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1、定位误差分析,机械制造技术,一、定位误差概述,图示为一轴，其上有一键槽，如设计尺寸为H1，则其设计基准为轴心。其加工时涉及误差因素为：,工件的安装误差 AZ,夹具的对定误差 DD,过程误差 GC,一、定位误差概述,AZ包括：定位误差dw 夹紧误差jj,DD包括：夹具位置误差jw 导引误差di,GC包括：夹紧磨损误差jm 热、力变形引起的,误差,一、定位误差概述,AZ+DD +GCK,为了获得合格产品，必须使各项误差之和等与或小于规定的相应公差K ，即：,在初步计算时，可按三项误差平均分配：,AZ(1/3)K,DD(1/3)K,GC(1/3)K,一、定位误差概述,这样，可根据具体情况，在AZ和D
2、D间进行调整。,AZ、DD 与夹具设计及使用有关，当单项分配不能满足不等式要求时，也可综合考虑： AZ+DD(2/3)K,由于夹紧误差一般较小，故有： dw(1/3)K,二、定位误差及组成,现加工右图所示零件，其定位方案如右下图。加工时，刀具位置已调定，则A面加工(尺寸L2的获得)必然会出现图示的定位误差。这是由于定位副制造不准确引起的，称为基准位置误差db 。,二、定位误差及组成,如果定位方案如右下图时，则A面加工(尺寸L2的获得)不仅会出现基准位置误差db，而且存在基准不重合误差jb。,二、定位误差及组成,由此可见，定位误差是由两种原因引起，即： 1、基准不重合误差jb： 定位基准与设计基
3、准不重合而引起的加工误差； 2、基准位置误差db 定位副制造不准确引起的加工误差。,二、定位误差及组成,误差具有方向性，定位误差dw是指：一批工件的某加工面在其加工尺寸要求方向上的定位误差。 实际上，定位误差就是设计基准在要求尺寸方向上的最大变动量。,二、定位误差及组成,综上所述，为了减小定位误差dw、提高加工精度，应： 1、尽可能采用设计基准作为定位基准； 2、尽量选形状、位置精度高的面作为定位基准。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,现加工右图所示零件，现以其底平面作为定位面。则由于存在底平面形状误差，必然会造成其位置变动基准位置误差。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面
4、定位,为了减小定位误差，应使第一定位面的三个支承点有尽可能大的支承面积；第二定位面的两个支承点与第一定位基准面平行、且有尽可能大的距离。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,如果作为第一定位面的平面有较高的精度，则其引起的基准位置误差很小，可以忽略不计，即： dbH2=0,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,现以右图所示零件的加工为例，设其余表面已加工合格，本工序加工A、B面，定位方案如右下图，要求保证尺寸L2和H2。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,对加工面B，其加工要求为：H2H2，其定位误差计算为： 设计基准与定位基准重合 jb=0 又定位基准为大平面，
5、且已加工 db=0 综上，dwH2=jb+db=0,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,对加工面A，其加工要求为：L2L2，其定位误差计算为： 设计基准与定位基准重合 jb=0,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,由于第二定位面与第一定位面间存在位置误差，两者间夹角为：90，db显然与第二支承的高度位置有关。当支承高度在被加工面A的中点时，其定位误差最小，此时为： db=(H1-H2)tg,db,综上，有： dwL2=jb+ db=(H1-H2)tg,三、常用定位形式的定位误差,、工件以平面定位,如果B面的设计基准改为工件上平面，考虑到工件安装的稳定性及支承刚度，故通常仍以
6、底面为第一定位基准。此时，加工面B的定位误差计算为： jb=H1 db=0 综上，dwH3=jb+db=H1,H1,三、常用定位形式的定位误差,、工件以内孔定位 1、内孔与圆柱心轴定位：过盈配合,由于采用了过盈配合，孔和轴之间没有间隙，故基准位置误差为： db=0 如果设计基准是工件孔的圆心，则 jb=0 综上，有 dw=0 以上结论对任意方向(径向)上都成立。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以内孔定位 2、内孔在小锥度心轴上定位,内孔在小锥度心轴上定位可以限制工件的五个自由度(仅绕轴心旋转的自由度未限制)，故基准位置误差为： 径向：dbr=0 轴向：dbx=D/(2tg),由于很小，故轴
7、向定位误差较大。,三、常用定位形式的定位误差,由于孔和轴都有制造误差，故两者中心不会重合，而孔中心的最大变动量即为基准位置误差。在一般情况下，孔与轴的接触点可能在任意方向上，故径向定位副制造不准确误差为：,、工件以内孔定位 3、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合,dbr=D+d+Xmin,三、常用定位形式的定位误差,如果心轴水平安装、或施加了方向固定的径向夹紧力，则孔和心轴的接触点为固定点。此时，其基准位置误差(图示垂直方向)为：,、工件以内孔定位 3、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合,db=D/2+d/2+Xmin/2 =(D+d+Xmin)/2,三、常用定位形式的定位误差,定位心轴水平放置,单向推移
8、工件靠紧定位,三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 工件以外圆定位时，定位元件常采用V形块。此时定位基面为工件外圆，而体现的基准为其圆心。由于一批工件的直径存在误差，故会造成工件中心的位置变动，亦即基准位置误差。,V形块定位时，工件的中心将沿着其对称面上下变动，但不会在水平方向变动，具有很好的对中性。这也是V形块得到广泛应用的原因之一。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 此时，基准位置误差为：,dbx=0 dby=d/2sin(/2),dby,d/2,其中：d为工件外圆公差 为V形块夹角,三、常用定位形式的定位误差,图示为一轴，设外圆(dd)已加工完成，现用V形块定位铣键槽
9、。如设计尺寸为H1或H2 或H3，试分别计算其定位误差。,、工件以外圆定位 现以右图为例，说明定位误差的计算。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 1、以工件圆心为设计基准(H1),jbH1=0 dbH1=d/2sin(/2),此时，设计基准与定位基准重合，有：,dwH1=d/2sin(/2),三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 2、以工件上母线为设计基准(H2),jbH2=d/2,此时，设计基准与定位不基准重合，有：,dwH2=(d/2)/1+1/sin(/2),dbH2=d/2sin(/2),三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 2、以工件下母线为设计基准(H3),jbH3=d/2,此时，设计基准与定位不基准重合，有：,dwH3=(d/2)/1/sin(/2)-1,dbH3=d/2sin(/2),三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 由以上分析可知： 用V形块定位时，以工件下母线作为设计基准，其定位精度最高，便于测量；以上母线作为设计基准时，其定位精度最低，且不易测量。 V形块的夹角通常为： 60、90和120。,三、常用定位形式的定位误差,、工件以外圆定位 不同的定位比较,
