工件定位問(wèn)題時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。一般地說(shuō)，工件加工時(shí)的定位基準(zhǔn)一旦選定，則工件的定位方案也基本上被確定。定位方案是否合理，直接關(guān)系到工件的加工精度能否保證。定位基準(zhǔn)的選擇問(wèn)題在第一章中已有詳細(xì)論述。 工藝規(guī)程定位基準(zhǔn)定位方案夾具設(shè)計(jì)二、定位的基本原理（一） （一） 自由度的概念一個(gè)位于空間自由狀態(tài)的物體，對(duì)于三維直角坐標(biāo)系來(lái)說(shuō)，具有六個(gè)自由度。即能

6、沿ox、oy、oz三個(gè)座標(biāo)軸的移動(dòng)（平移），稱移動(dòng)自由度，分別表示為、；并能繞著三個(gè)座標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)），稱轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，分別表示為、。（二） （二）六點(diǎn)定位原理定位限制自由度限制六個(gè)自由度定位1、六點(diǎn)定位原理用長(zhǎng)方體舉例：一個(gè)平面3 一條直線2 一個(gè)點(diǎn)1圓柱體的定位分析：一個(gè)圓柱面（定位基面）二條素線4一個(gè)銷（一個(gè)點(diǎn)）1一個(gè)銷（一個(gè)點(diǎn)）1圓盤(pán)零件定位分析：端面（三個(gè)點(diǎn)）3 內(nèi)孔（短銷）二個(gè)點(diǎn)2外槽（一個(gè)點(diǎn)）1六點(diǎn)定位規(guī)則：合理分配定位點(diǎn)，即用六個(gè)支承可以完全限制工件六個(gè)自由度的方法。從以上定位分析可得出如下結(jié)論：（1） （1） 定位支承點(diǎn)的合理分布主要取決于定位基準(zhǔn)（基面）的形狀和位置。（2）

7、（2） 在定位過(guò)程中，通常要選擇幾個(gè)表面作定位基準(zhǔn)。2、定位基準(zhǔn)的功能1、 1、 主要定位基面：自由度限制數(shù)為3個(gè)（大平面）選大平面，在布點(diǎn)時(shí)要注重受力的平衡性。2、 2、 導(dǎo)向定位基面：限制自由度為2個(gè)（兩個(gè)支承點(diǎn)）一般選窄長(zhǎng)的表面，距離間隔要遠(yuǎn)。3、 3、 雙導(dǎo)向定位基面：限制自由度數(shù)為4個(gè)，長(zhǎng)圓柱面。4、 4、 雙支承定位基面：限制自由度為2個(gè)，短圓柱面。5、 5、 止推定位面：限制一個(gè)移動(dòng)自由度，自由度方向?yàn)閷?dǎo)向方向。6、 6、 防轉(zhuǎn)定位基面：限制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的表面定位。3、注意：（1）定位支承點(diǎn)必須是與工件定們基面密切接觸配合。（2）定位是確定位置，不考慮受力后運(yùn)動(dòng)的因素，保證定位

8、可靠不受力影響的過(guò)程是夾緊。（三） （三） 工件定位中的幾種情況：1、 1、 完全定位：工件的六個(gè)自由度全部被限制的定位。當(dāng)工件在x、y、z三個(gè)方向上均有尺寸和位置精度要求時(shí)，一般采用這種定位方法。舉例：以上述圖例說(shuō)明2、 2、 不完全定位：根據(jù)工件加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。舉例：3、 3、 欠定位：根據(jù)工件加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有完全被限制的定位。欠定位無(wú)法保證加工要求。舉例：4、 4、 過(guò)定位：夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象。過(guò)定位的后果： 嚴(yán)重防礙工件的裝夾 選擇定位元件或工件的變形改善措施 減少接觸面積  改變定位元

9、件的形狀 縮短圓柱面接觸長(zhǎng)度 設(shè)法使定位元件在過(guò)定位方向（干涉方向）上能浮動(dòng)。 提高定位元件間的精度。 拆除過(guò)定位元件。          課題：定位原理與定位元件 四、 四、 教學(xué)目的：明確工件定位的方法的幾種情況，了解并熟悉常見(jiàn)的定位元件及定位方法。掌握定位誤差的產(chǎn)生分析方法 五、 五、 教學(xué)重點(diǎn)：定位的幾種情況, 定位誤差的產(chǎn)生、 六、 六、 教學(xué)難點(diǎn)：定位的幾種情況 ,定位誤差的分析。 四、教學(xué)時(shí)數(shù)： 2 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。五、習(xí)題： 六、教學(xué)后記：  第三節(jié) 定位方

10、式和定位元件 在分析工件定位時(shí)，為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，習(xí)慣上都是利用定位支承點(diǎn)這一概念，但是工件在夾具中定位，是把定位支承點(diǎn)轉(zhuǎn)化為具有一定結(jié)構(gòu)與形狀的定位元件與工件相應(yīng)的定位基準(zhǔn)面相接觸或配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件上的定位基準(zhǔn)面與應(yīng)的定位元件合稱為定位副。一、以平面定位限制三個(gè)自由度支承工件以平面為定位基準(zhǔn)定位時(shí)，常用支承釘和支承板作定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。1 1 主要支承主要支承：主要支承就是起限制自由度作用的支承。、固定支承 屬固定支承的有各種支承釘和支承板。 球頭支承釘：用于粗基準(zhǔn)表面，使定位穩(wěn)定 1）固定支承釘 齒紋頭支承釘：增大磨擦系數(shù)，防止工件受力 用于毛壞面定位后滑動(dòng)，常用于側(cè)面定位。2）平

