定位误差的分析

1、定位误差的分析计算定位误差的分析计算 定位包含确定确定和正确正确，定位基本原理解决了确定问题，如何解决正确问题，是本节要讨论的主要问题。 、定位误差及其产生的原因 (1)举例 如图2.39所示，工件以内孔在心轴上固定单边接触定位，在外圆面上铣平面，保证图示加工要求，试分析加工一批工件时，对工序加工要求H或H1或H2或H3产生的定位误差。 图2.39 定位误差产生分析 O1 轴心；O2 孔心；D 孔min直径；D 孔公差；d 轴max直径；d 轴公差；R 、R工件外圆半径、公差图2.40(a) H定位误差产生分析A是工序基准上极位点、A2是工序基准下极位点分析：本工序加工要求有：H或H1或H2或

2、H3。 对H1：为上下方向，定位基准是O2，工序基准是A。 1)当d=D时(工件定位基面与定位元件工作表面重合，称定位付准确)，最小配合间隙为0，O1与O2重合： 当工序尺寸为H1时，工序基准A与定位基准O2不重合，R直接影响H1 ； 当工序尺寸为H时，工序基准O2与定位基准O2重合，无这项误差； 基准不重合误差基准不重合误差(jb)： 因工序基准与定位基准不重合(原因)，用调整法加工一批工件时(条件) ，引起工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上产生的最大变化量 (结果)，称为基准不重合误差。 jb为工序基准相对定位基准的为工序基准相对定位基准的max变化量变化量 把工序基准与定位基准之间的联

3、系尺寸称定位定位尺寸尺寸，jb的值就是定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。 由上定义知，当dD时，工件平移并不影响jb。 2)当dD时(称定位付不准确，因设计、制造原因产生)，O2与O1不重合： 工件向下产生最大平移，即O2相对O1在加工尺寸方向上向下产生的最大变化量：1/2(Dmaxdmin)，也影响H1产生误差。 基准位移误差基准位移误差(db)： 因定位付不准确(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起定位基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量(结果)，称为基准位移误差。 db为定位基准相对定位基准的为定位基准相对定位基准的max变化量变化量 上述jb、db均影响H1，把综合影响

4、称定位误差dw。 由图2.39a)知：dw=jb+db。 l定位误差定位误差(dw)：l 因工序基准与定位基准不重合和定位付不准确(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量(结果)，称为定位误差。 dw为工序基准相对工序基准的为工序基准相对工序基准的max变化量变化量由此可见：定位误差值是一批工件可能产生的最大定位误差范围，它是一个界线值，并非某个工件的定位误差值。 图2.40(b) H定位误差产生分析C是工序基准上极位点、C2是工序基准下极位点 对H2：为上下方向，定位基准是O2，工序基准是C。由图2.39b)知： jb=D/2 db=1/2(

5、Dmaxdmin) dw =jb+db 图2.40(c) H3定位误差产生分析 B是工序基准上极位点、B2是工序基准下极位点 对H3：为上下方向，定位基准是O2，工序基准是B，由图2.39c)知： jb=D/2 db=1/2(Dmaxdmin) dw=dbjb 可见可见db与工序基准变化无关。与工序基准变化无关。 结论工件定位的任务：a)确定：限制了应该限制的自由度 b)正确：dw1/3T dw产生的原因a)基准不重合 b)定位付不准确 定位限制自由度 定位：定位：指一批工件的定位基准先后和夹具上的定位元件相接触，限制了满足该工序加工要求应该限制的自由度，同时使该工序的工序基准在加工尺寸方向上

6、相对产生的最大变化量小于三分之一工序位置尺寸的公差。 2、jb与db的合成规律： 当jb与db无共同变量因素时，称其“独立”，合成“+” ； 当jb与db有共同变量因素时，称其“相关”（ 当工序基准在定位基面上时，一定“相关”）； 合成同同 异异 + ：在工序尺寸方向上，工件的工序基准与工件与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+。3、定位单个典型表面时定位误差的分析计算 jb的计算 首先找到要分析方向的工序位置尺寸的工序基准和定位基准其次找到定位尺寸最后把定位尺寸公差向工序位置尺寸方向投影即得jb 例1：如图2.41(a)工件以A面定位加工F面，计算jb分析： a)

7、找工序基准和定位基准：工序基准为C、定位基准为A； b)找定位尺寸：解如图(b)尺寸链得定位尺寸的公差：L=0.05 c)因定位尺寸方向与工序位置尺寸方向一致，即有jb=0.05 例2：如图2.42工件以A、B面定位加工E面，计算jb。 图2.42 铣平面jb分析 分析：工序尺寸为h，工序基准为内孔中心，定位基准为A、B面定位尺寸为a、b个，a、b的变化均产生jb，但方向不一致，需投影： 见图2.42a)的影响：jba=2asin 见图2.42b)的影响： jbb=2bcos jb=jba+jbb= 2asin + 2bcosdb的计算 工件以平面定位：定位基准是平面本身。 db=0 例3：如

8、图2.43两种方案铣平面，试分析定位误差。 图2.43平面定位误差分析 分析：方案(a)：jb=0.28 db=0 T=0.3 dw=0.281/3T 此方案不可用方案(b)：jb=0 db=0 dw=0 此方案可用 工件以圆孔面定位：一般定位基准为孔中心线。 D、D孔径、孔公差； d、d轴径、轴公差； min最小配合间隙 a)静配合定位： db=0 b)动配合定位固定单边接触：db= 1/2(Dmaxdmin) =1/2(D+d +min) 任意边接触：db=1/2(D+d +min)D+d +min 例：如图2.44，工件以内孔在心轴上固定单边接触或任意边接触定位加工平面，试分析工序尺寸分

