第三節(jié) 機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1 1-定位原理分析定位原理分析補(bǔ)充：補(bǔ)充： 工件的裝夾工件的裝夾1、工件裝夾的概念、工件裝夾的概念 在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工表面相對(duì)于其在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工表面相對(duì)于其他表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在機(jī)床上占有準(zhǔn)確他表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在機(jī)床上占有準(zhǔn)確的位置，并在加工過程中承受各種力的作用而始終保持這一準(zhǔn)的位置，并在加工過程中承受各種力的作用而始終保持這一準(zhǔn)確位置不變。確位置不變。 定位：定位：使工件獲得正確的加工位置使工件獲得正確的加工位置 夾緊：夾緊：固定工件的正確加工位置

2、固定工件的正確加工位置 定位夾緊的過程統(tǒng)稱為工件的定位夾緊的過程統(tǒng)稱為工件的裝夾裝夾。 工件的裝夾的方式有：先定位后夾緊工件的裝夾的方式有：先定位后夾緊 和和 夾緊過程中同時(shí)夾緊過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位兩種實(shí)現(xiàn)定位兩種2、工件裝夾的方法、工件裝夾的方法方法一：找正安裝法方法一：找正安裝法 直接找正法和劃線找正法直接找正法和劃線找正法方法二：夾具安裝方法二：夾具安裝 采用第一種方法裝夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要采用第一種方法裝夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專夾時(shí)用劃針或百分

3、表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于單件和小批生產(chǎn)。用裝備，但效率低，一般用于單件和小批生產(chǎn)。 批量較大時(shí)，大都采用夾具裝夾工作批量較大時(shí)，大都采用夾具裝夾工作 直接找正安裝毛坯孔加工線找正線劃線找正安裝3、定位的概念、定位的概念 定位：定位：工件加工前，在夾具中占據(jù)工件加工前，在夾具中占據(jù)“確定確定”、“正確正確”加工位置的過程。加工位置的過程?；蛘哒f：一批工件先后裝到夾具中，都能占據(jù)一致正確加或者說：一批工件先后裝到夾具中，都能占據(jù)一致正確加工位置的過程。工位置的過程。注：本節(jié)主要講什么是注：本節(jié)主要講什么是“確定確定”、“正確正確”的加工位置。的加工位置。 基準(zhǔn)基準(zhǔn)定

4、位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)用于確定零件上用于確定零件上其它點(diǎn)、線、面其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。些點(diǎn)、線、面。設(shè)計(jì)圖樣上所采設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)就是設(shè)用的基準(zhǔn)就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。（計(jì)基準(zhǔn)。（圖圖）在加工時(shí)用于工件在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)，稱為定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。（定位基準(zhǔn)。（圖圖）1、粗基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)2、精基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)3、輔助基準(zhǔn)、輔助基準(zhǔn)4、主要基準(zhǔn)、主要基準(zhǔn)5、附加基準(zhǔn)、附加基準(zhǔn)在加工中或加工在加工中或加工后用來測量工件后用來測量工件時(shí)采用的基準(zhǔn)時(shí)采用的基準(zhǔn)在裝配時(shí)用來確定零在裝配時(shí)用來確定零

5、件或部件在產(chǎn)品中相件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)在工序圖上使用的基準(zhǔn)。在工序圖上使用的基準(zhǔn)。加工、測量、加工、測量、裝配過程中使裝配過程中使用的基準(zhǔn)。用的基準(zhǔn)。4、基準(zhǔn)的相關(guān)概念、基準(zhǔn)的相關(guān)概念圖圖2 鉆套的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)鉆套的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)圖圖3 齒輪的裝配基準(zhǔn)齒輪的裝配基準(zhǔn)圖圖4 工件鉆孔工序簡圖工件鉆孔工序簡圖一、六點(diǎn)定位原理：一、六點(diǎn)定位原理：工件在沒有采取定位措施工件在沒有采取定位措施之前，與空間自由狀態(tài)的之前，與空間自由狀態(tài)的剛體相似，每個(gè)工件在夾剛體相似，每個(gè)工件在夾具中的位置可以是任意的、具中的位置可以是任意的、不確定的。不確定的。存在存在6個(gè)方向的自由度個(gè)方向的自

6、由度一、六點(diǎn)定位原理：一、六點(diǎn)定位原理： 六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理 是指用六個(gè)是指用六個(gè)適適當(dāng)分布當(dāng)分布支撐點(diǎn)來支撐點(diǎn)來分別限制工件的分別限制工件的六個(gè)自由度，從六個(gè)自由度，從而使工件在空間而使工件在空間得到確定位置的得到確定位置的方法。方法。六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明 1 1、“點(diǎn)點(diǎn)”的含義：的含義：“點(diǎn)點(diǎn)”表示對(duì)自由度的限制，與直接接觸點(diǎn)不同表示對(duì)自由度的限制，與直接接觸點(diǎn)不同 2 2、支承點(diǎn)必須適當(dāng)分布、支承點(diǎn)必須適當(dāng)分布 三個(gè)支承點(diǎn)在一直線上沒有限制三個(gè)自由度六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明 3 3、夾具上的定位元件與工件的定位基準(zhǔn)始終保持夾具上的定位元件