11、頭支承釘：接觸面積大，用于精基準(zhǔn)。 a型：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，但不利于清除切屑，適用于側(cè)面2)支承板b型：易保證工作表面清潔，適用于底面定位。 為保證各固定支承的定位表面嚴(yán)格共面，裝配后需將其工作表面一次磨平。支承釘與夾具體孔的配合用h7/r6或h7/n6；當(dāng)支承釘需要經(jīng)常更換時(shí)，應(yīng)加襯套。襯套外徑與夾具體孔的配合一般用h7/n6或h7/r6，襯套內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜线x用h7/js6。、可調(diào)支承 可調(diào)支承是指支承的高度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)?？烧{(diào)支承主要用于1）工件以粗基準(zhǔn)面定位，或定位基面的形狀復(fù)雜（如型面、臺(tái)階面等），以及各批毛壞的尺寸、形狀變化較大時(shí)。2）同一夾具來(lái)加工同類型零件（形狀相同尺寸不同）

12、。這時(shí)，夾具上也通常采用可調(diào)支承，以適應(yīng)定位面的尺寸在一定范圍內(nèi)的變化。、自位支承（或稱浮動(dòng)支承）當(dāng)既要保證定位副接觸良好，又要避免過(guò)定位時(shí)，常把支承做浮動(dòng)或聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)，使之自位，稱為自位支承。 自位支承的工作特點(diǎn)是：在定位過(guò)程中支承點(diǎn)位置能隨工件定位基面位置的變化而自行浮動(dòng)并與之適應(yīng)。而其作用仍相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制一個(gè)自由度。由于增加了接觸點(diǎn)數(shù)，可提高工件的支承剛度和穩(wěn)定性，但夾具結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，適用于工件以毛面定位或剛性不足的場(chǎng)合。2 2 輔助支承工件因尺寸形狀或局部剛度較差，使其定位不穩(wěn)或受力變形等原因，需增設(shè)輔助支承，用以承受工件重力、夾緊力或切削力。輔助支承提高工件穩(wěn)定性和剛性1丁件

13、 2短定位銷 3支承環(huán)4一輔助支承輔助支承的工作特點(diǎn)是：（a） （a） 工件定位夾緊后，再行調(diào)整輔助支承，使其與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。而且輔助支承是每安裝一個(gè)工件就調(diào)整一次。（b） （b） 不起限制自由度作用，也不允許破壞原有定位。 (c)輔助支承還可以起到預(yù)定位作用。輔助支承有以下幾種類型：1、 、 螺旋式輔助支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作費(fèi)時(shí)，效率低，適用于小批生產(chǎn)。 、自位式輔助支承、推引式輔助支承適用于工件較重、切削負(fù)荷較大的情況。、液壓鎖緊的輔助支承       嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，輔助支承不能算是定位元件。（一） （一）   &#

14、160;               圓柱孔定位工件以圓柱孔定位應(yīng)用較廣。如各類套筒、盤(pán)類、杠桿、撥叉等。所采用的定位元件有圓柱銷和各種心軸。基本特點(diǎn)是：定位孔與定位元件之間處于配合狀態(tài)，并要求確?？字行木€與夾具規(guī)定的軸線相重合?？锥ㄎ贿€經(jīng)常與平面定位聯(lián)合使用。1 1 圓柱銷（1） （1） 固定式定位圓柱銷：限制二個(gè)自由度 d>10 d<13 d>310 d>1018 d>18 定位圓柱銷 可換式定位銷 小銷（2） （2） 菱

15、形銷：限制一個(gè)自由度，主要用于定位干涉（過(guò)定位）的情況。 （3）定位插銷：圓柱銷限制二個(gè)自由度，菱形銷限制一個(gè)自由度。主要用于安裝不方便的場(chǎng)合。d<35d>35（4）非標(biāo)準(zhǔn)的定位銷外徑精度：g5、g6、f6、f7制造。與夾具體配合：用h7/r6或者h(yuǎn)7/n6過(guò)盈配合壓入。襯套外徑與夾具體為過(guò)渡配合h7/n6，襯套內(nèi)徑與定位銷為間隙配合h7/h6、h6/h5 。定位銷的材料：d18mm t8a，淬火55-60hrc；d>18mm 20鋼，滲碳0.81.2mm，淬火5560hrc。2圓錐銷：限制了工件的三個(gè)自由度特點(diǎn)：定心性能好單個(gè)使用不穩(wěn)成對(duì)或組合使用2 2定位心軸心軸主要用于

