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1、内容： 定位误差产生的原因 定位误差的计算 常见定位方式定位误差计算,项目五：夹具设计中的定位误差分析,简单说，定位误差是由于定位不准确而引起的加工误差。 在用调整法加工工件时，定位误差实质上就是工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量。 定位误差D按产生的原因分为基准不重合误差B和基准位移误差Y ，工件在加工时，可能B和Y两部分都有，也可能只有其中一部分。,一、定位误差产生的原因,1.基准不重合误差：,加工误差就是加工尺寸的变动范围，现在分析尺寸A的变动范围。如图（b），用调整法加工一批工件时，将铣刀相对定位元件（即定位基准E）调整好尺寸C,加工这一批工件时保持C不变。则这一批工件的尺寸A的变动
2、范围是：B =Amax-Amin =Smax-Smin=TS，其中E是本工序的定位基准（与定位元件接触）， F是本工序的工序基准，A是本工序的加工尺寸， S是前面工序的加工尺寸（就是定位基准E与工序基准F间的联系尺寸）， 即尺寸A的变动范围就等于定位基准与工序基准间联系尺寸的公差，如图，当S的公差为TS，即B = TS，下标的“B ”表示加工误差是由于定位基准与工序基准不重合造成的。,【例1 】,如图（a）是工序简图，图（b）是加工示意图，分析工序尺寸尺寸A的加工误差。,（基准不重合误差的概念与计算）,当定位基准与工序基准不重合时而导致的定位误差称为基准不重合误差，用B表示，产生的原因就是工序
3、基准相对于定位基准在工序尺寸方向上有波动，所以其大小等于工序基准相对于定位基准在工序尺寸方向上的变动量（计算时就等于工序基准与定位基准间联系尺寸在工序尺寸方向上公差）。,一次安装加工两孔A和B，孔B在X方向定位基准C与工序（设计）基准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差0.2,【例2 】,结论：,（基准不重合误差的概念与计算）,如图（a）是工序简图，图（b）和图（c）是加工示意图，分析加工误差。,【例3 】,（基准不重合误差的概念与计算）,如图（a）是工序简图，图（b）是加工示意图，分析工序尺寸尺寸H的加工误差。,在铣床上对一批轴铣键槽。若采用V 型块定位，键槽铣刀按规定尺寸H 调整好
4、位置（见右图）。尺寸H 的工序基准是工件轴线，定位基准也是工件轴线，两者重合，=0。实际加工时，由于工件直径存在公差，会使定为基准位置发生变化。而使工序尺寸H 发生了变化。此变化量O1O2（即加工误差）是由于工件的定为基准位置发生变化引起的，故称为基准位移误差。,【例4 】,2.基准位移误差:,（基准位移误差的概念）,如图是在V形块上加工键槽示意图，分析工序尺寸尺寸H的加工误差。,一批工件逐个在夹具上定位时,【例5 】,（基准位移误差的概念）,基准位移误差的概念,如图（a）是工序简图，图（b）是加工示意图，分析工序尺寸尺寸A的加工误差。,尺寸A的工序基准是内孔轴线，定位基准也是内孔轴线，两者重
5、合，=0。但是，在夹紧力FJ（或重力）的影响下工件的定位基准（内孔轴线）相对于限位基准（心轴轴线）下移一段距离。定位基准(即工序基准）的位置变动影响到尺寸A的大小，造成了A的误差，这个误差就是基准位移误差。Y=Amax-Amin=O1O2,工件在夹具中定位时，由于工件定位基面或夹具上定位元件的制造公差（或它们之间有间隙）而导致的定位误差称为基准位移误差，用Y表示。产生的原因就是工件的定位基准的实际位置相对于定位基准的理想位置（限位基准）在工序尺寸方向上有波动，所以其大小等于工件的定位基准的实际位置相对于定位基准的理想位置（限位基准）在工序尺寸方向的最大变动量。,结论:,【例6 】,基准不重合误
