专用夹具设计0-概论

1、专用夹具设计专用夹具设计 机械制造技术基础机械制造技术基础2 2一、零件的安装一、零件的安装 1 1、术语或概念、术语或概念定位：定位：零件安放零件安放在机床或在机床或夹具夹具里，使它与刀具里，使它与刀具有正确的相对有正确的相对位置位置夹紧：夹紧：把零件夹住，保证加工过程把零件夹住，保证加工过程中工件的位置中工件的位置不变不变安装：安装：零件从定位到夹紧的整个过程，又叫零件从定位到夹紧的整个过程，又叫装夹装夹定位的目的定位的目的保证零件位置正确保证零件位置正确夹紧的目的夹紧的目的保证零件正确位置不变保证零件正确位置不变正确的安装正确的安装保证零件加工精度的重要条件保证零件加工精度的重要条件3

2、3 2 2、零件的安装方法、零件的安装方法直接找正安装：直接找正安装：人工用工具人工用工具生产率低生产率低单件或小批量生产单件或小批量生产划线找正安装：划线找正安装：划线夹紧划线夹紧生产率和精度低生产率和精度低单件小批量生产单件小批量生产用用 夹具夹具 安装：安装：零件装在夹具定位元件上夹紧零件装在夹具定位元件上夹紧迅速方便可靠迅速方便可靠 成批和大量生产中成批和大量生产中4 4联接元件联接元件导向或对刀元件导向或对刀元件夹紧元件夹紧元件定位元件定位元件其它装置其它装置工工 件件夹具体夹具体机机 床床刀刀 具具辅辅 助助 工工 具具夹具夹具5 5二、机床夹具的分类二、机床夹具的分类 机床附件已

3、标准化通用性强、精度高，生产率低 单件或小批量生产通用夹具通用夹具 根据具体零件具体工序设计操作迅速方便省力 周期长成本高固定产品大批量生产专用夹具专用夹具 更换或调整个别元部件形状尺寸相近多种零件周期短成本低多品种小批量生产可调夹具可调夹具 装夹零件并随零件沿自动线到下一工位生产线随行夹具随行夹具 专业厂家制造可随时拆卸、组装 新产品试制、单件或小批量生产组合夹具组合夹具6 6x xy yz z 1 1、零件的六点定位原则、零件的六点定位原则 1 1）自由零件的六个自由度）自由零件的六个自由度O O7 7三、零件定位原理三、零件定位原理 1 1、零件的六点定位原则、零件的六点定位原则 2)2

4、)六点定位原则六点定位原则1 1个个“点支承点支承”限制限制1 1个自由度个自由度6 6个个“点支承点支承”完全确定零件的空间位置完全确定零件的空间位置x xy yz zx xy yz zz z y yx x8 8三、零件定位原理三、零件定位原理 2 2、零件在夹具中定位的、零件在夹具中定位的 几种常见情况几种常见情况 1)1)完全定位完全定位 6 6个自由度均被个自由度均被夹具定位元件限制夹具定位元件限制 2)2)不完全定位不完全定位 被限制的自由度被限制的自由度6 6个，个，但要求保证精度的自由度但要求保证精度的自由度已被全部限制已被全部限制合理的定位合理的定位9 9三、零件定位原理三、零

5、件定位原理 2 2、零件在夹具中定位的几种常见情况、零件在夹具中定位的几种常见情况 3)3)欠定位欠定位 有精度要求的自由度有精度要求的自由度未被限制未被限制绝对不允许！绝对不允许！ 4)4)过定位过定位 重复限制同一个自由度重复限制同一个自由度干涉干涉但但可刚度和稳定性可刚度和稳定性右图右图x x、y y转动转动重复定位重复定位z z转未定位转未定位1010四、夹具中常用的定位元件四、夹具中常用的定位元件定位元件首先要保证零件准确位置定位元件首先要保证零件准确位置 1、定位元件应满足的基本要求：、定位元件应满足的基本要求： 具有足够的精度；具有足够的精度； 具有足够的刚度和强度；具有足够的刚

6、度和强度； 具有一定的耐磨性。具有一定的耐磨性。 工件的定位工件的定位一、常用的定位方法和定位元件一、常用的定位方法和定位元件 1、工件以平面定位、工件以平面定位 2、工件以、工件以 圆柱孔定位圆柱孔定位 3、工件以外圆表面定位、工件以外圆表面定位 4、工件的组合定位方式、工件的组合定位方式1 1、工件以平面定位、工件以平面定位固定支固定支承承可调支可调支承承自位支自位支承承辅助支承辅助支承固 定 支 承用于侧面定位用于侧面定位支承钉支承钉(GB2226(GB222680)80)用于粗基准定位用于粗基准定位用于精基准定位用于精基准定位限制的自由度数限制的自由度数点点1 1、线、线2 2、面、面