16、套筒類和空心盤(pán)類工件的車(chē)、銑、磨及齒輪加工。除下面要介紹的剛性心軸外，還有彈性心軸、液性塑料心軸等。、圓柱心軸： 帶軸肩過(guò)盈配合心軸：可同時(shí)加工外圓和右 端面，限制五個(gè)自由度。不帶軸肩過(guò)盈配合心軸：可同時(shí)加外圓和兩 端面，限制四個(gè)自由度。這種心軸會(huì)破壞工件的內(nèi)孔表面。帶螺母間隙配合心軸：，因有間隙，靠螺母壓 緊的摩擦力來(lái)抵抗切削力。工件裝卸時(shí)不會(huì)損傷工件的內(nèi)孔表面，但定心精度較差2、 、 小錐度心軸 定心精度高，裝卸方便，不破壞內(nèi)孔表面。常用錐度為1：10001：5000。工件靠心軸上的一段斜楔作用產(chǎn)生的磨擦力帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)，不需另行夾緊，但因傳遞的扭矩較小，切削力不能太大。心軸的錐度越小定心精

17、度越高且?jiàn)A緊越可靠適用于精加工，內(nèi)孔精度不低于it7級(jí)?；ㄦI心軸：用于有花鍵的工件。彈性心軸：又稱之為漲胎心軸。工件裝人后，靠薄壁彈性套變形，使工件既定心又夾緊，也可用液塑料使薄壁漲出而定心夾緊。彈性心軸既可使工件裝卸方便，又有很高的定位精度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜些。自?shī)A緊心軸靠切削力夾緊，工件定位孔與三個(gè)滾往接觸，在切削開(kāi)始的一瞬間，由于工件和心軸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使?jié)L住技人外楔而夾緊，其定心和夾緊是同時(shí)進(jìn)行的。加工完畢后，將工件相對(duì)于心軸向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一點(diǎn)（aa剖面），即可卸下工件。圖中的帶槽轉(zhuǎn)套是用來(lái)松開(kāi)工件用的。（二） （二）    錐孔定位工件以圓錐孔作為定位基準(zhǔn)面時(shí)

18、，相應(yīng)的定位元件為圓錐心軸，頂尖等。1 1 錐形心軸：限制五個(gè)自由度圓錐面與圓錐面接觸，要求錐孔和圓錐心軸的錐度相同，接觸良好，因此定心精度與角向定位精度均較高。2頂尖中心孔即為圓錐孔。中心孔與頂尖配合，即為錐孔與錐銷配合。中心孔定位的優(yōu)點(diǎn)是定心精度高，還可實(shí)現(xiàn)定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，可加工出所有的外圓表面或端面。但是，用頂尖孔定位時(shí)，軸向定位精度不高。（三） （三）                   外圓定位應(yīng)用于最廣泛的

19、是v形架。1 1 v形架中定位1、 、  v形塊定位的特點(diǎn)：對(duì)中性好且安裝方便。應(yīng)用范圍較廣短v形塊限制二個(gè)自由度，長(zhǎng)的為四個(gè)自由度。、v形架的結(jié)構(gòu)v形架又可分為固定式和活動(dòng)式。v形架上兩斜面間的夾角，一般選用60º、90º和120º，其中90º應(yīng)用最多。v形架的主要尺寸有：dv形架檢驗(yàn)心軸直徑，即工件定位基準(zhǔn)直徑（）；hv形架的高度（）；v形架兩工作平面間的夾角；tv形架的標(biāo)準(zhǔn)定位高度當(dāng)90時(shí)，n1.41d-2a當(dāng)=120 時(shí),n=2d-3.46a一般取= (0.14-0.16)d當(dāng)d較大時(shí)，h0.5d當(dāng) d較小時(shí), h1.2dv形架的材料一

20、般用20鋼，滲碳深0.81.2mm淬火硬度為6064hrc2 2 圓孔中定位定位時(shí)，工件的軸心線可能產(chǎn)生徑向位移或傾斜。為了保證軸向定位精度，常與端面聯(lián)合定位。 式中 工件在定位孔中可能產(chǎn)生的最小傾角； 工件定位端面與外圓柱面軸線的夾角（即垂直度用角度表示）；3 3 在半圓孔中定位當(dāng)工件尺寸較大，或在整體式定位襯套內(nèi)定位裝卸不便時(shí)，多采用此種定位方法。此時(shí)定位基準(zhǔn)的精度不低于it8it9。下半圓起定位作用，上半圓起夾緊作用。由于上半圓孔可卸去或掀開(kāi)，不需留配合間隙。4圓錐孔中定位工件以圓柱面為定位基準(zhǔn)面在圓錐孔中定位時(shí)，相應(yīng)的定位元件通常用反頂尖。（五）特殊面定位除上述各種典型表面的定位外，工

21、件也有以某一些特殊的表面如：v型導(dǎo)軌面、燕尾導(dǎo)軌面、螺紋表面、齒形表面等作為定位面。雖然定位元件大部分已是標(biāo)準(zhǔn)化，但它們的組合可以千變?nèi)f化。工件的定位方式是多種多樣的，在應(yīng)用中，要根據(jù)實(shí)際需要而選擇。   思考題：試確定下列各定位元件限制了工件哪幾個(gè)自由度？分別屬于哪種定位方式？         課題：定位誤差的分析與計(jì)算 七、 七、 教學(xué)目的：掌握定位誤差分析方法與計(jì)算方法方法。 八、 八、 教學(xué)重點(diǎn)：定位誤差的計(jì)算 九、 九、 教學(xué)難點(diǎn)：定位誤差的計(jì)算 四、教學(xué)時(shí)數(shù)： 2 學(xué)時(shí)，其