7、與工件的定位基準(zhǔn)始終保持緊密接觸緊密接觸或配合，才能起到限制自由度的作用?；蚺浜希拍芷鸬较拗谱杂啥鹊淖饔?。六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明 4 4、定位與夾緊的概念應(yīng)分清、定位與夾緊的概念應(yīng)分清 將夾具上定位元件抽象轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn)，將夾具上定位元件抽象轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn)，每個(gè)支承點(diǎn)限制某一方面的自由度，并不是說工件已每個(gè)支承點(diǎn)限制某一方面的自由度，并不是說工件已失去了在該方面移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性。失去了在該方面移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性。這種可能性需要用夾緊裝置來限制。這種可能性需要用夾緊裝置來限制。六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明六點(diǎn)定位原理的四點(diǎn)說明 2006-216 2）六點(diǎn)定位原

8、則中）六點(diǎn)定位原則中“點(diǎn)點(diǎn)”的含義是限制自由度，的含義是限制自由度，不要機(jī)械地理解成接觸點(diǎn)。不要機(jī)械地理解成接觸點(diǎn)。 例如，下圖所示板狀工件安放工作臺(tái)上限制了例如，下圖所示板狀工件安放工作臺(tái)上限制了3個(gè)個(gè)自由度，是三點(diǎn)定位。自由度，是三點(diǎn)定位。 實(shí)際上，工件與工作臺(tái)面接觸點(diǎn)可能有多個(gè)。實(shí)際上，工件與工作臺(tái)面接觸點(diǎn)可能有多個(gè)。 2006-217 定位是工件在夾具中獲得正確的位置；定位是工件在夾具中獲得正確的位置； 夾緊是保證定好的位置不因外力的作用而發(fā)生改變。夾緊是保證定好的位置不因外力的作用而發(fā)生改變。 例如，板狀工件安放在平面磨床的磁性工作臺(tái)上，例如，板狀工件安放在平面磨床的磁性工作臺(tái)上，扳

9、動(dòng)磁性開關(guān)后，工件即被夾緊，其位置就被固定。扳動(dòng)磁性開關(guān)后，工件即被夾緊，其位置就被固定。但工件放在工作臺(tái)什么位置上并不確定，既可以放但工件放在工作臺(tái)什么位置上并不確定，既可以放在在1的位置上，也可以放在的位置上，也可以放在2的位置上。的位置上。 二、由工件加工要求確定工件應(yīng)限制二、由工件加工要求確定工件應(yīng)限制的自由度數(shù)的自由度數(shù)生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)現(xiàn)場 應(yīng)該限制:Y、Z方向的移動(dòng)X、Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)舉一反三 考考你 應(yīng)該限制:X、Y、Z方向的移動(dòng)X、Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)2006-220小結(jié)：小結(jié)： 工件定位時(shí)，影響加工精度要求的自由度必須工件定位時(shí)，影響加工精度要求的自由度必須限制，不影響加工精度要求的自由度可

10、以限制也限制，不影響加工精度要求的自由度可以限制也可不限制，視加工時(shí)的具體情況而定?？刹幌拗疲暭庸r(shí)的具體情況而定。 因此，按照工件加工要求確定工件必須限制的因此，按照工件加工要求確定工件必須限制的自由度數(shù)是工件定位中應(yīng)解決的首要問題。自由度數(shù)是工件定位中應(yīng)解決的首要問題。 三、定位的分類三、定位的分類 大端面限制:X 方向的移動(dòng)Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng) 短銷限制:Y、Z方向的移動(dòng) 防轉(zhuǎn)銷限制:X 方向轉(zhuǎn)動(dòng)1 1、完全定位：、完全定位：定位元件限制的自由度定位元件限制的自由度6 6個(gè)個(gè) 應(yīng)該限制:Y、Z方向的移動(dòng)Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)2 2、不完全定位：、不完全定位： 定位元件限制的自由度定位元件限制的自由度6個(gè)