7、3 3用于侧面或顶面定位用于侧面或顶面定位支支 承承 板板(GB2236(GB223680)80)有下凹斜槽有下凹斜槽, ,用于底面定位用于底面定位固 定 支 承可调支承 主要主要 定位表面不规则或毛坯定位表面不规则或毛坯 尺寸变化较大的粗基准尺寸变化较大的粗基准 应用应用 定位，也用于成组夹具定位，也用于成组夹具可可调调支支承承应应用用实实例例以以A面（毛坯面）定位加工面（毛坯面）定位加工B面，再以面，再以B面定位镗孔，面定位镗孔，采用可调支承可根据一批毛坯的实际偏差情况，调节采用可调支承可根据一批毛坯的实际偏差情况，调节支承点的位置支承点的位置。B可调支承可调支承A采用可调支承可使夹具适应

8、不采用可调支承可使夹具适应不同尺寸工件加工的定位要求同尺寸工件加工的定位要求可可调调支支承承应应用用实实例例自位支承(a)(c)(b)工工 作作 原原 理理根据工件定位面的变化自动调整根据工件定位面的变化自动调整支承点与定支承点与定位面位面的接触位置的接触位置作作 用用 增加支承接触点数增加支承接触点数 增大支承接触面积增大支承接触面积 避免过定位的产生避免过定位的产生使使 用用 于于毛坯表面、断续表面毛坯表面、断续表面或阶梯面或阶梯面(图图a、b)有基准角度误差的平面有基准角度误差的平面(c)几几种种自自位位支支承承的的实实例例球球面面三三点点式式二点浮动式二点浮动式杠杠杆杆二二点点式式辅助

9、支承作作 提高工件的定位刚度和稳定性，减提高工件的定位刚度和稳定性，减用用 小工件的装夹受力变形及加工振动小工件的装夹受力变形及加工振动工作工作 工件定位完成后再使辅助支承与工件工件定位完成后再使辅助支承与工件原理原理 表面接触；辅助支承必须逐件调整。表面接触；辅助支承必须逐件调整。提高定位提高定位稳定性稳定性提高工件刚度提高工件刚度辅助支承辅助支承的应用的应用辅助支承辅助支承不不 起起定位作用定位作用2、工件以圆柱孔定位心心 轴轴 定定 位位过盈心轴过盈心轴小锥度心轴小锥度心轴间隙心轴间隙心轴菱形销菱形销定定 位位 销销固定锥销固定锥销活动锥销活动锥销用于用于粗基准粗基准用于用于精基准精基准

10、圆圆 锥锥 销销3、工件以外圆表面定位支承定位支承定位V V形块形块定定 心心圆柱套圆柱套定定 位位圆锥套圆锥套外圆定心外圆定心夹紧机构夹紧机构V 形形 块块特特 点点 对对 中中 性性 好好;可用于非完整可用于非完整 外圆表面定位外圆表面定位V形块的常用形式形块的常用形式活动活动V形块形块按接触线长短分析圆柱体按接触线长短分析圆柱体在在V形块上的定位形块上的定位定定 位位 套套圆柱套筒圆柱套筒圆锥套筒圆锥套筒4、定位表面的组合实际工件的定位是几个定位表面的组合。实际工件的定位是几个定位表面的组合。常见的定位表面组合有：常见的定位表面组合有： 平面平面 + 平面组合平面组合 平面平面 + 孔的

11、组合孔的组合 平面平面 + 外圆组合外圆组合 平面平面 + 其它表面组合其它表面组合 锥面锥面 + 锥面的组合锥面的组合定位面的主次之分：定位面的主次之分： 第一定位面第一定位面( 支承面支承面 )定位点数最多的定位表面定位点数最多的定位表面 第二定位面第二定位面( 导向面导向面 )定位点数次多的定位表面定位点数次多的定位表面 第三定位面第三定位面( 止动面止动面 )定位点数为定位点数为1的定位表面的定位表面3232典型定位元件的定位能力典型定位元件的定位能力3333典型定位元件的定位能力典型定位元件的定位能力3434典型定位元件的定位能力典型定位元件的定位能力3535典型定位元件的定位能力典

12、型定位元件的定位能力3636典型定位元件的定位能力典型定位元件的定位能力3737典型定位元件的定位能力典型定位元件的定位能力3838典型定位元件的定位能力典型定位元件的定位能力 该零件中批生产，材料为该零件中批生产，材料为45钢。钢。 该铣槽工序在该铣槽工序在X6130卧铣上用三面刃铣刀加工。卧铣上用三面刃铣刀加工。 本工序加工要求为本工序加工要求为（1）槽宽）槽宽12+0.27 mm。（2）槽底至工件底面的位置尺寸）槽底至工件底面的位置尺寸 620.01mm 。（3）槽两侧面对孔轴线的对称度）槽两侧面对孔轴线的对称度0.2mm。（4）槽底面对工件）槽底面对工件B面的垂直度面的垂直度0.10m