22、中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。五、習(xí)題：  六、教學(xué)后記： 第四節(jié) 定位誤差的分析計(jì)算常見(jiàn)定位方式的定位誤差計(jì)算（一） （一） 工件以平面定位 1、用平面定位如圖所示情況，加工一個(gè)缺口，如果要求的尺寸為a1，因定位基準(zhǔn)為底面，而工序基準(zhǔn)為頂面，基準(zhǔn)不重合。 2、用支承定位平面如圖所示情況，加工一個(gè)缺口，縱向用一個(gè)支承定位，如果要求的尺寸為a3，由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合。因工件的兩個(gè)定位面不垂直，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差：則定位誤差： 。這種情況基準(zhǔn)是重合的，定位誤差是由于工件定位面不準(zhǔn)確所造成的，這個(gè)誤差的大小不僅和角度值有關(guān)，同時(shí)和支承在高度上的位置有關(guān)，h 值愈大愈好。若保證尺寸a1，則定位基準(zhǔn)

23、與工序基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，同時(shí)又因工件的兩個(gè)定位面不垂直，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。=例1：如圖所示：要求銑平面c，保證尺寸20±0.15mm。方案一：以b面定位，因工序基準(zhǔn)是a，基準(zhǔn)不重合。b=0.28y=0d=0.28>基準(zhǔn)選擇不當(dāng)，或尺寸精度過(guò)低方案二：改為a面為定位基準(zhǔn)，則b=0y=0d=0其尺寸由對(duì)刀決定。3、用支承對(duì)外圓定位如圖所示情況對(duì)于尺寸h1有基準(zhǔn)不重合誤差；對(duì)于尺寸h無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差；對(duì)于尺寸a則有由于定位基準(zhǔn)不準(zhǔn)確所造成的基準(zhǔn)位移誤差。dh1=d/2dh2=0da=d/2（二） （二） 工件以圓柱孔定位1、 1、 工件以圓柱孔在過(guò)盈配合心軸上定位由于過(guò)盈

24、配合，定位基準(zhǔn)不會(huì)發(fā)生移動(dòng)：故y =0因此定位誤差因基準(zhǔn)不重合情況不同而不同。 （1）工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，均為圓柱孔軸線時(shí)b=0y =0d=b +y =0（2）工序基準(zhǔn)在工件定位孔的母線上時(shí)1)、工序基準(zhǔn)在工件定位孔的上母線上時(shí)式中：d工件定位內(nèi)孔的尺寸公差。2）、工序基準(zhǔn)在工件定位孔的下母線上時(shí)b= y =0 d=b +y =（3）工序基準(zhǔn)在工件外圓上、下母線上時(shí) d=b +y =式中：d工件外圓尺寸的公差2、 2、 工件以圓柱孔在間隙配合的圓柱心軸（圓柱銷）上定位，單邊接觸時(shí)（1） （1） 若工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則b=0y=d=b +y式中d0定位心軸的尺寸公差。為了安裝方便，有時(shí)

25、還增加一最小間隙xmin ,由于最小間隙xmin是一個(gè)常量，這個(gè)數(shù)值可以在調(diào)整必具預(yù)先加以考慮，則使xmin的影響消除掉。因此在計(jì)算基準(zhǔn)位移量時(shí)可不計(jì)xmin的影響。（2） （2） 若工序基準(zhǔn)在工件的外圓上、下母線上，則b=d=b +y（3） （3） 若工序基準(zhǔn)在工件定位孔的母線上1)、工序基準(zhǔn)在工件定位孔的上母線上時(shí) 又b= y即： d f=b +y-=b -y2）、工序基準(zhǔn)在工件定位孔的下母線上時(shí)b= yd=b +y +3、 3、 工件以圓柱孔在間隙配合的圓柱心軸（圓柱銷）上定位，任意邊接觸當(dāng)心軸與內(nèi)孔可能的任意接觸，應(yīng)考慮加工尺寸方向上的二個(gè)極限位置，此時(shí)最小配合間隙xmin的影響無(wú)法在

26、對(duì)刀時(shí)預(yù)補(bǔ)償，即 如果心軸比較長(zhǎng)，這時(shí)又可能產(chǎn)生歪斜（轉(zhuǎn)角）影響位置精度，如圖： （三）、工件以外圓定位：外圓定位最常用的定位元件為v型塊，若不計(jì)v型塊的制造誤差，則工件定位基準(zhǔn)在v型架的對(duì)稱現(xiàn)上，因此工件中心線在水平方向上的位移為零。但在垂直方向上，因工件外圓有制造誤差，而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。1、 1、  工序基準(zhǔn)為工件軸心線b=0 db2=b+y2、 2、  工序基準(zhǔn)為外圓上母線此時(shí)為定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合。不僅有基準(zhǔn)位移誤差，而且有基準(zhǔn)不重合誤差：+b= yd=b+y3、 3、  工序基準(zhǔn)為工件下母線： -又b = yb3=y-b（四）、組合表面定

