項(xiàng)目3.2夾具定位誤差

第四節(jié)定位誤差的分析與計(jì)算

一、定位誤差產(chǎn)生的原因1.定位誤差的定義由定位引起的同一批工件的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，稱(chēng)為定位誤差，以表示。在初步確定工件的定位方案時(shí)，可以先假設(shè)定位誤差小于或接近工件公差的三分之一，最后可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。定位誤差研究的主要對(duì)象是工件的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。它的變動(dòng)量將影響工件的尺寸精度和位置精度。2.定位誤差產(chǎn)生的原因造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差以及定位基準(zhǔn)與限位基面不重合，由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差兩個(gè)方面。圖3-29銑削加工工序簡(jiǎn)圖(1)基準(zhǔn)不重合誤差由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，而引起的工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)范圍，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，以表示。圖3-29為一個(gè)工件的銑削加工工序簡(jiǎn)圖，圖3-30為其定位簡(jiǎn)圖。加工工序尺寸h1的工序基準(zhǔn)是Ｅ，定位基準(zhǔn)則是A，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)的不重合，它們之間的尺寸（或位置）變動(dòng)，使工序尺寸隨之變動(dòng)，其最大變動(dòng)量即為基準(zhǔn)不重合誤差，由圖3-30可知＝h2max－h(huán)2min=圖3-30基準(zhǔn)不重合誤差

僅與基準(zhǔn)的選擇有關(guān)，故通常在設(shè)計(jì)時(shí)遵循基準(zhǔn)重合原則，即可防止產(chǎn)生。另外，當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差有多個(gè)尺寸影響時(shí)，應(yīng)將其在工序尺寸方向上合成?；鶞?zhǔn)不重合誤差的一般計(jì)算式為式中—定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差—的方向與加工尺寸方向間的夾角（°）?！?）基準(zhǔn)位移誤差由于定位副有制造誤差而引起的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)范圍稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，以表示。圖3-31所示工件以圓孔在心軸上定位銑鍵槽。要求保證尺寸及。其中尺寸由銑刀寬度保證，而尺寸則是由工件相對(duì)刀具的位置決定的。圖3-31銑鍵槽夾具簡(jiǎn)圖圖3-32基準(zhǔn)位移誤差由圖3-31b）可知，孔中心是工序基準(zhǔn)，內(nèi)孔表面是定位基面。從理論上分析，當(dāng)內(nèi)孔與心軸的直徑完全相同時(shí)，內(nèi)孔和外圓兩者的中心線重合。實(shí)際上，定位副不可能無(wú)制造誤差，從設(shè)計(jì)角度分析，不論是內(nèi)孔直徑還是心軸直徑在允差范圍內(nèi)是隨機(jī)的，使得定位基準(zhǔn)（工件內(nèi)孔軸線）與心軸軸線不重合，定位基準(zhǔn)相對(duì)于心軸軸線下移了一段距離，從而造成工序尺寸變動(dòng)。由圖3-32b）可知，當(dāng)工件孔為最大（），心軸直徑為最?。ǎr(shí)，定位基準(zhǔn)O2最靠下，它與心軸中心的最大距離=-;同理，當(dāng)工件孔為最小，心軸直徑為最大時(shí)，定位基準(zhǔn)最靠上，所以它與心軸中心的最小距離=-。由此而造成一批工件工序尺寸的變動(dòng)量為==-=（-）-（-）=（+）/2式中一批工件定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍。當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸方向不一致，兩者成夾角時(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=當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸方向一致時(shí)，，，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍，即=因此，基準(zhǔn)位移誤差是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)相對(duì)于定位元件的最大變動(dòng)在加工尺寸方向的投影。不同的定位方式，其基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方法不同。常見(jiàn)的有以下幾種：

1）用圓柱定位銷(xiāo)、圓柱心軸中心定位如圖3-33所示，當(dāng)工件豎直放置時(shí)，工件的定位孔與定位銷(xiāo)的接觸位置是隨機(jī)的，由于定位配合間隙的影響，會(huì)使工件的中心發(fā)生偏移，其偏移量即為最大配合間隙，可按下式計(jì)算：圖3-33Xmax對(duì)基準(zhǔn)位移誤差的影響式中Xmax－定位最大配合間隙（mm）；圖3-33Xmax對(duì)基準(zhǔn)位移誤差的影響—工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差（mm）；—圓柱定位銷(xiāo)或圓柱心軸的直徑公差（mm）；Xmin—定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì)時(shí)確定（mm）?；鶞?zhǔn)位移誤差的方向是任意的。