13、m。39394040自由度分析自由度分析4141为保证槽底面至工件为保证槽底面至工件B面的垂直度，应限制工面的垂直度，应限制工件件 、 ，选，选B面作定位基准面作定位基准 。 自由度分析自由度分析043. 00144242为保证工序尺寸为保证工序尺寸620.10mm，应限制工件，应限制工件 、，选，选A面为定位基准。面为定位基准。自由度分析自由度分析4343为了方便地控制刀具的走刀位置，还应限制工为了方便地控制刀具的走刀位置，还应限制工件件 。因而工件的六个自由度都被限制。因而工件的六个自由度都被限制。自由度分析自由度分析4444定位基准选择定位基准选择 由分析可知，要使定位基准与设计基准相重

14、由分析可知，要使定位基准与设计基准相重合，所选定位基准是合，所选定位基准是B面、面、 mm孔轴线和孔轴线和A面。面。043. 00144545五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 1 1、夹紧力方向的确定原则、夹紧力方向的确定原则 1)1)主要夹紧力方向应主要夹紧力方向应零件主定位基准，零件主定位基准， 同时保证其他定位面定位可靠；同时保证其他定位面定位可靠； 2 2）夹紧力方向应尽量避开零件刚度薄弱方向）夹紧力方向应尽量避开零件刚度薄弱方向？4646五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 1 1、夹紧力方向的确定原则、夹紧力方向的确定原则 3) 3) 夹紧力方向应尽量有利于减小

15、夹紧力夹紧力方向应尽量有利于减小夹紧力设：设：F F、F FG G、F Fj j分别为分别为切向力切向力、零件重力和夹具夹紧力、零件重力和夹具夹紧力问：下图那种受力分布最好？问：下图那种受力分布最好？4747 2 2、夹紧力作用点的确定原则、夹紧力作用点的确定原则 1) 1) 夹紧力作用点应正对定位元件限位面夹紧力作用点应正对定位元件限位面 或落在多个定位元件组成的定位区域内或落在多个定位元件组成的定位区域内4848五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 2 2、夹紧力作用点的确定原则、夹紧力作用点的确定原则 2) 2) 夹紧力作用点应落在零件刚性好的部位上夹紧力作用点应落在零件刚性好的

16、部位上 尽量减小零件变形尽量减小零件变形4949五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 2 2、夹紧力作用点的确定原则、夹紧力作用点的确定原则 3) 3) 夹紧力作用点应尽量靠近零件被加工面夹紧力作用点应尽量靠近零件被加工面 提高零件被加工部位刚性，减小降低加工振动提高零件被加工部位刚性，减小降低加工振动例：试分析下图例：试分析下图F Fj1j1、F Fj2j2、F Fj3j3、F Fj4j4哪个作用点最合适哪个作用点最合适F Fj1j1F Fj2j2F Fj3j3F Fj4j4零件零件加加工工面面定位元件定位元件解：分析解：分析- -定位域如图定位域如图定位域定位域F Fj1j1、F

17、Fj2j2定位不可靠；定位不可靠；F Fj4 j4 离加工面较远；离加工面较远；F Fj3 j3 作用点选择最好！作用点选择最好！5050五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 2 2、夹紧力作用点的确定原则、夹紧力作用点的确定原则 4) 4) 选择合适的夹紧力作用点的作用形式选择合适的夹紧力作用点的作用形式 减小零件夹紧变形、提高效果减小零件夹紧变形、提高效果毛坯面夹紧毛坯面夹紧球面压点球面压点 薄壁套筒夹紧薄壁套筒夹紧大面积均布大面积均布 已加工面夹紧已加工面夹紧大面积网纹大面积网纹 5151五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 2 2、夹紧力作用点的确定原则、夹紧力作用点的

18、确定原则 5) 5) 夹紧力作用点的数量和布局夹紧力作用点的数量和布局 满足零件可靠定位的需要满足零件可靠定位的需要F Fj1j1、F Fj2j2共同夹紧共同夹紧 5252五、夹具中夹紧力的确定五、夹具中夹紧力的确定 2 2、夹紧力作用点的确定原则、夹紧力作用点的确定原则 6) 6) 夹紧力作用点的数量和布局夹紧力作用点的数量和布局 满足零件加工对刚性的需要满足零件加工对刚性的需要F Fj2j2提高提高加工部位刚性加工部位刚性 53535454夹紧力不得破坏零件的定位夹紧力不得破坏零件的定位夹紧力大小适当夹紧力大小适当操作安全、省力操作安全、省力5555机床夹具的机床夹具的组成组成定位元件定位

19、元件夹紧装置夹紧装置对刀、引导元件对刀、引导元件其它装置或元件其它装置或元件夹具体夹具体连接元件连接元件5656v设计夹具时应考虑的问题夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）传力方式（手动、气动、液力、电力等）夹紧机构（增力、快速、机动等）5757v对夹紧装置的设计要求 能保持工件定位时已获得的正确位置 夹紧要可靠和适当 操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高 夹紧装置的自动化和复杂程度与生产批量与生产方式相适应 有良好的工艺性和经济性5858螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构偏心夹紧机构偏心夹紧机构定心夹紧机构定心夹紧机构斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构铰链夹紧机构铰链夹紧机构多件联动夹紧机构多件联动夹紧机构