27、位在生產(chǎn)實(shí)際中，僅用單一表面作為定位基準(zhǔn)，往往不足以滿足加工要求，通常采用組合表面定位。組合表面定位的方式很多，其中最常見(jiàn)的是一面兩孔。用一面兩孔定位，易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的相互位置精度。工件采用一面兩孔時(shí)，兩孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是為定位需要專門(mén)設(shè)計(jì)的工藝孔。相應(yīng)的定位元件是支承板和圓柱銷。一） 一）           一面二孔定位方式與定位誤差分析1、 1、          

28、;      兩個(gè)圓柱銷及平面支承定位 (1)、定位條件：當(dāng)兩孔的定位元件都選用圓柱銷時(shí)，存在過(guò)定位問(wèn)題，過(guò)定位干涉發(fā)生的極端條件是定位孔尺寸最小和定位銷尺寸最大。要解決過(guò)定位產(chǎn)生的干涉，可采用增大孔徑或減小銷徑的辦法，為減少定位誤差一般采用將其中一個(gè)定位銷直徑縮小的辦法。假設(shè)工件上的孔1與夾具上的定位銷1中心重合，如圖所示：孔1裝入的條件：d1maxd1min-xmin工件上孔心距的誤差和夾具上銷心距的誤差完全用縮小銷2的直徑方法來(lái)補(bǔ)償，考慮到了安裝，在第2銷的定位副中增加一最小間隙x2min。情況一：兩孔是最小尺寸(d1min，d2min)

29、、兩銷直徑最大(d1max，d2max)、孔間距最?。╨-ld），銷間距最大（l+ld），此時(shí)外側(cè)相碰：所以：情況二：兩孔是最小尺寸(d1min，d2min)、兩銷是最大尺寸(d1max，d2max)、孔間距最大（l+ld）、銷間距最?。╨-ld），此時(shí)內(nèi)側(cè)相碰： 所以： 綜合這兩種極限情況可知：當(dāng)定位銷2的直徑縮小到時(shí)，滿足所有合格工件均能裝入定位銷的條件。實(shí)際上，這兩種極限情況出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是很少的，因此在兩孔同時(shí)定位時(shí)，就不再考慮x2min即x2min=0，而此時(shí)x1min也能起補(bǔ)償中心偏差的作用，于是 或從計(jì)算看式中就是定位銷2要補(bǔ)償?shù)闹行木嗥钪怠?2)、定位誤差分析：分析計(jì)算

30、定位誤差時(shí)，應(yīng)按最大間隙來(lái)考慮，這時(shí)孔心距和銷心距相等，定位孔最大，定位銷最小。1）、基準(zhǔn)位移誤差：工件在如圖所示的平面內(nèi)定位，其基準(zhǔn)位移誤差取決于孔1與銷1的配合間隙，這時(shí)與單孔定位時(shí)任一邊接觸一樣：2)、轉(zhuǎn)角誤差：定位孔與銷作上、下錯(cuò)位接觸，造成工件兩孔連心線相對(duì)夾具上兩銷連心線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)角誤差：因?yàn)?所以 這種用縮小定位銷2的直徑來(lái)補(bǔ)償中心距誤差的方法，使工件的轉(zhuǎn)角誤差增大（由于存在孔心距與銷心距誤差），而孔心距的保證較單孔加工困難，因此孔心距誤差一般較大，常常影響加工精度。所以，只有在加工要求不高時(shí)才使用。2、以一圓柱銷孔和一削邊銷及平面定位削邊后，使孔壁與銷相碰部分削去

31、起到縮小定位銷2直徑的作用，使中心距誤差得到補(bǔ)償，而在垂直于連心線方向上銷孔的直徑?jīng)]有變化，所以工件轉(zhuǎn)角誤差沒(méi)有增大，提高了定位精度，有利于保證加工質(zhì)量。削邊時(shí)，為保證銷的強(qiáng)度，一般采用菱形銷：（1） （1） 削邊銷的結(jié)構(gòu)：（2） （2） 削邊尺寸的確定：1）、補(bǔ)償值的確定：補(bǔ)償值a 對(duì)轉(zhuǎn)角誤差、工件裝卸是否方便、削邊銷的寬度和使用壽命都有影響。當(dāng)考慮工件安裝方便時(shí)：當(dāng)加工精度要求較高時(shí)：在實(shí)際應(yīng)用中：2）、削邊銷基本尺寸： 具體尺寸可參照有關(guān)手冊(cè)和國(guó)標(biāo)。（見(jiàn)教材表）（2）定位誤差計(jì)算：1）、基準(zhǔn)位移誤差：2)、轉(zhuǎn)角誤差： 在這兩個(gè)定位方案中的定位誤差的數(shù)值是不一樣的，采用削邊銷時(shí)沒(méi)