11、個(gè)定位元件限制的自由度定位元件限制的自由度工件所需限制的自由度工件所需限制的自由度ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）圖2-15 工件應(yīng)限制的自由度2006-226 工件定位時(shí)，以下幾種情況允許采用不完全工件定位時(shí)，以下幾種情況允許采用不完全定位定位 1、 加工通孔或通槽時(shí)，沿貫通軸的位置自由度可加工通孔或通槽時(shí)，沿貫通軸的位置自由度可不限制。不限制。 2、毛坯（本工序加工前）是軸對(duì)稱時(shí)。、毛坯（本工序加工前）是軸對(duì)稱時(shí)。 3、繞對(duì)稱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度可不限制。、繞對(duì)稱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度可不限制。 4、加工貫通的平面時(shí)，除可不限制沿兩個(gè)貫通軸、加工貫通的平面時(shí)，除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外

12、，還可不限制繞垂直加工面的軸的的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。角度自由度。圖2-16 欠定位示例XZYa）b）BB B （桌子與三角架）圖2-17 過定位分析2006-231 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2 2-典型表面的定位方法典型表面的定位方法圖圖2.12 輔助支承應(yīng)用實(shí)例輔助支承應(yīng)用實(shí)例 圖圖2.13 輔助支承應(yīng)用實(shí)例輔助支承應(yīng)用實(shí)例 如下如下2.20(a)圖圖固定式固定式定位銷，中批量以下生產(chǎn)用定位銷，中批量以下生產(chǎn)用如下如下2.20(b)圖圖可換式可換式定位銷，大批量以上生定位銷，大批量以上生產(chǎn)用；產(chǎn)用；圖圖2.15 剛性心軸剛性

13、心軸圖圖a 動(dòng)配合心軸動(dòng)配合心軸 圖圖b 靜配合心軸靜配合心軸小結(jié)小結(jié)1 1、平面定位、平面定位 支承釘支承釘 支承板支承板2 2、圓孔定位、圓孔定位 圓柱銷圓柱銷 圓錐銷圓錐銷 心軸心軸3 3、外圓定位、外圓定位 V V形塊形塊4 4、圓錐孔定位、圓錐孔定位 頂尖頂尖組合定位中各定位元件限制組合定位中各定位元件限制自由度分析自由度分析組合定位：組合定位：工件以兩個(gè)或兩個(gè)以上定位基準(zhǔn)的定位，工件以兩個(gè)或兩個(gè)以上定位基準(zhǔn)的定位，稱為組合定位。稱為組合定位。一、判斷準(zhǔn)則一、判斷準(zhǔn)則1）轉(zhuǎn)動(dòng)不變）轉(zhuǎn)動(dòng)不變2）移動(dòng)）移動(dòng) 若不重復(fù)，則不變?nèi)舨恢貜?fù)，則不變 若重復(fù)，則重新判斷若重復(fù)，則重新判斷 根據(jù)限制

14、自由度的多少，選定首參和次參根據(jù)限制自由度的多少，選定首參和次參 首參不變首參不變 移動(dòng)次參，看工件能否轉(zhuǎn)動(dòng)。若工件不能轉(zhuǎn)移動(dòng)次參，看工件能否轉(zhuǎn)動(dòng)。若工件不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則該移動(dòng)不能轉(zhuǎn)換；若工件能轉(zhuǎn)動(dòng)，則該移動(dòng)，則該移動(dòng)不能轉(zhuǎn)換；若工件能轉(zhuǎn)動(dòng)，則該移動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)。二二 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 例例1 如圖如圖2.28工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，分析各工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，分析各元件限制的自由度。元件限制的自由度。 圖圖2.28 兩銷一面兩銷一面 過定位及其改進(jìn)過定位及其改進(jìn)圖圖2.29 三個(gè)三個(gè)V形塊形塊組合定位分析組合定位分析 例例2：如圖：如圖2.29工件以外圓柱在工件以外

15、圓柱在3個(gè)個(gè)短短V形塊上定位，分析各元件限制形塊上定位，分析各元件限制的自由度。的自由度。 例例3：如圖：如圖2.30工件以內(nèi)孔面、平面在圓柱銷、支工件以內(nèi)孔面、平面在圓柱銷、支承平面上定位，分析各元件限制的自由度承平面上定位，分析各元件限制的自由度 例例4：如圖：如圖2.31工件以兩頂尖孔在兩頂尖上定位，分析各工件以兩頂尖孔在兩頂尖上定位，分析各元件限制的自由度。元件限制的自由度。 圖圖2.31 兩頂尖組合定位分析兩頂尖組合定位分析 例例5 如圖如圖2.32工件以外圓柱在兩工件以外圓柱在兩V形塊上定位，分析各元形塊上定位，分析各元件限制的自由度。件限制的自由度。 圖圖2.32 V形塊組合定位