20、6) 6) 夹紧机构夹紧机构5959在轴上钻孔时所用的一种简单夹具在轴上钻孔时所用的一种简单夹具1、挡铁、挡铁 ；2、V形铁；形铁；3、夹紧机构；、夹紧机构；4、工件；、工件；5、钻套；、钻套；6、夹具体、夹具体6060移动式钻模示意图，这种移动式钻模示意图，这种夹具主要用于加工小孔，夹具主要用于加工小孔，它使用专门设计的导轨它使用专门设计的导轨和定程机构来控制移动和定程机构来控制移动的距离（即工件上两孔的距离（即工件上两孔的距离）的距离）1、导轨；2、定程板61616262夹具总图上公差值的确定夹具总图上公差值的确定v直接影响工件加工精度的夹具公差直接影响工件加工精度的夹具公差 夹具公差取工

21、件公差的1/21/5。工件产量大，精度低时，取小值；反之取大值。v与工件上未注公差的加工尺寸对应的夹具公差与工件上未注公差的加工尺寸对应的夹具公差v 工件的加工尺寸未注公差时，工件公差视为IT141T12，夹具上的相应尺寸公差按IT11IT9标注；v 工件上的位置要求未注公差时，工件位置公差L视为911级，夹具上相应位置公差按7 9级标注；v 工件上加工角度末注公差时，工件公差视为3010，夹具上相应角度公差标为103。6363 夹具精度的校核夹具精度的校核误差不等式误差不等式 D A T G K D 定位误差；定位误差； 通常若这项误差通常若这项误差 D1/3 K 即可认为定位方案可行即可认

22、为定位方案可行 A 安装误差；安装误差； T 调整误差；调整误差；（通常 A T1/3 K） G 加工方法误差；（加工方法误差；（具有很大的偶然性，很难精确计算，通 常也取 1/3 K 作为估算范围） K 工件工序尺寸公差工件工序尺寸公差 各项误差的总和应小于工序尺寸公差各项误差的总和应小于工序尺寸公差6464工件在夹具上加工的精度分析工件在夹具上加工的精度分析v影响加工精度的因素影响加工精度的因素定位误差定位误差对刀误差对刀误差安装误差安装误差夹具制造误差夹具制造误差加工方法误差加工方法误差v保证加工精度的条件保证加工精度的条件65（一）概述（一）概述1 1、基准的概念、基准的概念1 1）定

23、义：）定义： 基准基准是指工件上的一些点、线、面。是指工件上的一些点、线、面。（在零件设计（在零件设计或加工中，可以用这些点、线、面来确定其或加工中，可以用这些点、线、面来确定其 他他 点、线、点、线、面的位置）。面的位置）。 2 2）基准分类）基准分类（1 1）设计基准：）设计基准：（零件图中所使用的基准）（零件图中所使用的基准）（2 2）工艺基准：）工艺基准：是指是指加工过程中加工过程中所使用的工件上的一所使用的工件上的一些些线或线或面面，但不能是点！但不能是点！（工艺基准必须具（工艺基准必须具有一有一定大小定大小的面积）的面积）66c c：对刀基准：对刀基准：调整刀具位置调整刀具位置时所

24、使用的基准。时所使用的基准。d d：度量基准：度量基准：测量时所用的基准。测量时所用的基准。e: e: 装配基准：装配基准：装配零件所依据的基准。装配零件所依据的基准。 a a：工序基准：工序基准 加加工过程中工过程中工序尺寸的设计基准工序尺寸的设计基准称为工序基准称为工序基准。 b b：定位基准：定位基准 在在加工过程中加工过程中使工件占据正确加工位置所依据的使工件占据正确加工位置所依据的基准基准，亦即工件与夹具定位元，亦即工件与夹具定位元件、定件、定位工作面接触或位工作面接触或配合的表面。配合的表面。67基准的判基准的判别别例如：下图中：例如：下图中：下母线下母线B B是是零件图中工序尺寸

25、零件图中工序尺寸 的的设设计基准计基准；下下母线母线B也是也是铣削键槽铣削键槽 时的时的工序基准工序基准；轴轴的中心的中心O O是是V V形块定位时的形块定位时的定位基准定位基准（位（位置随置随直径的大小直径的大小而改变）而改变）； 3H3H工序尺寸工序尺寸零件图零件图加工过程中加工过程中68又如：下图中：又如：下图中：孔中心孔中心O是是铣削上平面时的铣削上平面时的设计基准设计基准；也也是是铣削上平面加工过程铣削上平面加工过程中的工序基准中的工序基准；还；还是是心轴定位心轴定位时的时的定位基定位基准，准，定定位心轴中位心轴中心心 为为对刀基准对刀基准。1O孔与心轴间无间隙时孔与心轴间无间隙时孔