2）用定位套定位用定位套中心定位的基準(zhǔn)位移誤差產(chǎn)生的原因，與上述定位相同，其定位誤差可按下式計(jì)算：式中—定位套孔徑公差（mm）；—工件定位外圓的直徑公差（mm）。其基準(zhǔn)位移誤差的方向也是任意的。3）平面支承定位平面支承定位的位移誤差較容易計(jì)算。在圖3-29中，認(rèn)為工序尺寸h1的基準(zhǔn)位移誤差為零。圖3-34V形塊定心定位的基準(zhǔn)位移誤差４）用Ｖ形塊定心定位如圖3-34a）所示，若不計(jì)Ｖ形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，其工件的定位中心會(huì)發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。由圖3-34b）可知，

僅由于的影響，使工件中心沿Ｚ向從O1移至O2，即基準(zhǔn)位移量，式中—工件定位基準(zhǔn)的直徑公差（mm）—Ｖ形塊的半角（°）。

當(dāng)＝90°時(shí)，Ｖ形塊的位移誤差可由下式計(jì)算：

二、定位誤差的計(jì)算方法計(jì)算定位誤差時(shí)，根據(jù)定位方式分別計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差⊿B和基準(zhǔn)位移誤差⊿Y，然后按照一定的規(guī)律將它們合成。求出工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變化范圍。1）當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，即＝0、≠0時(shí)，產(chǎn)生定位誤差的原因是基準(zhǔn)位移誤差，故只要計(jì)算出即可，即＝。2）當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，即≠0，且＝0時(shí)，產(chǎn)生定位誤差的原因是基準(zhǔn)不重合誤差，故只要計(jì)算出即可，即＝。3）當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，即≠0，且≠0，若造成定位誤差的原因是互相獨(dú)立的因素時(shí)，應(yīng)將兩項(xiàng)誤差相加或相減，即＝?！?”“－”號(hào)的確定方法：若基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差由小變大（或由大變?。r(shí)，均造成工序尺寸變大或變小，即兩者對(duì)工序尺寸影響相同時(shí)，取“+”號(hào)；否則，取“－”號(hào)。三、定位誤差的綜合分析與計(jì)算實(shí)例例1

如圖3-35所示，用單角度銑刀銑削斜面，求加工尺寸為39±0.04mm的定位誤差。圖3-35單角度銑刀銑斜面解＝0（定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合）根據(jù)上述公式可得沿豎直方向的基準(zhǔn)位移誤差

將值投影到加工尺寸方向，即＝＝＝0.028×0.866mm＝0.024mm定位誤差值小于工序尺寸公差的三分之一。故此方案可行。圖3-36鉆孔定位誤差計(jì)算例2如圖3-36所示，工件以d1外圓定位，加工10Ｈ8孔。已知d1＝mm，d2＝mm，H＝40±0.15mm，t＝0.03mm，求加工尺寸40±0.15mm的定位誤差。

解定位基準(zhǔn)是圓柱d1的軸線A，工序基準(zhǔn)則在d-2外圓的素線Ｂ上，是相互獨(dú)立的因素，故又＝0.707＝0.707×0.01mm＝0.007mm則＝+＝(0.038+0.007)mm＝0.045mm定位誤差值小于工序尺寸公差的三分之一。故此方案可行。圖3-37鏜活塞銷(xiāo)孔的定位誤差計(jì)算例3圖3-37是在金剛鏜床上鏜活塞銷(xiāo)孔的示意圖，活塞銷(xiāo)孔軸線對(duì)活塞裙部?jī)?nèi)孔軸線的對(duì)稱(chēng)度要求為0.2mm。以裙部?jī)?nèi)孔及端面定位，內(nèi)孔與定位銷(xiāo)的配合為95H7/g6。求對(duì)稱(chēng)度的定位誤差解

查表知95H7＝95mm，95g6＝95mm。圖3-37鏜活塞銷(xiāo)孔的定位誤差計(jì)算對(duì)稱(chēng)度的工序基準(zhǔn)是裙部?jī)?nèi)孔軸線，定位基準(zhǔn)也是裙部?jī)?nèi)孔軸線，兩者重合，=0。定位基準(zhǔn)相對(duì)與定位元件可任意方向移動(dòng)，在對(duì)稱(chēng)度方向的最大變動(dòng)范圍為孔軸配合的最大間隙。所以=(0.035+0.022+0.012)mm=0.069mm圖3-38銑鍵槽的角向定位誤差計(jì)算解

從圖a)知，工序基準(zhǔn)為OA，定位基準(zhǔn)為OO1,工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合。定位尺寸為90o±5′，故=10′。定位孔為18H8（）；圓柱銷(xiāo)為18f7（），由圖b)得(0.021+0.018+0.016)/60=0.000917Red≈角向定位誤差為定位誤差接近工件公差的三分之一（），此方案可以采用。四、工件以一面兩孔定位一面兩孔定位是工件在定位中常用的一種定位方式。在箱體、支架類(lèi)零件加工時(shí)，常用工件的兩孔一面定位，以使基準(zhǔn)統(tǒng)一，其定位元件為一面兩銷(xiāo)。以下介紹一面兩銷(xiāo)的設(shè)計(jì)和布置，以防止產(chǎn)生過(guò)定位。定位