16、分析右形塊組合定位分析右V1、左、左V2三、組合定位中重復(fù)定位現(xiàn)象的消除方法三、組合定位中重復(fù)定位現(xiàn)象的消除方法 如下如下2.33圖使定位元件沿某一坐標(biāo)軸可移動(dòng)，來消除其限制沿該圖使定位元件沿某一坐標(biāo)軸可移動(dòng)，來消除其限制沿該坐標(biāo)軸移動(dòng)方向自由度的作用。坐標(biāo)軸移動(dòng)方向自由度的作用。 如下如下2.34圖采用自位支承結(jié)構(gòu)，消除定位元件限制繞某個(gè)圖采用自位支承結(jié)構(gòu)，消除定位元件限制繞某個(gè)(或兩個(gè)或兩個(gè))坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向的自由度的作用。坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向的自由度的作用。 改變定位元件的結(jié)構(gòu)，消除重復(fù)限制自由度的支承，改變定位元件的結(jié)構(gòu)，消除重復(fù)限制自由度的支承，把圓柱銷改為削邊銷就是典型的例子。把圓柱銷改為

17、削邊銷就是典型的例子。提高定位基準(zhǔn)之間、定位元之間的位置精度，避免重提高定位基準(zhǔn)之間、定位元之間的位置精度，避免重復(fù)定位的干涉。復(fù)定位的干涉。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3 3-定位誤差的分析計(jì)算定位誤差的分析計(jì)算工件加工誤差的組成工件加工誤差的組成1、裝夾誤差、裝夾誤差 把工件裝夾到夾具上，工件位置不準(zhǔn)確在工件上把工件裝夾到夾具上，工件位置不準(zhǔn)確在工件上產(chǎn)生的產(chǎn)生的 加工誤差。加工誤差。 （1）定位誤差）定位誤差 （2）夾緊誤差（一般近似為零）夾緊誤差（一般近似為零）ZJD2、對(duì)定誤差、對(duì)定誤差 夾具在機(jī)床上安裝位置不準(zhǔn)確和夾具于刀具相對(duì)夾具在機(jī)床上安裝位置不

18、準(zhǔn)確和夾具于刀具相對(duì)位置不準(zhǔn)確，在工件上產(chǎn)生的加工誤差。位置不準(zhǔn)確，在工件上產(chǎn)生的加工誤差。 （1）夾具位置誤差）夾具位置誤差 （2）夾具對(duì)刀誤差）夾具對(duì)刀誤差DDjwjd3、過程誤差、過程誤差 加工過程中的磨損、變形、振動(dòng)等因素造成工件加工過程中的磨損、變形、振動(dòng)等因素造成工件上產(chǎn)生的加工誤差。上產(chǎn)生的加工誤差。 屬于隨機(jī)變量，無法量化。屬于隨機(jī)變量，無法量化。誤差不等式：誤差不等式：一般人為?。阂话闳藶槿。篏CZJDDGCT131313ZJTDDTGCT基準(zhǔn)與定位副基準(zhǔn)與定位副 基準(zhǔn)：基準(zhǔn)：用來確定生產(chǎn)對(duì)象上的幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的用來確定生產(chǎn)對(duì)象上的幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的

19、那些點(diǎn)、線、面。那些點(diǎn)、線、面。 基面：基面：基準(zhǔn)不一定具體可見（如孔的中心線等），在零件上通?；鶞?zhǔn)不一定具體可見（如孔的中心線等），在零件上通常是通過有關(guān)具體表面表現(xiàn)出來的，這些表面稱為基面。是通過有關(guān)具體表面表現(xiàn)出來的，這些表面稱為基面。1、基準(zhǔn)與基面、基準(zhǔn)與基面 2、工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)：工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定本工序所加工表面的尺寸在工序圖上用來確定本工序所加工表面的尺寸和形狀位置的基準(zhǔn)。和形狀位置的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)：定位基準(zhǔn)：在加工中可用作定位的基準(zhǔn)。在加工中可用作定位的基準(zhǔn)。 3、定位基準(zhǔn)（定位基面）與限位基準(zhǔn)（限位基面）、定位基準(zhǔn)（定位基面）與限位

20、基準(zhǔn)（限位基面） 定位基準(zhǔn)（定位基面）在定位基準(zhǔn)（定位基面）在工件上工件上 限位基準(zhǔn)（限位基面）在限位基準(zhǔn)（限位基面）在定位元件上定位元件上 4、定位副、定位副 將定位基面與限位基面合稱為定位副將定位基面與限位基面合稱為定位副定位誤差（定位誤差（D D）是指由于定位不準(zhǔn)而造成的加工誤差。）是指由于定位不準(zhǔn)而造成的加工誤差。定位誤差定位誤差基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差( (Y Y) ) 基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差( (B B) ) 定義：定位基準(zhǔn)相對(duì)于定義：定位基準(zhǔn)相對(duì)于限位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍在限位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍在加工尺寸上的投影加工尺寸上的投影定義：工序基準(zhǔn)與定位基定義：工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)系