26、与心轴间存在间隙时孔与心轴间存在间隙时69（二）定位误差及其产生原因（二）定位误差及其产生原因 1 1定位误差：定位误差： 1)1)基本概念基本概念 用夹具装夹加工一批工件时，用夹具装夹加工一批工件时，由于定位不准确引由于定位不准确引起起该批工件在某加工精度参数（尺寸、位置）该批工件在某加工精度参数（尺寸、位置）的加工的加工误差误差，称为，称为该加工精度参数的定位误差该加工精度参数的定位误差（简称定位误（简称定位误差）。差）。 2)2)定位误差的大小：定位误差的大小： 定位误差定位误差指一批工件在夹具中定位时，工件的设指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或计基准（或工序基准工序基准）在加

27、工尺寸方向上的最大变动在加工尺寸方向上的最大变动量，量，以以dw dw 表示。表示。 （工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响）工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响）70 定位误差定位误差包括包括基准不重合误差基准不重合误差 和基准位移误差和基准位移误差即：即： = dwjbjwjbjw注：注：1 1、根据一批工件的定位由一种可能的极端位、根据一批工件的定位由一种可能的极端位置变为另一种极端位置时，置变为另一种极端位置时， 和和 的方向的方向的异同，以确定公式中的加减号的异同，以确定公式中的加减号。 2 2、定位基准、定位基准无位置变动无位置变动，基准位移误差为零基准位移误差为零；定位基

28、准与工序定位基准与工序基准重合基准重合，基准不重合误差为零基准不重合误差为零。jbjw712 2、基准不重合误差：、基准不重合误差： 当定位基准和工序基准不重合时，当定位基准和工序基准不重合时，工序基准相工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大位移量对于定位基准在加工尺寸方向上的最大位移量，用用 表表示。示。 定位基准与工序基准之间必然定位基准与工序基准之间必然存在一个联系尺存在一个联系尺寸寸L L，称为定位尺寸，称为定位尺寸，基准不重合误差就是定位尺基准不重合误差就是定位尺寸的公差。寸的公差。在设计夹具时，应尽量使两者重合。在设计夹具时，应尽量使两者重合。jbjb72 基准不重合误差基准

29、不重合误差jb ： 其大小等于工序基准与定位基其大小等于工序基准与定位基准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）。 【例例1 】 一次安装加工两孔一次安装加工两孔A和和B，孔，孔B在在X方向定位基准方向定位基准C与设与设计基准计基准A不重合，不重合，基准不重合误差为基准不重合误差为联系联系尺寸尺寸22的公差的公差0.2733 3、基准位移误差、基准位移误差 ：对刀基准对刀基准：调调整刀具位置整刀具位置时所用的基准。时所用的基准。jbjb74一一套筒类零件放在水平心轴上定位而铣键套筒类零件放在水平心轴上定位而铣键槽，槽，加工加工时要保证尺寸时要保证

30、尺寸b和和h，b是由刀具本身的宽度尺寸决定，是由刀具本身的宽度尺寸决定，尺寸尺寸h则则按心轴中心调整好铣刀的高度位置按心轴中心调整好铣刀的高度位置h1h1来保证。来保证。（即心轴中心就是对刀基准！即心轴中心就是对刀基准！）【例如例如】：75当保证键槽尺寸当保证键槽尺寸h h时：时： 定位基准定位基准: :工件内工件内孔中心线；孔中心线；工序基准工序基准: : 圆柱的下母线圆柱的下母线A A；对刀基准对刀基准: :定位定位心轴的外圆中心线。心轴的外圆中心线。基准分析基准分析: :76b bb bh-h-h h? ? DmaxDmaxD minD minhminhmin基准位移误差产生原因基准位移

31、误差产生原因hmaxhmax基准分析：基准分析：当保证尺寸当保证尺寸h1h1时：时： 定位基准定位基准:工件工件内孔中心线；内孔中心线；工序基准工序基准: 工件工件内孔中心线；内孔中心线；对刀基准对刀基准: 定位定位心轴的外圆中心线。心轴的外圆中心线。77由上分析可知：由上分析可知： 当当定位基准和工序基准不重合定位基准和工序基准不重合时，工序基准相对时，工序基准相对定位基准产生位移，会产生基准不重合误差定位基准产生位移，会产生基准不重合误差 jbjwjbdw 当当两项误差同时发生时两项误差同时发生时，所产生的，所产生的定位误差定位误差为工序基准相对于对刀基准的最大位移为工序基准相对于对刀基准

32、的最大位移jw 当当定位副制造不准确时定位副制造不准确时，会引起，会引起定位基准相对定位基准相对于对刀基准于对刀基准产生位移，从而产生基准位移误差产生位移，从而产生基准位移误差78误差不等式：误差不等式： 判断定位方案是否合理可行的依据是判断定位方案是否合理可行的依据是 Tdw31 式中：式中：T-工序尺寸的公差。工序尺寸的公差。例如：例如：上例铣键槽时，定位误差不得大于上例铣键槽时，定位误差不得大于键槽键槽尺寸尺寸 h 公差的公差的1/3, 即即 。31)(hT79 1平面定位时的定位误差平面定位时的定位误差 定位基准和对刀基准是重合的定位基准和对刀基准是重合的，不存在基，不存在基准位移误差

