课题三定位误差分析和计算PPT学习教案

1、会计学1 课题三定位误差分析和计算课题三定位误差分析和计算 一一. 课题分析课题分析 在批量生产的条件下在批量生产的条件下, 常使用专用夹具装夹工件常使用专用夹具装夹工件, 专专 用夹具设计必须考虑工件在夹具中的定位问题，由用夹具设计必须考虑工件在夹具中的定位问题，由 于定位的原因，使加工时产生的加工误差，你为定于定位的原因，使加工时产生的加工误差，你为定 位误差。如果定位误差过大将会影响到零件的加工位误差。如果定位误差过大将会影响到零件的加工 质量，因此分析定位误差产生的原因及计算定位误质量，因此分析定位误差产生的原因及计算定位误 差是夹具设计的重要手段，是保证加工质量的重要差是夹具设计的重

2、要手段，是保证加工质量的重要 措施。措施。 第1页/共43页 1. 工件定位的基本原理工件定位的基本原理 二二. 相关知识相关知识 第2页/共43页 定位元件的限位基面，一般都经过精加工，所以可认为限位基定位元件的限位基面，一般都经过精加工，所以可认为限位基 面就是限位基准，即定位元件的工作平面就是限位基准。面就是限位基准，即定位元件的工作平面就是限位基准。 第3页/共43页 一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，这种一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，这种由于工件定位引起

3、的使工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，用由于工件定位引起的使工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，用D表示。表示。 在工件的加工中，还会因夹具在制造与安装、工件的夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形等因素而产生误差，定位误差仅是加工误差的一部分。一般限定定位误差不超过工件加工公差在工件的加工中，还会因夹具在制造与安装、工件的夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形等因素而产生误差，定位误差仅是加工误差的一部分。一般限定定位误差不超过工件加工公差T的的1/51/3，即，即 D(1/51/3)T 二二. 定位误差及其产生原因定位误差及

4、其产生原因 第4页/共43页 （1）产生定位误差的原因产生定位误差的原因 第5页/共43页 图（图（a）为被加工零件的工序简图，在工件上铣缺口，加工尺）为被加工零件的工序简图，在工件上铣缺口，加工尺 寸为寸为A和和B。图（。图（b）是加工示意图）是加工示意图 （2）基准不重合误差）基准不重合误差B 第6页/共43页 从图中可看出，工件以底面和从图中可看出，工件以底面和E面定位。调整好尺寸后，在一批工件的加工过程中对刀尺寸面定位。调整好尺寸后，在一批工件的加工过程中对刀尺寸C的大小是不变的。的大小是不变的。 加工尺寸加工尺寸A的工序基准是的工序基准是F，定位基准是，定位基准是E，两者不重合。，两

5、者不重合。 当一批工件逐个在夹具上定位时，当一批工件逐个在夹具上定位时，A的尺寸受尺寸的尺寸受尺寸Ss/2的影响，这个误差就是基准不重合误差。的影响，这个误差就是基准不重合误差。 基准不重合误差的大小应等于因定位基准与工序基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围基准不重合误差的大小应等于因定位基准与工序基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围。即即 B=Amax-Amin=Smax-Smin=s 第7页/共43页 图（图（a）所示工序简图，在圆柱面上铣槽，加工尺寸为）所示工序简图，在圆柱面上铣槽，加工尺寸为A和和B。 图（图（b）是加工示意图，工件以内孔）是加工示意图，工件以内孔D在圆柱心轴上定位，在

6、圆柱心轴上定位，O是心轴是心轴 轴线，轴线，C是对刀尺寸。是对刀尺寸。 （3）基准位移误差）基准位移误差Y 第8页/共43页 尺寸尺寸A的工序基准是内孔轴线，定位基准也是内孔轴线，的工序基准是内孔轴线，定位基准也是内孔轴线， 两者重合，两者重合，B =0。 由于定位副（工件内孔表面与心轴圆柱面）有制造公差和由于定位副（工件内孔表面与心轴圆柱面）有制造公差和 最小配合间隙，使得定位基准（工件内孔轴线）与限位基准（最小配合间隙，使得定位基准（工件内孔轴线）与限位基准（ 心轴轴线）不能重合，定位基准相对于限位基准下移了一段距心轴轴线）不能重合，定位基准相对于限位基准下移了一段距 离。离。 定位基准的