21、尺寸的公差準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸的公差在加工尺寸上的投影在加工尺寸上的投影 基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差jw (Y) ： 由于定位副的制造誤差使由于定位副的制造誤差使得定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位移變動(dòng)量。是由得定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位移變動(dòng)量。是由工件定位面和夾具定位元件的制造誤差以及兩者之間的工件定位面和夾具定位元件的制造誤差以及兩者之間的間隙所引起。間隙所引起?；鶞?zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差jb （B）:由于工序基準(zhǔn)與定位由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量大位置變動(dòng)量;其大小等于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間其大小

22、等于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間聯(lián)系尺寸在加工尺寸方向上的變動(dòng)量（公差）。聯(lián)系尺寸在加工尺寸方向上的變動(dòng)量（公差）?；鶞?zhǔn)不重合誤差示例基準(zhǔn)不重合誤差示例工序尺寸工序尺寸h1：基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差B為為2h工序尺寸工序尺寸H1：基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差B為為0工序尺寸工序尺寸h2：基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差B為為0 定位誤差定位誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差1 1）基準(zhǔn)不重合誤差）基準(zhǔn)不重合誤差jb 其大小等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基其大小等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間聯(lián)系尺寸在加工尺寸方向上的變動(dòng)量（公差）。準(zhǔn)間聯(lián)系尺寸在加工尺寸方向上的變動(dòng)量（公差）。 一次安裝

23、加工兩孔一次安裝加工兩孔A和和B，孔，孔B在在X方向定位基準(zhǔn)方向定位基準(zhǔn)C與設(shè)計(jì)基與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)A不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為聯(lián)系尺寸不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為聯(lián)系尺寸22的公差的公差0.2基準(zhǔn)不重合誤差示例基準(zhǔn)不重合誤差示例基準(zhǔn)不重合誤差示例基準(zhǔn)不重合誤差示例基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算公式基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算公式niiB1cos定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差(mm)；i 的方向與加工尺寸方向間的夾角（）。的方向與加工尺寸方向間的夾角（）。 i 當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸的方向相同當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸的方向相同時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)

24、范圍，即：時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍，即： 當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸的方向不同當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸的方向不同時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍在加工時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍在加工尺寸方向上的投影，即尺寸方向上的投影，即: iYcosiY式中式中i為定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍。為定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍。2 2）基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差Y Y 定位誤差的計(jì)算定位誤差的計(jì)算 由于定位誤差由于定位誤差D是由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差組合是由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差組合而成的。因此在計(jì)算定位誤差時(shí)，先分別算出而成的。因此在計(jì)算定位誤差時(shí)，先分別算出B和和Y，然后，

25、然后將兩者組合而得將兩者組合而得D。組合時(shí)可有如下情況：。組合時(shí)可有如下情況：（1）Y0，B0時(shí)，時(shí)，DY （2）Y0，B0時(shí)，時(shí)，DB （3）Y0，B0時(shí)，時(shí)， 如果工序基準(zhǔn)不在定位基面上：如果工序基準(zhǔn)不在定位基面上：DBY 如果工序基準(zhǔn)如果工序基準(zhǔn) 在在 定位基面上：定位基面上：DBY“”、“”的判別方法為：的判別方法為：接觸點(diǎn)和工序基準(zhǔn)接觸點(diǎn)和工序基準(zhǔn) 相對(duì)于相對(duì)于 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn) 同負(fù)異正同負(fù)異正（或者：定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向相同取（或者：定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向相同取“+”號(hào)，相反號(hào)，相反取取“-”號(hào)。號(hào)。 ）三、單個(gè)典型表面三、單個(gè)典型表面 定位誤差計(jì)算：定位誤差計(jì)算：

26、 工件以平面定位時(shí)，定位基面的位置可以看成工件以平面定位時(shí)，定位基面的位置可以看成是不變動(dòng)的，因此基準(zhǔn)位移誤差為零，即工件以平是不變動(dòng)的，因此基準(zhǔn)位移誤差為零，即工件以平面定位時(shí)面定位時(shí) Y=0例例 如下圖所示，以如下圖所示，以A 面定位加工面定位加工30H7孔，求加孔，求加工尺寸工尺寸320.05mm的定位誤差。的定位誤差。定位誤差分析：定位誤差分析：(a)圖工序基準(zhǔn)為圖工序基準(zhǔn)為C面、定位基準(zhǔn)為面、定位基準(zhǔn)為A面，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不面，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合重合(聯(lián)系尺寸聯(lián)系尺寸L)， 有有B 0， 通過尺寸鏈計(jì)算，通過尺寸鏈計(jì)算，L公差為公差為0.05， B=0.05，平面定位，平面