33、，准位移误差， 其可能产生的误差是基准不重合误差。其可能产生的误差是基准不重合误差。0jbdwjw = = 0 08052520.020.0230300.100.1060600.060.06? ?12H812H8A AB B C CD D0.040.04( (a)a)( (b)b) 铣台阶面工序定位误差的分析计算铣台阶面工序定位误差的分析计算【例例1 1 】加工一批工件如图所示，除了加工一批工件如图所示，除了A、B处台阶处台阶面其余各表面均已加工完成，现在采用由图所示夹面其余各表面均已加工完成，现在采用由图所示夹具定位方案加工具定位方案加工A、B面，保证尺寸面，保证尺寸300.1mm和和600

34、.06mm，试分析此定位方案产生的定位误差能，试分析此定位方案产生的定位误差能否满足加工要求。否满足加工要求。811300.1，定位基准定位基准是是C，工序基准工序基准是孔的轴线，是孔的轴线，定位尺寸定位尺寸为为520.02， （定位基准与定位基准与对刀基准是同一平面）对刀基准是同一平面） （工序基准相对于定位基准的位移量）（工序基准相对于定位基准的位移量） 故故可以满足要求可以满足要求0jw04.0jb04.0jwjbdw066.02 .031dw 2600.06，定位基准定位基准D，工序基准为工序基准为D，定位，定位基准和工序基准重合，基准和工序基准重合，定位基准与对刀基准重合。定位基准与

35、对刀基准重合。 ， 所以所以 0jb0jwjbdw0jw82【例例2 】如下图所示零件的定位方案，求铣如下图所示零件的定位方案，求铣A A、B B两平面时两平面时L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4的定位误的定位误差差L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4？TDjbjyjbL210102jyjbLTDTDjyjbL0304jyjbL工序基工序基准：准：工序图上工序尺寸的设计基准。工序图上工序尺寸的设计基准。对刀基准：调整刀具位置时所用的基准。对刀基准：调整刀具位置时所用的基准。定位基定位基准：准：在加工过程中使工件占据正确加工位置所使用的基准在加工过程中使工件

36、占据正确加工位置所使用的基准解：解：832 2圆孔定位时定位误差的计算圆孔定位时定位误差的计算 工件采用圆孔定工件采用圆孔定位时位时，工件定位面是圆柱孔，工件定位面是圆柱孔，定位工件的定位工作面是外圆柱面，两者以一定性质定位工件的定位工作面是外圆柱面，两者以一定性质的配合实现工件定心定位，应根据配合性质的不同，的配合实现工件定心定位，应根据配合性质的不同，分别计算定位误差。分别计算定位误差。 1）定位面与定位工作面是过盈配合，）定位面与定位工作面是过盈配合，不存在配合间不存在配合间隙。则，隙。则，0jwjbdw84)(21minmaxdDjw其中：其中： 为为定位孔的最大值定位孔的最大值 为为

37、定位用心轴定位用心轴或销子的或销子的最小直径最小直径maxDmind2 2）定位面和定位工作定位面和定位工作面面间间隙配合隙配合 根据前述，根据前述， 是由内孔和心轴之间的最大间隙所是由内孔和心轴之间的最大间隙所决定的：决定的： jw（即（即 等于等于定位的定位的孔和心轴间最大间隙的一半！孔和心轴间最大间隙的一半！）jwb b b bh-h-h h? ? DmaxDmax? ?dmindminhminhmin基准位移误差产生原因基准位移误差产生原因hmaxhmax85【例例3 3 】有一批如图所示的工件，外圆为有一批如图所示的工件，外圆为 ， 内孔为内孔为 ，两端面均已加工合格，并保证外圆，两

38、端面均已加工合格，并保证外圆对内孔的同轴度误差对内孔的同轴度误差 在范围内。今按图示的在范围内。今按图示的定位方案，用定位方案，用 心轴定位，在立式铣床上用顶心轴定位，在立式铣床上用顶尖顶住心轴铣尖顶住心轴铣 槽子。除槽宽要求外，还应保证槽子。除槽宽要求外，还应保证下列要求：下列要求：（1 1）槽的轴向位置尺寸；）槽的轴向位置尺寸；（2 2）槽底位置尺寸）槽底位置尺寸试分析计算定位误差，判断定位方案的合理性。试分析计算定位误差，判断定位方案的合理性。 )(6500016. 0h)(630021. 00H015. 0)(eT)(630007. 0020. 0g)(9120043. 0h)(122

39、5021. 01hL)(1242025. 01hH86解：解：（1）对尺寸）对尺寸 而而言：言： 工序基准、定位基准和对刀基准都是工件左端面工序基准、定位基准和对刀基准都是工件左端面，平，平面定位。所以面定位。所以 ， ，0jw0jb0jwjbdw(2)对尺寸对尺寸 来说：来说： 尺寸尺寸 的的定位误差：定位误差： 工序基准为工序基准为外圆下母线，外圆下母线， 定位基准为定位基准为内孔中心线，内孔中心线， 对刀基准为对刀基准为心轴中心线。心轴中心线。 定位基准和工序基准不重合，定位基准和工序基准不重合，定位尺寸为定位尺寸为 （这仅是这仅是外圆外圆下母线下母线和和外圆圆心之间的外圆圆心之间的位置