32、有采取減小銷的直徑，故其定位誤差值較小，而不采用邊銷時(shí)，為防止干涉銷要做小些，故定位誤差值要大。即第二方案比第一方案的精度高得多，在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。兩個(gè)定位方案中的轉(zhuǎn)角誤差，只是單向轉(zhuǎn)角誤差（二）工件以一面兩孔定位時(shí)的設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算1、 1、 首先確定定位銷的中心距和尺寸銷心距的基本尺寸與 孔心距的基本尺寸相同，但其公差可以?。?式中：ld銷心距公差ld孔間距公差2、 2、 確定圓柱銷的尺寸和公差：圓柱銷直徑的基本尺寸（最大尺寸）是該定位孔的最小極限尺寸，配合按h6或f7選取。也可查手冊(cè)。3、 3、 按表確定削邊銷的尺寸b或b1及b4、 4、 確定削邊銷的直徑尺寸和公差以及與孔的配合性質(zhì)。

33、由上述定位方案確定x2min、d2max，削邊銷與定位孔的配合一般按選取h6。5、 5、 計(jì)算定位誤差，分析定位質(zhì)量（三）保證工件順利安裝時(shí)定位銷的合理高度當(dāng)工件安裝時(shí)，對(duì)于比較笨重的工件不太容易作到工件托平后同時(shí)裝入定位銷，而往往是像如圖所示的那樣一邊先碰到平面定位支承，然后整個(gè)工件一面沿著支承板滑動(dòng)，一面對(duì)準(zhǔn)定位孔位置，一定位孔先套入定位銷，另一定位孔再跟著套入另一定位銷。這時(shí)，如定位銷高度選擇不當(dāng)，工件孔就會(huì)在定位銷邊角處卡住而套不進(jìn)去，避免產(chǎn)生卡住的定位銷的最大高度hmax可按圖示的幾何關(guān)系來(lái)求得。1、 1、 定位裝置為一面一銷時(shí)2、 2、 定位裝置為一面二銷時(shí) 式中：d定位銷直徑 x

34、min定位副最小間隙為了裝卸方便，削邊銷低于圓柱銷35mm。實(shí)際使用中，定位銷的高度還受其它因素的限制，如限制自由度的數(shù)目、定位孔的形狀、定位孔與定位端面的距離、定位銷的磨損情況等。因此，不能者按上述計(jì)算值來(lái)確定，為防止定位孔與定位銷的卡住現(xiàn)象，可采取定位銷端頭大倒角、使用伸縮式定位銷等，從根本上解決定位銷卡傳問(wèn)題。思考題：如圖所示，為某泵前蓋筒圖，加工工序?yàn)殓M削也銑削兩表面尺寸，采用一面兩銷定位，試設(shè)計(jì)其定位方案       課題：定位誤差的分析與計(jì)算習(xí)題課 十、 十、 教學(xué)目的：通過(guò)實(shí)例掌握定位誤差的產(chǎn)生分析方法與計(jì)算方

35、法方法。 十一、 十一、 教學(xué)重點(diǎn)：定位誤差的產(chǎn)生、定位誤差的計(jì)算 十二、 十二、 教學(xué)難點(diǎn)：定位誤差的計(jì)算 四、教學(xué)時(shí)數(shù)： 2 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。五、習(xí)題：  六、教學(xué)后記： 定位誤差的分析與計(jì)算 例、鉆鉸圖所示零件上10h7的孔，工件主要以20h7()孔定位，定位軸為20，求公序尺寸50±0.07及平行度的定位誤差。解：工序尺寸50±0.07mm b=0y=xmax=0.021+0.016+=0.037mm d=y+b=0.037+0=0.037mm 平行度0.04mm y=0.037 tg= 平行度例、如圖所示，用單角度銑刀銑削斜面，求加

36、工尺寸39±0.04mm的定位誤差。解：b=0y=mm將y值投影到加工尺寸方向，即：d=ycos30°=0.028×0.866=0.024mm例iii、如圖所示為階梯軸在v形塊上定位，銑鍵槽，已知：d1=25mm，d2=40mm，兩外圓柱面的同軸度為0.02，v形塊夾角=900，槽深尺寸a=34.80-0.17，試計(jì)算其定位誤差，并分析定位質(zhì)量。解：分析定位方案：根據(jù)圖示標(biāo)注，工件以d1定位，而工序基準(zhǔn)為d2的下母線，定位方案中，d1軸線為定位基準(zhǔn)，d2下母線為工序基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合b=0.0325由于d1有制造誤差，且與d2有同軸度誤差，d1軸線與d1軸線不致，產(chǎn)

37、生位移誤差。y=mmd=b+y=0.0148+0.0325=0.0473 d=0.0473< 故定位方案滿足定位要求例iv、如圖所示的一批工件，采用鉆模加工5和8兩孔除保證圖紙尺寸要求外，還要求兩孔連心線通過(guò)工件的軸線其偏移量為0.08，現(xiàn)夾具上鉆模子反相對(duì)于v形塊的安裝方式存三種方案，若定位誤差不得大于加工誤差的1/2，試問(wèn)三種方案是否可行？（=900）解：由工件加工圖分析可知，工件加工時(shí)以工件外圓定位，其定位基準(zhǔn)是工件的軸線，現(xiàn)實(shí)際工序基準(zhǔn)是工件外圓的上、下母線，屬于基準(zhǔn)不重合，存在基準(zhǔn)不重合誤差，同時(shí)因工件本身制造誤差的存在，在v型架的對(duì)稱軸線上存在基準(zhǔn)位移誤差。方案一：mmmmm