27、定位 Y=0；所以所以DB=0.05例例：如圖：如圖2.43兩種方案銑平面，試分析定位誤差。兩種方案銑平面，試分析定位誤差。 定位誤差分析：定位誤差分析：(a)圖工序基準(zhǔn)為圖工序基準(zhǔn)為A面、定位基準(zhǔn)為面、定位基準(zhǔn)為B面，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)面，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，不重合， 有有B 0，平面定位，平面定位 Y=0； DB（=0.28） (b)圖工序基準(zhǔn)為圖工序基準(zhǔn)為A面、定位基準(zhǔn)為面、定位基準(zhǔn)為A面，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)面，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，重合， 有有B =0，平面定位，平面定位 Y=0； D0例例3.如下圖所示，以A 面定位加工20H8孔，求加工尺寸400.1mm的定位誤差。解： 設(shè)

28、計(jì)基準(zhǔn)B與定位基準(zhǔn)A不重合，因此將產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 dw=0.15mm mmmmidw15. 00cos1 . 005. 0cos02dD2dDOOOOmaxminminmax12Y )TdTD(21Y （單邊接觸）（單邊接觸） maxminmaxminminminmax(YDdTD TdDd 其中 屬于最小間隙量）0Y 若孔與銷兩者的安裝不能保證單方向接觸時(shí)，則整批工件在同一銷上單位若孔與銷兩者的安裝不能保證單方向接觸時(shí)，則整批工件在同一銷上單位時(shí)，其定位孔的軸線在空間的變動(dòng)范圍將會(huì)擴(kuò)大一倍，基準(zhǔn)位置誤差的最時(shí)，其定位孔的軸線在空間的變動(dòng)范圍將會(huì)擴(kuò)大一倍，基準(zhǔn)位置誤差的最大值應(yīng)為：大值應(yīng)

29、為： 0Tdd 01Td1d 定位誤差分析：定位誤差分析：工序尺寸為工序尺寸為H1：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（軸線）重合，：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（軸線）重合， B =0，基準(zhǔn)基準(zhǔn)位移誤差位移誤差 Y=（TD+Td）/2 ，定位誤差，定位誤差D =Y工序尺寸為工序尺寸為H2：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（基面上部）不重合，：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（基面上部）不重合， B =TD/2，基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差Y= （TD+Td）/2 ， 定位誤差定位誤差D =Y- B =Td/2工序尺寸為工序尺寸為H3：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（基面下部）不重合，：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（基面下部

30、）不重合， B =TD/2，基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差Y=（TD+Td）/2 ，定位誤差，定位誤差D = B +Y工序尺寸為工序尺寸為H4：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓面下部）不重合，：定位基準(zhǔn)（軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓面下部）不重合， B =Td1/2，基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差Y=（TD+Td）/2 ，定位誤差，定位誤差D = B +Y例：如圖加工通槽，保證例：如圖加工通槽，保證3020計(jì)算定位誤差計(jì)算定位誤差0.0270.01600.034188()/7()Hf定位誤差分析：定位誤差分析：工序尺寸為角度工序尺寸為角度3020 ：定位基準(zhǔn)（兩孔軸線連線）與工序基準(zhǔn)：定位基準(zhǔn)（兩孔軸線連線）與

31、工序基準(zhǔn)（孔軸線與（孔軸線與A連線）不重合連線）不重合 ， B =10 ，基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 Y=？，定位誤，定位誤差差D =Y+ BBY=（0.027+0.034）/60*（180/）=0.05825=3.5 D = 10 +3.5 =13.5 對(duì)于對(duì)于905這個(gè)工序尺寸，這個(gè)工序尺寸， D = 3.5 （為什么？）（為什么？）11OOHHYTDTDAOAOOO707.02sin22sin2sinTDY707.0定位誤差分析：定位誤差分析：工序尺寸為工序尺寸為H1：定位基準(zhǔn)（外圓軸線）：定位基準(zhǔn)（外圓軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓軸線）重合與工序基準(zhǔn)（外圓軸線）重合 ， B =0，基準(zhǔn)位移誤差

32、基準(zhǔn)位移誤差 Y=？，定位誤差，定位誤差D =Y11OOHHYTDY707.0定位誤差分析：定位誤差分析：工序尺寸為工序尺寸為H2：定位基準(zhǔn)（外：定位基準(zhǔn)（外圓軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓下圓軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓下部表面）不重合部表面）不重合 ， B =TD/2，基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 Y=0.707TD，定位誤差定位誤差D =Y-BD =Y- B=0.207TD定位誤差分析：定位誤差分析：工序尺寸為工序尺寸為H3：定位基準(zhǔn)（外圓：定位基準(zhǔn)（外圓軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓下部表軸線）與工序基準(zhǔn)（外圓下部表面）不重合面）不重合 ， B =TD/2，基準(zhǔn)基準(zhǔn)位移誤差位移誤差 Y=0.707TD，定位誤，