40、关系，位置关系，没考虑同轴度！没考虑同轴度！）1H)(650210016. 0h008.0016.0211jb)(1225021. 01hL)(1242025. 01hH87内内孔和外圆有同轴度误差，这项误差会引起的基准孔和外圆有同轴度误差，这项误差会引起的基准不重合不重合误差为：误差为： 则则（基准不重合误差是这两项之和！（基准不重合误差是这两项之和！）内孔和心轴作间隙配合，所引起的基准位移误差内孔和心轴作间隙配合，所引起的基准位移误差为为： 三个量都是独立变量，互不相干，三个量都是独立变量，互不相干，又都在同一尺寸方向上，因此又都在同一尺寸方向上，因此 定位误差占定位误差占尺寸公差的尺寸公

41、差的 ，能保证加工能保证加工要求。要求。015.0)(2eTjb0205.0)020.030(021.0302121minmax）（dDjw1jb2jbjw044. 0021. 0015. 0008. 021jwjbjbdw%6 .1725. 0044. 031023. 0015. 0008. 021jbjbjb883 3、V V形块定位外圆时的定位误差形块定位外圆时的定位误差的分析计算的分析计算 89 如上图，如上图，O为理为理论 圆 的 中 心 ，论 圆 的 中 心 ，O，O为为外圆直径为外圆直径为dmax和和dmin，时的圆时的圆心 位 置 。 在心 位 置 。 在OC CO中，中，22

42、minmax212 sin2)(sin)(sindTddcooojwo oC Cdmaxdmaxdmindmindodo1o 1o V V 形块定位外圆时的定位误差分析计算形块定位外圆时的定位误差分析计算JWJBDW90【例例4 4 】一批如图（一批如图（a）所示工件，外圆已经加工合）所示工件，外圆已经加工合格，现在用格，现在用V形块定位铣宽度为形块定位铣宽度为b的槽，若要求保证槽的槽，若要求保证槽底的尺寸分别为底的尺寸分别为L1，L2，L3，试分别计算这三种不，试分别计算这三种不同尺寸要求的定位误差。同尺寸要求的定位误差。（a a）b bL1L1L3L3d dT(d)/2T(d)/2L2L2

43、o oM MN N91d+T(d)/2d+T(d)/2d-T(d)/2d-T(d)/2L1minL1minL1maxL1max （b b） 1o1o1dw 1 1）L1L1的定位误差的定位误差92解：解：1）L1的定位误差的定位误差 L1工序基准为工序基准为外圆轴线，外圆轴线， 定位基准为定位基准为外圆轴线。两者不存在基准外圆轴线。两者不存在基准不重合误差，故不重合误差，故 对刀基准为理论圆中心对刀基准为理论圆中心。存在基准位移。存在基准位移误差误差0jbjw22minmax21sin2)(sin)(dTddjw2sin2)(dTjwjbdw93d+T(d)/2d+T(d)/2d-T(d)/2

44、d-T(d)/2L2maxL2maxL2minL2min L3maxL3max（c c）1o 1o2dw L3minL3min 3dw V V形块定位外圆铣槽时的三种不同尺寸要求及其定位误差计算形块定位外圆铣槽时的三种不同尺寸要求及其定位误差计算M MN N2 2）L2L2尺寸的定位误差尺寸的定位误差94 L2L2的工序基准的工序基准: :外圆上母线，外圆上母线， 定位基准定位基准: :外圆中心，外圆中心，存在基准不重合误差存在基准不重合误差( (工工序基准序基准M M由于定位圆柱面由于定位圆柱面的制造误差引起的位移的制造误差引起的位移) )： 对刀基准为对刀基准为理论圆中心。存在基准位移误差

45、：理论圆中心。存在基准位移误差：2)(dTMMjbjw22minmax21sin2)(sin)(dTddjwL2L2尺寸的定位误差尺寸的定位误差dmaxMMdmin95 L2 的定位误差为两者的合成。两者都是由外圆直的定位误差为两者的合成。两者都是由外圆直径的变化同时引起的。所以径的变化同时引起的。所以要判断两者的方向要判断两者的方向特点。特点。 当外圆直径从大到小时，当外圆直径从大到小时，工序基准工序基准M M相对相对定位基准定位基准O O是向是向O O方向即方向即向下偏移向下偏移的的（如下图所示如下图所示）。 当放入当放入V形块中后，形块中后，当外圆直径由大变小时，当外圆直径由大变小时，定

