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定位误差计算 1 上次课的主要内容1 组合的概念2 组合定位中各定位元件限制自由度分析 所限自由度分析 3 组合定位中重复定位现象的消除方法本次课程的重点1 定位误差的概念2 产生定位误差的原因3 定位误差的计算 一批工件逐个在夹具上定位时 由于工件及定位元件存在公差 使各个工件所占据的位置不完全一致即定位不准确 加工后形成加工尺寸的不一致 形成加工误差 这种只与工件定位有关的加工误差 称为定位误差 用 D表示 定位误差 由定位引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量 定位误差主要研究的对象是工件的工序基准和定位基准 工序基准的变动量将影响工件的尺寸精度和位置精度 定位误差计算 一 工件在夹具中加工时加工误差的组成 使用夹具时 造成表面位置的加工误差包括下列四方面 1 A 与夹具在机床上安装有关的误差 2 D 定位误差 即由定位引起的工序基准的位置误差 3 T 刀具相对夹具的位置误差 即对刀导向误差 4 G 与加工过程中一些因素有关的加工误差 包括机床误差 刀具误差以及工艺系统的受力变形 如夹紧误差 热变形 磨损等因素造成的加工误差 要保证零件加工精度 则需满足以下条件 总 其中 总为多种原因产生的误差总和 是工件被加工尺寸的公差 总 A D G T为保证加工要求 上述四项误差合成后应小于或等于工件公差 即 T D A G 在对定位方案进行分析时 通常认为定位误差占工件公差的小于等于1 3 即 D 3此就是夹具定位误差验算公式 二 造成定位误差的原因 造成定位误差的原因有两个 定位基准与工序基准不重合 产生基准不重合误差 B 定位基准与限位基准不重合 产生基准位移误差 Y 也叫定位副制造不准确误差 1 基准不重合误差 B 须明确的概念 a 定位基准 确定工件在夹具中位置的基准 即与夹具定位元件接触的工件上的点 线 面 b 工序基准 在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸 位置所依据的基准 c 基准不重合误差等于工序基准相对于定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量 A A C C A B 加工台阶面 以底面 此时定位基准和工序基准都是工件底面A 即基准重合 基准不重合误差 B 0定位误差 D B Y 0 C 工序基准工件上表面C定位基准工件下表面A基准不重合基准不重合误差 B l2max l2min 2 L A B C 加工顶面2 以底面和侧面定位 此时定位基准和工序基准都是底面3 即基准重合 定位误差 D 0 13 加工台阶面1 定位同工序一 此时定位基准为底面3 而工序基准为顶面2 即基准不重合 即使本工序刀具以底面为基准调整得绝对准确 且无其它加工误差 仍会由于上一工序加工后顶面2在H H范围内变动 导致加工尺寸A A变为A A H 其误差为2 H 基准不重合误差 B 2 H 14 工序二改进方案使基准重合了 B 0 这种方案虽然提高了定位精度 但夹具结构复杂 工件安装不便 并使加工稳定性和可靠性变差 因而有可能产生更大的加工误差 从多方面考虑 在满足加工要求的前提下 基准不重合的定位方案在实践中也可以采用 如图所示 加工A和B两个尺寸 加工尺寸A时 其定位基准与工序基准不重合 安装一批工件逐个在夹具上定位时 受尺寸的影响 工序基准的位置是变动的 导致尺寸误差 这就是基准不重合误差 图1 31 基准不重合误差的大小 当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致 存在一夹角 时 加工尺寸B的工序基准与定位基准重合 17 18 19 2 基准位移误差 Y 定位基准与限位基准不重合引起的误差 工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副 由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量 也称为定位副制造不准确误差 这是由于定位基面和限位基面的制造公差和间隙造成的 1 工件以平面支承定位 如图所示 工件以内孔中心O为定位基准 套在心轴上 铣上平面 工序尺寸为从定位角度看 孔心线与轴心线重合 即工序基准与定位基准重合 D 0 2 圆柱销定位 22 实际上 定位心轴和工件内孔都有制造误差 而且为了便于工件套在心轴上 还应留有间隙 故安装后孔和轴的中心必然不重合 使得两个基准发生位置变动 此时基准位移误差 Y D d 2 3 V型块定位 O1 O2 O 25 O1 O2 26 若定位基准与限位基准的最大变动量为 i 定位基准的变动方向与设计尺寸方向相同时 Y i定位基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致 两者之间成夹角时 基准位移误差等于定位基准的变动范围在加工尺寸方向上的投影 Y icos 三 定位误差的合成 定位误差应是基准不重合误差与基准位移误差的合成 计算时 可先算出基准不重合误差和基准位移误差 然后将两者合成 1 当 B 0 Y 0时 产生定位误差的原因是基准位移 故只要计算出 Y即可 即 D Y 29 30 31 32 33 2 当 B 0 Y 0时 产生定位误差的原因是基准不重合误差 故只要计算出 B即可 即 D B 35 36 3 当 B 0 Y 0时 且造成定位误差的原因是相互独立的因素时应将两项误差相加 即 D B Y 38 39 4 若工序基准在定位基面上 即基准不重合误差与基准位移误差有相关的公共变量 D Y B 40 确定方法 定位基准与限位基面接触 定位基面直径由小变大 或由大变小 分析定位基准变动方向 定位基准不变 定位基面直径同样变化 分析设计基准的变动方向 Y 或定位