6、差与基准位移误差均有的概念,（基准不重合误差与基准位移误差均有的情况）,（1）直接求解法B、Y单独计算时必须用此法，也可用于B、Y 都有的D计算。 计算过程： 按最不利情况,确定一批工件工序尺寸的两个极限值（或工序基准的两个极端位置，通过几何关系求出两个极限值的差值（或工序基准的两个极端位置在工序尺寸方向上的距离），这两个极限值的差值即为所求。 用几何方法计算定位误差时，通常要画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，即为定位误差。,二、定位误差的计算,（2）合成法用于B、Y 都有的D计算。 计算过程： 分别求出基
7、准不重合误差B和基准位移误差Y，再求出它们在加工尺寸方向上的代数和； 因为此时 B0， Y0 时, 为了求出B和Y ，先假定其中一个为0，即假设其中一个处于理想状态，求出另一个。 例如，假定基准重合（此时 B=0 ），求出Y ；或假定定位基准处在规定位置无变动， （此时Y=0）求出B 然后按下面方法求和： 如果工序基准不在定位基面上 D= B+Y 如果工序基准在定位基面上 D=B Y “ + ” ， “-” 的判别方法为: 在工序尺寸方向上，工件的工序基准与工件和定位元件的定位接触点位于工件定位基准同侧时，合成，异侧时，合成+。即同 异+,注意点： （1）并不是在任何情况下这两部分误差都同时存
8、在。 （2）验算时应满足:D +其它T 通常取D T/3 T工件该工序的公差,三、 常见定位方式定位误差计算,(1) 以平面定位时的定位误差计算,(2)以圆孔定位时的定位误差计算,平面度误差很小，基准位移误差可忽略，所 以定位误差主要由基准不重合引起。, 工件孔与定位心轴无间隙配合，不存在基准位移误差，是否有不重合误差，要看工序基准与定位基准是否重合。,工件孔与定位心轴间隙配合，而且在外力作用下定位副单边接触（如定位心轴水平放置），此时基准位移误差的计算：,单边接触时的基准位移示意图,式中 Y 定位误差 Dmax工件定位孔最大直径 Dmin 工件定位孔最小直径 dmax 夹具定位心轴最大直径
9、dmin夹具定位心轴最小直径 TD 孔的公差 Td心轴的公差 Xmin =Dmin- dmax孔与轴的最小配合间隙 Xmax孔与轴的最大配合间隙,工件孔与定位心轴间隙配合，但定位副双边接触（如工件孔与垂直放置的心轴间隙配合），此时基准位移误差的计算：,【思考题】 如图在一批零件上钻孔（心轴垂直放置），距孔中心的尺寸要求为，问能否满足加工要求？其中 230.15mm 内孔直径 mm 心轴直径 d1= mm,对刀尺寸,定位基准的理想位置（限位基准）,【例7 】,在水平心轴上定位铣削外圆柱面，工序基准为工件下母线，计算定位误差。工件外圆公差Td，工件孔公差TD，心轴公差Td心,Amax,Amin,H
10、max,O,O1,O2,O,Hmin,Y,B,Y,D,Y,B,D,定位基准的理想位置（限位基准）,定位基准的理想位置（限位基准）,Amax,Amin,Hmax,O,O1,O2,O,Hmin,Y,B,Y,D,对刀尺寸,定位基准的理想位置（限位基准）,Amax,Amin,Hmax,O,O1,O2,O,Hmin,Y,B,Y,D,Amax,Amin,Hmax,O,O1,O2,O,Hmin,Y,B,Y,D,对于尺寸H1：,对于尺寸H2：,对于尺寸H3：,以心轴水平放置进行定位，不同工序基准的定位误差情况：,对于尺寸H4：,D,对于如图定位，有：,(3)以外圆在V形块上定位时的定位误差计算, 结论： a)