46、定位基准位基准（轴心线轴心线）相对）相对对刀基准对刀基准（理论轴中心理论轴中心）也是）也是向下偏移向下偏移的。的。 综综合起来两者合成合起来两者合成方向相同方向相同( (取取+ +号号） 2sin2)(2)(dTdTjwjbdw96d+T(d)/2d+T(d)/2d-T(d)/2d-T(d)/2L2maxL2maxL2minL2min L3maxL3max（d d）1o 1o2dw L3minL3min 3dw V V形块定位外圆铣槽时的三种不同尺寸要求及其定位误差计算形块定位外圆铣槽时的三种不同尺寸要求及其定位误差计算M MN N 3 3）L3L3尺寸的定位误差尺寸的定位误差97 L3的工序

47、基准为的工序基准为外圆下母线，外圆下母线， L3的的定位基准为定位基准为外圆中心，存在基准不重合误差：外圆中心，存在基准不重合误差： 对刀基准为理论圆中心对刀基准为理论圆中心。存在基准位移误差。存在基准位移误差2)(dTjb22minmax21sin2)(sin)(dTddjwjw L3L3尺寸的定位误差尺寸的定位误差同理：同理：98 L3 L3 的定位误差为两者的合成的定位误差为两者的合成。两者都是由外圆。两者都是由外圆直径的变化同时引起的。所以直径的变化同时引起的。所以要判断两者的方向要判断两者的方向特特点点： 当外圆直径从大到小时，当外圆直径从大到小时，工序基准工序基准N N相对相对定位

48、基准定位基准O O是向是向O O方向即方向即向上偏移向上偏移的（的（从零件图上看从零件图上看）。）。 当放入当放入V V形块中后，形块中后，当外圆直径由大变小时，当外圆直径由大变小时，定位定位基准基准（轴心线轴心线）相对对刀基准（相对对刀基准（为理论圆中心）为理论圆中心）是是向向下偏移下偏移的的。综合起来。综合起来两者合成方向相反两者合成方向相反(取取-号号）。2)(sin2)(2dTdTjbjwdw注意：注意：两者中的大值减小值！两者中的大值减小值！ooMNo99【例例5 5】如图所示，已知，如图所示，已知， 两两外圆同轴度公差为外圆同轴度公差为0.02，V形块夹角形块夹角=90。0021.

49、 0125d0025. 0240d定位方案如图所示，试计算：定位方案如图所示，试计算：（1）铣键槽时）铣键槽时尺寸尺寸A及及对称度对称度的定位误差的定位误差；（2）若键槽深度要求）若键槽深度要求A= , 键键槽对称中心对槽对称中心对 轴线的对轴线的对称度公差为称度公差为t=0.25，问此，问此定位方案可行否？定位方案可行否？017. 08 .342d100解：解：（1）定位误差的计算）定位误差的计算1 1）键槽中心）键槽中心对称度对称度的定位误差的定位误差（仅有基准不重合误差）：（仅有基准不重合误差）： 槽宽的槽宽的定位基准：定位基准：小外圆轴心，小外圆轴心， 槽宽的槽宽的工序基准：工序基准：

50、大外圆中心大外圆中心， 槽宽的槽宽的对刀基准：对刀基准：V V形块上小圆的理论圆中心。形块上小圆的理论圆中心。 由于由于两外圆有同轴度误差两外圆有同轴度误差，所以存在基准不重合误差，所以存在基准不重合误差 = = 0.020.02jb对刀基准和定位基准存在的对刀基准和定位基准存在的基准位移误差发生在垂直方向基准位移误差发生在垂直方向和对称度误差无关和对称度误差无关。因此。因此在对称度方向上在对称度方向上， =0jw02. 0)(jwjb对称度dw101定位基准：定位基准：小外圆小外圆 轴线，轴线，工序基准：工序基准：大外圆大外圆 的下母线，的下母线，对刀基准：对刀基准：V V形块形块上上小圆的

51、小圆的理论圆中心理论圆中心由于定位基准和工序基准不重合，且两外圆有同由于定位基准和工序基准不重合，且两外圆有同轴度误差，所以存在基准不重合误差：轴度误差，所以存在基准不重合误差：1d2d0325.002.02025.022轴度同djbtT对刀基准和定位基准对刀基准和定位基准存在基准位移误差：存在基准位移误差： 01485.0414.1021.02sin2021.02sin21djwT2 2）A A尺寸的定位误差：尺寸的定位误差：102 两个误差对尺寸两个误差对尺寸A A的影响的影响是相互独立的是相互独立的，因此，因此总的定位误差为总的定位误差为：047.0jwjbdw%3 .33%9 .2717. 0047. 0AdwT%,3 .33%825. 002. 0)(tdw 对称度故此定位方案可行。故此定位方案可行。 2 2）分析定位方案是否可行）分析定位方案是否可行10301jb3.0453.002tgjb如图所示零件已加工好如图所示零件已加工好10010000 5 .，404000 3 .，4545，求尺寸求尺寸L的定位误差。的定位误差。【例例6】 由由100100引起的引起的基准位移误差：基准位移误差： L L 的定位误差为：的定位误差为： 解：解： 由由4040引起的引起