33、定位誤差差B =Y+BD=Y+B=1.207TD三種三種角的角的V形塊，在不同標(biāo)注工序尺寸時(shí)的定位誤差值形塊，在不同標(biāo)注工序尺寸時(shí)的定位誤差值 （1）當(dāng)工序尺寸由下素線注出，）當(dāng)工序尺寸由下素線注出，其定位誤差最?。划?dāng)工序尺寸由其定位誤差最?。划?dāng)工序尺寸由上素線注出，其定位誤差最大。上素線注出，其定位誤差最大。 （2）V形塊工作夾角形塊工作夾角角越大，其角越大，其垂直方向定位誤差值越小。垂直方向定位誤差值越小。 OOABCdd-TdO23AAA1dd-T2O13A2MO1Mdd/2/2minmax2CCO12Ad/2d/2minmax例例 ：如圖：如圖2.52加工通槽，已知加工通槽，已知d1=

34、 、d2= 、兩圓同、兩圓同軸度軸度0.02，保證對(duì)稱度，保證對(duì)稱度0.1、A= ，分析計(jì)算定位誤差。，分析計(jì)算定位誤差。0021. 0250025. 040017. 08 .34定位誤差分析：定位誤差分析：工序尺寸為工序尺寸為A：定位基準(zhǔn)（小軸外圓軸線）與工序基準(zhǔn)（大軸外：定位基準(zhǔn)（小軸外圓軸線）與工序基準(zhǔn)（大軸外圓下部表面）不重合圓下部表面）不重合 ， B=Td2/2+同軸度0.02=0.0325，基準(zhǔn)位基準(zhǔn)位移誤差移誤差 Y=0.707Td1=0.0148，定位誤差，定位誤差D =Y+B=0.0473工序尺寸對(duì)稱度：定位基準(zhǔn)（小軸外圓軸線）與工序基準(zhǔn)（大軸工序尺寸對(duì)稱度：定位基準(zhǔn)（小軸外

35、圓軸線）與工序基準(zhǔn)（大軸外圓下部表面）不重合外圓下部表面）不重合 B=同軸度0.02=0.02，基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 Y=0，定位誤差定位誤差D = B= 0.02例例.如下圖所示，用角度銑刀銑削斜面，求加工距離如下圖所示，用角度銑刀銑削斜面，求加工距離尺寸為尺寸為390.04mm的定位誤差。的定位誤差。解：解：B B=0mm=0mm（定位基準(zhǔn)與（定位基準(zhǔn)與G G工序基準(zhǔn)重合工序基準(zhǔn)重合Y Y=0.707Tdcos=0.707Tdcos =(0.707=(0.7070.040.040.866)mm0.866)mm =0.024mm =0.024mm D D=Y Y=0.024mm=0.02

36、4mm4、組合定位時(shí)定位誤差的分析計(jì)算、組合定位時(shí)定位誤差的分析計(jì)算 基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算與前方法相同，下基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算與前方法相同，下面重點(diǎn)分析基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算。面重點(diǎn)分析基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算。（1 1）工件以一面兩孔組合定位時(shí)的定位誤差計(jì)算）工件以一面兩孔組合定位時(shí)的定位誤差計(jì)算 在加工箱體、支架類零件時(shí)，常用工件的一面兩孔定位，以使基準(zhǔn)統(tǒng)一。這種組合定位方式所采用的定位元件為支承板、圓柱銷和菱形銷。工件以平面作為主要定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度，圓柱銷限制二個(gè)自由度，菱形銷限制一個(gè)自由度。菱形銷作為防轉(zhuǎn)支承，其長軸方向應(yīng)與兩銷中心連線相垂直。 D1D2d2d1lTl21gTL21一面兩

37、孔定位誤差產(chǎn)生的情形D1D2d2d1lTl21D2D1222211min222min111min222min111lTDTdTDTdtgTDTdYDTDTdYD一面兩孔定位誤差的分析計(jì)算 平行于兩銷連線方向的尺寸平行于兩銷連線方向的尺寸該自由度由圓柱銷該自由度由圓柱銷1限制限制Y1 =D1 +d1+1min= 1max=min111TDTd 當(dāng)加工要素位于兩孔之外時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)加工要素位于兩孔之外時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)1后誤差最大；后誤差最大；LdDdD2tanmin222min1111 當(dāng)加工要素位于兩孔之間時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)加工要素位于兩孔之間時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)2后誤差最大；后誤差最大；LdDdD2tanmin111min2

38、222 例：如圖例：如圖2.50工工件以兩孔一面在兩件以兩孔一面在兩銷一面上定位加工銷一面上定位加工孔，試設(shè)計(jì)兩銷直孔，試設(shè)計(jì)兩銷直徑并進(jìn)行定位誤差徑并進(jìn)行定位誤差分析分析10H7(+0.015)。 解： 1)銷1布右孔 d1 =10g6= 1=0.005 2) LKK=700.05 (工件) LJ J =700.02（夾具） 3)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. 010對(duì)對(duì)3030：B=0 B=0 Y= Y= Y Y1 1 =0.0