38、mmm本方案中由于o1、o2的連心線與600-0。1mm的軸線重合，即：mm所以該方案可行。方案二：mm本方案中由于o1、o2的連心線與600-0。1mm的軸線重合，即：mm所以該方案因孔o(hù)1的定位誤差大于加工誤差而不能保證加工精度，該方案不可行。方案三：由加工方案圖可知，該定位方案中由于o1、o2的連心線和工序基準(zhǔn)與v型架的對(duì)稱線正交，基準(zhǔn)位移誤差不影響加工加工精度，卻造成o1、o2的連心線與600-0。1mm的軸線錯(cuò)位偏移。do 1=do2=b=由于：mmmm不滿足加工條件，因此該方案不可行。討論： 定位誤差可由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差合成，即：從上述計(jì)算和說(shuō)明中，我們應(yīng)總結(jié)出什么情況

39、下取“”和“”，為了讓同學(xué)們更好地掌握理解，分別討論如下：（1） （1） 若b=0，y0，則d=y（2） （2） 若y=0，b0，則d=b（3） （3） 若b0，y0，且造成定位誤差的原因是相互獨(dú)立的因素時(shí)，則：d=yb（4） （4） 在圓柱間隙配合和v形塊定位，若b0，y0，且造成定位誤差的原因是同一因素時(shí)，要根據(jù)具體情況確定“”和“”。）在形塊中定位，定位基準(zhǔn)是其外圓，工序基準(zhǔn)為其母線時(shí)則：外圓上母線為工序基準(zhǔn)時(shí)：d=yb外圓下母線為工序基準(zhǔn)時(shí)：d=yb）在內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)時(shí)，在垂直放置和間隙配合情況下，工序基準(zhǔn)為其母線時(shí)則：內(nèi)孔上母線為工序基準(zhǔn)時(shí)：d=yb內(nèi)孔下母線為工序基準(zhǔn)時(shí)：d=yb思

40、考題： 1、如圖所示為鏜削30h7孔時(shí)的定位，試計(jì)算定位誤差。2、在臺(tái)階軸上銑削平面如圖所示，工序尺寸a=290-0。16mm，試計(jì)算定位誤差。課題：工件的夾緊 十三、 十三、 教學(xué)目的：掌握對(duì)夾緊裝置的要求，熟悉典型夾緊裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。了解聯(lián)動(dòng)夾緊裝置、機(jī)動(dòng)夾緊裝置和定心夾緊裝置和的結(jié)構(gòu)及工作原理。 十四、 十四、 教學(xué)重點(diǎn)：夾緊裝置的要求；斜楔夾緊裝置、螺旋夾緊、偏心夾緊裝置、聯(lián)動(dòng)夾緊裝置、機(jī)動(dòng)夾緊裝置、定心夾緊和裝置分度裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理 十五、 十五、 教學(xué)難點(diǎn)：斜楔夾緊裝置、螺旋夾緊、偏心夾緊裝置的的夾緊力的計(jì)算 四、教學(xué)時(shí)數(shù)： 2 學(xué)時(shí)，其中實(shí)踐性教學(xué) 學(xué)時(shí)。五、習(xí)題： &

41、#160;六、教學(xué)后記：  第五節(jié) 工件的夾緊一、 一、  對(duì)夾緊裝置的基本要求1、 1、 夾緊過(guò)程中不改變定位后位置2、 2、 夾緊力適當(dāng)、可靠。不允許產(chǎn)生變形和表面損傷，保證加工中不松動(dòng)。3、 3、 操作方便、安全、高效4、 4、 復(fù)雜與自動(dòng)化程序與生產(chǎn)類型相適應(yīng)適應(yīng)5、 5、 結(jié)構(gòu)要有良好的工藝性經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、緊湊和剛性好。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化夾緊裝置和標(biāo)準(zhǔn)化元件。二、 二、  夾緊力三要素確定（一） （一） 夾緊力方向：1、 1、 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位的穩(wěn)定、可靠，主夾緊力朝向主要定位基面。 2、 2、 夾緊力方向應(yīng)利于減少夾緊力。具體情況具體分析。

42、 3、 3、 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向，避免受力變形。 （二） （二） 夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊件與工件接觸的面積1、 1、  夾緊力應(yīng)落在支承元件的支承面內(nèi)， 2、 2、  夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在剛性好的部位上。 3、 3、  夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)僅可能傳近被加工表面，減少翻轉(zhuǎn)力矩，（三）夾緊力的大?。?、夾緊力的大小的計(jì)算： qsjlj粗加工時(shí)：k=2.53精加工時(shí)：k=1.52在計(jì)算時(shí)，對(duì)于手動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算作用力，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。2、計(jì)算步驟：（1） （1） 受力分析（2） （2） 找出與夾緊力相關(guān)的主要外力（3） （3） 列出靜平衡力學(xué)方程求理論夾緊力。