7、位置变动影响到工序尺寸定位基准的位置变动影响到工序尺寸A的大小，给的大小，给A造成造成 了误差，这个误差就是基准位移误差。了误差，这个误差就是基准位移误差。 基准位移误差的大小应等于因定位基准与限位基准不重合造成基准位移误差的大小应等于因定位基准与限位基准不重合造成 的加工尺寸的变动范围。的加工尺寸的变动范围。 当定位基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准位当定位基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准位 移误差等于定位基准的变动范围，即移误差等于定位基准的变动范围，即 iy 第9页/共43页 计算定位误差时，可以分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和；

8、也可以按最不利情况计算定位误差时，可以分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情况, ,确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。 第10页/共43页 2、常见定位方式的定位误差计算、常见定位方式的定位误差计算 定位误差由基准不重合误差和基准位移误差两项组合而成。计定位误差由基准不重合误差和基准位移误差两项组合而成。计 算时，先分别计算算时，先分别计算B和和y，B在工序图上确定，在工序图上确定，

9、y由定位由定位 副间接触状态获得，然后将两者组合而得副间接触状态获得，然后将两者组合而得D 。其合成方法为。其合成方法为 ： 如果工序基准不在定位基面上如果工序基准不在定位基面上,则则:D = B+y 如果工序基准在定位基面上如果工序基准在定位基面上,则则:D = By a、定位基面与限位基面接触，分析定位基面直径由小变大、定位基面与限位基面接触，分析定位基面直径由小变大 （或由大变小）时，定位基准的变动方向。（或由大变小）时，定位基准的变动方向。 b、定位基准的位置不动，当定位基面直径同样变化时，分、定位基准的位置不动，当定位基面直径同样变化时，分 析工序基准的变动方向。析工序基准的变动方向

10、。 c、两者的变动方向相同时取、两者的变动方向相同时取“+”号，相反时取号，相反时取“”号。号。 第11页/共43页 图图5-27所示，（所示，（a）为工件工序简图，（）为工件工序简图，（b）是工件在夹）是工件在夹 具中的加工简图。工件以具中的加工简图。工件以A平面为主要定位基准，平面为主要定位基准，B平面为导向平面为导向 基准，同时加工基准，同时加工D、C平面平面 （1）工件以平面定位时的定位误差计算）工件以平面定位时的定位误差计算 第12页/共43页 第13页/共43页 工件以圆柱孔在心轴（或定位销）上定位与工件以外圆柱面在定工件以圆柱孔在心轴（或定位销）上定位与工件以外圆柱面在定 位套上

11、定位时所产生的基准位移误差的计算方法相同，应按圆孔与外圆位套上定位时所产生的基准位移误差的计算方法相同，应按圆孔与外圆 柱面固定边接触和非固定边接触两种情况分别计算。柱面固定边接触和非固定边接触两种情况分别计算。 （2）以圆孔、外圆柱面为定位副时的定位误差计算）以圆孔、外圆柱面为定位副时的定位误差计算 第14页/共43页 1）固定边接）固定边接 触触 第15页/共43页 2 2）非固定边接触非固定边接触 第16页/共43页 第17页/共43页 例例5-1钻铰如图钻铰如图5-29（a）所示凸轮的两小孔）所示凸轮的两小孔2-16，定位方式如图定位方式如图 所示。定位销走直径为所示。定位销走直径为

12、，求加工尺寸（，求加工尺寸（1000.1)mm 的定位误差的定位误差. 0 021. 0 22 第18页/共43页 解解 a ）分析）分析 定位基准与工序基准重合同为定位基准与工序基准重合同为22轴线。定位基面与限位基面间有间隙，定位基准与限位基准不重合，轴线。定位基面与限位基面间有间隙，定位基准与限位基准不重合，y0。虽然定位销垂直布置，但定位时活动。虽然定位销垂直布置，但定位时活动V形块将工件推向左边，使孔、销右边固定接触。定位基准移动方向与加工尺寸方向间的夹角形块将工件推向左边，使孔、销右边固定接触。定位基准移动方向与加工尺寸方向间的夹角 。 b） 计算计算 mmy mmiy mm TT