11、 定位误差d 随毛坯误差Td 的增大而增大； b) 定位误差d 随V形块夹角 增大而减小，但稳定性变差； c) 定位误差d 与工序尺寸标注方式有关，d2 d1 d3,a、直接利用几何关系求解,b、合成法求解,图9-10工件以外圆在V形块上定位,(3)以外圆在V形块上定位时的定位误差计算,由于Td的影响，使工件中心沿垂直方向从O移至O1，即基准位移量:,工序尺寸A1的定位误差,工序尺寸A2的定位误差,工序尺寸A3的定位误差,合成：,三种角的V形块，在不同标注工序尺寸时的定位误差值,结论： （1）当工序尺寸由下素线注出，其定位误差最小；当工序尺寸由上素线注出，其定位误差最大。 （2）V形块工作夹角
12、角越大，其垂直方向定位误差值越小。 问： 当=180时，三种情况的定位误差是多大？,如图钻孔，保证A，用90V形块定位，采用a)d)四种加工方案，试分别进行定位误差分析（外圆 ）。,【例8 】,1.207Td,0.707Td,0.5Td,d,0,0,0,c,0.207Td,0.707Td,0.5Td,b,0.707Td,0.707Td,0,a,D,Y,B,方案,(4)以一面两销定位时的基准位移误差,1）移动的基准位移误差 孔O1中心偏移在直径为dw1 圆内，dw1 =X1max 孔O2在X方向偏心与孔O1相同（不限位），为dw1 在Y方向偏心在直径为dw2 ，dw2 =X2 max,2）转动的
13、基准位移误差（转角误差） 当两孔偏转于两销异侧时，单边转角误差最大： =arctan(X1max+ X2 max )/2L 总的转角误差为 要减小角度定位误差，提高孔销精度，减小配合间隙； 增大孔（销）中心距,如图是加工四个定位销孔的工序图。已知双销中心距590.02；圆柱销直径 ；菱形销直径 ，求图中所标工序尺寸的定位误差。,【例9 】,如下图所示，为在半V块上定位铣轴上平面。试求工序尺寸A的定位误差。已知工件直径公差为Td；尺寸B公差为TB。,【例10 】,解：,A1,课堂练习：上题中的工序尺寸A改为A1，求D=?,如下图所示，a)为零件图，其外圆和端面均已加工，现在欲钻孔保证尺寸 ，试分
14、析计算图中b)、c)、d)三种定位方案的定位误差。V形块=90。,【例11 】,小结：,定位误差：因工件定位而造成的工序尺寸的最大变动量D。,定位误差 的组成,基准不重合误差 B,基准位移误差Y,定位基准与工序基准不重合引起的误差。,定位基准与限位基准不重合引起的误差。,大小等于定位基准与工序基准之间的联系尺寸公差。,大小等于工件的定位基准的位置相对于定位元件（限位基准）在工序尺寸方向的最大变动量。,零件图上确定其他 点、线、面位置的 基准,确定其他点、 线、面位置 的点、线、面,零件工艺过程中 使用的基准,（1）基准的概念与分类,补充知识,基准,设计基准,工艺基准,为了准确理解基准不重合误差
15、产生的原因，有必要巩固一下补充知识。,工序基准,定位基准,测量基准,装配基准,工序图上标注本工 序的尺寸和位置采 用的基准,工件在机床和夹具 中占据一正确位置 所用的基准,零件检验时，用来测 量已加工表面尺寸及 位置的基准,装配时，用来确定零 件或部件在机器中的 位置所用的基准,补充知识,工艺基准,应注意以下两点：,当被加工工件的工艺过程确定以后，各工序的工序尺寸也就随之而定，此时在工艺文件上，设计基准便转化为工序基准，设计尺寸转化为工序尺寸。,当工件以回转面（外圆或孔）进行定位，此时的定位基准是回转面的轴线，而不是具体的回转表面，只是通过来具体的回转表面体现的，这个表面称为定位基面（简称基面）。,补充知识,基准举例说明,在设计图样上所采用的基准,支座零件图,补充知识,安装：加工尺寸29.7和50.3：工序基准是大圆（法兰）轴线，定为基准是大圆轴线；加工尺寸52.9：工序基准是大圆右端面，定为基准是大圆左端面。,基准举例说明,补充知识,支座零件第2工序图（钻孔）,基准举例说明,补充知识,1）