43、實(shí)例i：車(chē)削時(shí)的夾緊力計(jì)算如圖所示，工件夾于三爪卡盤(pán)上。（1）受力分析車(chē)削時(shí)，工件在直徑d1處受切削力 p。分解為px，py，pz。每爪的夾緊力為w（2）找出與夾緊力相關(guān)的主要外力三個(gè)夾緊力w要克服工件切削時(shí)的軸向移動(dòng)和繞軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。軸向移動(dòng)主要是px作用。，qxpx0qxpx繞軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)主要是p作用。此時(shí)，因三爪卡在外圓d上。，（3）計(jì)算夾緊力：理論夾緊力：實(shí)際夾緊力：三、 三、  典型夾緊機(jī)構(gòu)（一）斜楔夾緊如圖所示為楔塊夾緊鉆具。以f力將楔塊按圖示方向推人工件和夾具體之間，這時(shí)f力按力的分解原理在楔塊的兩側(cè)面上產(chǎn)生二個(gè)擴(kuò)大的分力，即夾緊工件的夾緊力q和對(duì)夾具體的壓力r，從而將工件

44、夾緊。（1）受力分析由于r的存在產(chǎn)生磨擦力f2，根據(jù)力的合成原理，兩力合力為r1。同樣，夾緊力q和磨擦力f1的合力為q1。（2）計(jì)算夾緊力由靜力學(xué)平衡原理：，。，其中：，所以：（3）自鎖條件楔塊夾緊工件后應(yīng)能自鎖。如圖所示，楔塊在沒(méi)有f力作用的受力情況。要能自鎖必須：靜力學(xué)平衡原理： 。即：一般鋼與鐵的摩擦系數(shù)在0.10.15之間，通常取，故，為了可靠。（4）楔塊夾緊的特點(diǎn)：1）楔塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有增力作用。擴(kuò)力比，愈小增力作用愈大。2）楔塊夾緊行程小，增大可加大行程，但自鎖性能變差。3）夾緊和松開(kāi)要敲擊大、小端，操作不方便。4）單獨(dú)應(yīng)用較少，常與其它機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。為了既夾緊迅速又自鎖可靠，將斜面

45、由兩部分組成，前部大升角(=30o40 o)用于夾緊前的快速行程，后部分小升角(=5o7 o)用來(lái)夾緊和自鎖。楔塊一般用 20鋼滲碳，淬硬 5862hrc。（二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)利用螺旋直接夾緊工件或與其它元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊的機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。如圖a所示為單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。為了防止螺釘頭損傷工件表面，或防止在旋緊螺桿時(shí)帶動(dòng)工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，可在螺桿頭部裝一擺動(dòng)壓塊，圖b所示.。 1 、 受力分析 螺旋夾緊時(shí)，其受力情況如圖所示。  2、計(jì)算夾緊力由，得： ， ， 由 即：， 得：即：3、典型螺桿下端（或壓塊）與工件接觸處的當(dāng)量摩擦半徑螺旋夾緊的端部形狀iiiiiiiv當(dāng)量摩擦半徑r04、螺

46、旋夾緊的構(gòu)造螺釘夾緊機(jī)構(gòu)的主要元件有螺桿、壓塊、手柄等。如圖所示為較典型的三種螺釘壓板夾緊機(jī)構(gòu)。 5、螺旋夾緊的特點(diǎn)（1） （1）       螺旋夾緊自鎖性好，夾緊可靠。一般其螺旋角比摩擦角小得多。（2） （2）       螺旋夾緊的增力比較大，可達(dá)65140倍。（3） （3）       螺旋夾緊的夾緊行程不受限制，但由于一般多為手動(dòng)，因此夾緊行程長(zhǎng)時(shí)則操作費(fèi)時(shí)，效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此，設(shè)計(jì)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，盡

47、可能地采用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。（4） （4）       螺旋夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（三）偏心夾緊機(jī)構(gòu)用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)稱偏心夾緊機(jī)構(gòu)。常用的有圓偏心和曲線偏心兩種。圓偏心外形為圓，制造方便，應(yīng)用最廣。1、 1、  偏心夾緊的工件特性如圖所示的圓偏心輪，其軸心與圓盤(pán)中心有偏心距e。圓偏心也可看作一斜楔， 在設(shè)計(jì)圓偏心時(shí)，主要考慮以下三個(gè)問(wèn)題； a)自鎖條件； b)保證足夠的夾緊力， c)保證足夠的夾緊距離 (偏心輪工作部分與工件間接觸點(diǎn)的最大垂直位移)。 2、偏心夾緊的自鎖條件 圓偏心的升角是隨轉(zhuǎn)角而變化的，若偏心輪在最不利的情況下，即斜楔升角最大的p點(diǎn)在夾緊時(shí)能自鎖，則在其余各點(diǎn)夾緊時(shí)更不成問(wèn)題了。和斜楔夾緊一樣，圓偏心的自鎖條件相應(yīng)為： 。由上圖可知：要自鎖，圓偏心所受反作用力矩（松開(kāi)力矩）應(yīng)小于或等于摩擦力矩，即：若：f=fq f1=f1rf1q，代入上式得：，一般f= f1，即： 若不計(jì)軸頸摩擦，取f=0.10.153、夾緊力計(jì)算： 如圖所示，計(jì)算時(shí)可把圓偏心工作情況看成是一個(gè)塞于轉(zhuǎn)軸和工件之間升角為內(nèi)