13、 i O BD dD B 023. 0 023. 030cos 027. 0 2 021. 0033. 0 22 5130 第19页/共43页 例例5-2 图图5-30所示工件以所示工件以80mm0.05mm外圆柱面在定位元件外圆柱面在定位元件 的止口中定位，加工宽的止口中定位，加工宽11mm的槽，求槽对称度的定位误差。的槽，求槽对称度的定位误差。 mm 1 . 0 07. 0 80 第20页/共43页 解解 a ) 分析分析 对称度的工序基准为对称度的工序基准为12H8的轴线，与定位基准的轴线，与定位基准80mm0.05mm的轴线不重合，的轴线不重合，B0。定位基准与限位基准（。定位基准与限

14、位基准（ ）不重合，）不重合，y0。定位基准可任意方向移动。定位基准可任意方向移动。 b) 计算计算 B=0.02mm（同轴度误差）（同轴度误差） y y=TD+Td+Xmin =0.03+0.10+0.02=0.15mm 或或 y=Dmax-dmin=80.10-79.95=0.15mm D=y+B=0.15+0.02=0.17mm 这种定位方式的定位误差太大，很难保证槽的对称度要求。其原因一方面是定位基准与工序基准不重合，另一方面是定位基面的公差太大。这种定位方式的定位误差太大，很难保证槽的对称度要求。其原因一方面是定位基准与工序基准不重合，另一方面是定位基面的公差太大。 10. 0 07

15、. 0 80 第21页/共43页 解决以上问题的措施是：解决以上问题的措施是： 改用改用12H8孔定位，使孔定位，使B =0。同时，由于。同时，由于 12H8孔的公差较小，孔的公差较小，y 也将缩小。也将缩小。 提高定位基面的制造精度，缩小提高定位基面的制造精度，缩小y。如可将。如可将 80mm0.05mm提高到提高到80mm0.02mm， 限位基面直径改为。限位基面直径改为。 第22页/共43页 即即 （3）工件用）工件用V型块定位时的定位误差计算型块定位时的定位误差计算 由于圆柱面的加工误差，圆柱面尺寸最由于圆柱面的加工误差，圆柱面尺寸最 大时定位基准为大时定位基准为O1，最小时为，最小时

16、为O2。定位。定位 基准的变动量：基准的变动量： 2 sin2 2 sin2 2 sin2 minmax minmax 2121 dd dd OOOOOO i 2/sin2 d i T 第23页/共43页 例例5-3 铣如图铣如图5-32所示工件上的键槽，以圆柱面或所示工件上的键槽，以圆柱面或 在在 的的V形块上定位，求加工尺寸分别为形块上定位，求加工尺寸分别为A1，A2，A3时的定时的定 位误差。位误差。 0 d d 90 轴上铣槽定位示意图轴上铣槽定位示意图 第24页/共43页 解解 ： a 分析分析 定位基准是圆柱体轴线，定位基准是圆柱体轴线，A1尺寸的工序尺寸的工序 基准也是圆柱体轴线

17、，基准重合；基准也是圆柱体轴线，基准重合； A2尺寸的工序基准是圆柱的下母线尺寸的工序基准是圆柱的下母线 ，在定位基面上，两者不重合，且定位，在定位基面上，两者不重合，且定位 基准的变动方向与工序基准变动方向相基准的变动方向与工序基准变动方向相 反；反； A3尺寸在定位基面上的上母线上，尺寸在定位基面上的上母线上， 也不重合，工序基准变动方向与定位基也不重合，工序基准变动方向与定位基 准的变动方向相同。准的变动方向相同。 第25页/共43页 b 计算计算 A1的定位误差的定位误差 2/sin2 2/sin2 0 d BD d B y iy A2的定位误差的定位误差 ) 2/sin2 1 1 (