39、15+0.009+=0.015+0.009+0.005=0.0290.005=0.029D=0.029D=0.0294)定位誤差分析定位誤差分析對(duì)對(duì)20： 1max=0.029 2max=0.078 B=0Y =(2max1max) / 2/ 7030 =0.0105Y=1max+2Y =0.029+0.021 =0.05D=0.05（2）工件以兩平面組合定位時(shí)的定位誤差計(jì)算）工件以兩平面組合定位時(shí)的定位誤差計(jì)算)(2htgdww5 5、與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差、與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差1 1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差；）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差；2 2）導(dǎo)向、

40、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差及其）導(dǎo)向、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差及其本身的形狀誤差；本身的形狀誤差；3 3）夾具安裝誤差（與機(jī)床之間）；）夾具安裝誤差（與機(jī)床之間）；4 4）夾緊變形（工件、夾具）；）夾緊變形（工件、夾具）；5 5）定位元件之間的位置誤差；其它：定位、導(dǎo)向、）定位元件之間的位置誤差；其它：定位、導(dǎo)向、對(duì)刀、定向元件的磨損等。對(duì)刀、定向元件的磨損等。 各種因素產(chǎn)生的誤差可按概率法求出總的定位誤差：各種因素產(chǎn)生的誤差可按概率法求出總的定位誤差：試切法加工時(shí)，不需計(jì)算定位誤差。試切法加工時(shí)，不需計(jì)算定位誤差。2322216、提高夾具定位精度的措施1、提高夾具制造精度2、提高上

41、道工序尺寸或毛坯制造精度3、改變定位元件及定位方案4、改變?cè)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)5、改變工序尺寸方向例題例題1：例題例題2： 如右圖所示，以如右圖所示，以A面定面定位加工位加工20H8孔，求加工尺孔，求加工尺寸寸400.1mm的定位誤差。的定位誤差。 解：解：（1）基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差B： 工序基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)為B，定位基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)為A，故基故基準(zhǔn)不重合。根據(jù)誤差合成法方法，有：準(zhǔn)不重合。根據(jù)誤差合成法方法，有： （2）基準(zhǔn)位移誤差）基準(zhǔn)位移誤差Y：由于平面由于平面A與支承接觸較好，與支承接觸較好，Y0 （3）定位誤差定位誤差D：D =Y + B DB0.15mm例題例題3：本節(jié)結(jié)束二二 應(yīng)用舉例應(yīng)

42、用舉例 例例1 如圖如圖2.28工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，分析各工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，分析各元件限制的自由度。元件限制的自由度。 圖圖2.28 兩銷一面兩銷一面 單個(gè)定位時(shí)：單個(gè)定位時(shí)：支承平面：限制了：支承平面：限制了： xyz圓柱銷圓柱銷1：限制了：限制了： xy圓柱銷圓柱銷2：限制了：限制了： xy 重復(fù)限制重復(fù)限制 ，分析知，分析知 xy實(shí)際參與定位先后分不出，實(shí)際參與定位先后分不出， 假設(shè)假設(shè)1首參，限制：首參，限制：xyxz綜合結(jié)果：限制了：綜合結(jié)果：限制了： 且且 重復(fù)限制。重復(fù)限制。 xxyyzzx2次參，次參， 限制了限制了過定位及其改進(jìn)過定位及其改進(jìn)圖圖2.

43、29 三個(gè)三個(gè)V形塊形塊組合定位分析組合定位分析 例例2：如圖：如圖2.29工件以外圓柱在工件以外圓柱在3個(gè)個(gè)短短V形塊上定位，分析各元件限制形塊上定位，分析各元件限制的自由度。的自由度。 單個(gè)定位時(shí)：單個(gè)定位時(shí)： V1 限制了：限制了： xz V2 限制了：限制了： xz V3 限制了：限制了： yz 2次重復(fù)限制，次重復(fù)限制， 3次重復(fù)限制次重復(fù)限制按上準(zhǔn)則分析，實(shí)際按上準(zhǔn)則分析，實(shí)際V1、V2較較V3先先參與，參與，V1、V2參與分不出先后，假參與分不出先后，假設(shè)設(shè)為首參限制了為首參限制了 ，V2次參次參限制了限制了 ；V3最后限制了最后限制了 。xzxzyyxz例例3：如圖：如圖2.30工件以內(nèi)孔面、平面在圓柱銷、支工件以內(nèi)孔面、平面在圓柱銷、支承平面上定位，分析各元件限制的自由度承平面上定位，分析各元件限制的自由度 單