18、 22/sin22 2/sin2 2 ddd yBD d d B y 第26页/共43页 A3的定位误差的定位误差 ) 2/sin2 1 1 ( 22/sin22 2/sin2 2 ddd BD d d B y y 第27页/共43页 （4）工件以）工件以“一面两孔一面两孔”定位时的定位误差计定位时的定位误差计 算算 1）一夹面两销定位）一夹面两销定位 第28页/共43页 第29页/共43页 图图6- -46 两圆柱销限位时工件顺利装卸的条件两圆柱销限位时工件顺利装卸的条件 第30页/共43页 第31页/共43页 这就是说，要满足工件顺利装卸的条件，直径缩小后的第二销这就是说，要满足工件顺利装

19、卸的条件，直径缩小后的第二销 与第二孔之间的最小间隙应达到：与第二孔之间的最小间隙应达到： 2222 22 LdLDLdLD LLOO 从图从图6-46可得可得 LdLD XDd min2min2max2 故故 min2max2min2min2 XdDX LdLD 这样缩小定位销直径的方法，虽然能实现工件的顺利装卸这样缩小定位销直径的方法，虽然能实现工件的顺利装卸 ，但增大了工件的转角误差，因此，只能在加工要求不高时使用，但增大了工件的转角误差，因此，只能在加工要求不高时使用 。所以，实际生产中常用削边。所以，实际生产中常用削边(菱形菱形)销代替减小直径的圆柱销。销代替减小直径的圆柱销。 第3

20、2页/共43页 2） 一圆销、一削边销及一平面定位一圆销、一削边销及一平面定位 第33页/共43页 第34页/共43页 d36688202024243030404050 Bd-0.5d-0.5d-1d-1d-2d-2d-3d-3d-4d-4d-5d-5d-6d-6 b11233345 b2345568 a XD b 2 min2min2 A型应用广泛（又称菱形型应用广泛（又称菱形 销），其尺寸见表销），其尺寸见表6-2 表表6-2 菱形销的尺寸（菱形销的尺寸（mm） 第35页/共43页 第36页/共43页 （1）在连心线方向上的基准位移误差）在连心线方向上的基准位移误差 由图由图6-46可见，

21、在连心线方向，削边销与孔之间的间隙要求补偿两孔及两销中心距的公差，通常其间隙可见，在连心线方向，削边销与孔之间的间隙要求补偿两孔及两销中心距的公差，通常其间隙X2max 要比圆柱销与孔之间的间隙要比圆柱销与孔之间的间隙X1max 大，因此，在两销连心线方向基准（圆柱销孔中心）的变动，由圆柱销大，因此，在两销连心线方向基准（圆柱销孔中心）的变动，由圆柱销1与孔与孔1的间隙决定。的间隙决定。 单方向变动时单方向变动时 （6-14） 双向变动时双向变动时 （6-15） 2 max1 X ix max1 X xi 第37页/共43页 （2）在连心线垂直方向上的基准位移误差）在连心线垂直方向上的基准位移

22、误差 在在 实实 际际 定定 位位 过过 程程 中中 ， 主主 要要 有有 三三 种种 情情 况况 第38页/共43页 1）同向固定边（单边）接触）同向固定边（单边）接触 在加工盖板、连杆等零件时，两定位销水平布置且处于左右位置在加工盖板、连杆等零件时，两定位销水平布置且处于左右位置 ，由于零件的重力作用，定位时，工件定位基面与限位基面在上母线，由于零件的重力作用，定位时，工件定位基面与限位基面在上母线 接触。工件定位基准相对于夹具限位基准向下偏移，其偏移量在销孔接触。工件定位基准相对于夹具限位基准向下偏移，其偏移量在销孔 处等于配合间隙的一半，如图处等于配合间隙的一半，如图6-49（a）所示，两销（孔）中心距为）所示，两销（孔）中心距为L ，圆柱销与定位孔的最大间隙为，圆柱销与定位孔的最大间隙为X1max，削边销与定位孔的最大间隙，削边销与定位孔的最大间隙 为为X2max，由于两者的间隙大小不同，引起的转角，由于两者的间隙大小不同，引起的转角 L XX L XX 2 22 tan minmax2 max1max2 在距圆柱销孔距离为（以圆柱销指向削边销方向为