9、别为 h1、h2、h3(工序基准为外圆中心线)、h4、h5时的定位误差。 DDdd图2.44 圆孔定位误差分析 分析：若工件外圆和内孔的同轴度误差为b固定单边接触：不考虑内孔与外圆的同轴度误差固定单边接触：不考虑内孔与外圆的同轴度误差 工序尺寸jbdbdw备注h1R1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)+R独立“+”h21/2D1/2(D+d+min)1/2(d+min)相关同“”h301/2(D+d+min)1/2(D+d+min)h41/2D1/2(D+d+min)D1/2(d+min) 相关异“”h5R1/2(D+d+min)1/2(D+d+min) +R独立“+”固定单边接触

10、：考虑内孔与外圆的同轴度误差固定单边接触：考虑内孔与外圆的同轴度误差b 工序尺寸jbdbdw备注h1R+b1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)R +b独立“+”h21/2D1/2(D+d+min)1/2(d+min)相关同“”h30+b1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)+bh41/2D1/2(D+d+min)D1/2(d+min) 相关异“”h5R+b1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)R +b独立“+”L =R+bjb= R+b任意边接触：不考虑内孔与外圆的同轴度误差任意边接触：不考虑内孔与外圆的同轴度误差 工序尺寸jbdb上=db下dw备注h1R1/2

11、(D+d+min)jb+db上+db下=R+D+d+min独立“+”h21/2D1/2(D+d+min)(db上+jb)+( db下jb)=D+d+min上移：jb与db上异+下移：jb与db下同h301/2(D+d+min)db=D+d+minh41/2D1/2(D+d+min)(db上jb)+(jb+ db下)=D+d+min 上移：jb与db上同下移：jb与db下异+h5R1/2(D+d+min)jb+db上+db下= R+D+d+min独立“+”1、工件以外圆在V型块上定位 2、工件以外圆支承定位 3、工件以外圆在套筒中定位 最常见的是工件以外圆在V型块上定位，定位基准是外圆中心线。当

12、工件外圆直径发生变化时，其中心线在V型块对称面上下移动，如图2.45 ，d、T(d)为工件外圆直径、公差，分析计算db： 图2.45 v型块定位误差分析 CO1=T(d)/2O1O1=dbSin(/2)= T(d)/2/ db db= T(d)/2/ Sin(/2)db=T(d)/2sin(/2) 当=60时 db=1.0 T(d)当 = 9 0 时 ( 以 后 不 告 诉 均 为 9 0 ) db=0.707T(d)当=120时 db=0.577 T(d)由上结果知：V型块夹角越小，db越大，但对中性越好；V型块夹角越大，db越小，但对中性越差。 例1：如图2.46工件以外圆在V型块上定位铣

13、槽，试分析当工序尺寸分别为L1、L2、L3时的定位误差。 图2.46 工件以外圆在V形块定位误差分析 工序工序尺寸尺寸jbdbdw备注备注L100.707T(d)0.707T(d)L20.5 T(d) 0.707T(d)1.207 T(d)相关异“+”L30.5 T(d) 0.707T(d)0.207 T(d)相关同“”2) 工件以外圆支承定位，定位基准是接触的点线，所以有db=0例2：如图2.47工件以外圆d-T(d)双支承定位铣通槽见图2.47，保证左右方向的对称度P和上下方向的工序尺寸L1或L2或L3，试分析定位误差。 图2.47 双支承立定位误差分析 分析如下表：定位基准是接触的两母线

14、 工序工序尺寸尺寸jbdbdw备注备注pT(d)/20T(d)/2L1T(d)/20T(d)/2L2T(d)0T(d)L3000 分析如下表：认为定位基准是中心线 工序尺寸工序尺寸jbdbdw备注备注p0T(d)/2T(d) /2L10T(d)/2T(d)/2L2T(d)/2T(d)/2T(d)相关异“+”L3T(d)/2T(d)/20相关同“”3）工件以外圆在套筒中定位，定位基准是外圆中心线。分析与工件以内孔在心轴上定位相同 009. 0025. 0025. 00/406/740gH4、组合定位时定位误差的分析计算、组合定位时定位误差的分析计算 基准不重合误差的计算与前方法基准不重合误差的计

15、算与前方法相同，下面重点分析基准位移误差的相同，下面重点分析基准位移误差的计算。计算。 工件以两孔一面在两销一面上定位 由前面分析知，工件以两孔一面在两销一面上定位，两孔常用定位元件为圆柱销和削边销，工件在平面上的运动方式有：平移、转动、平移与转动。图2.48(a) 基准相对位置变化分析 图2.48(b) 基准相对位置变化分析 在两销连线方向上的平移因削边销间隙的增大，平移由圆柱销所在定位付决定db1 =D1 +d1+1 垂直两销连向方向上的转动：分析如图2.48(a)tg 1 =( + +1+ + +2)/2L1D1d2D2d 在垂直两销连向方向上平移db1后转动： 分析如图2.48(b)

16、tg 2=( D2 +d2 +2 D1 d11) / 2L(2)定位误差要结合具体加工要素来分析计算 由上分析见图2.49知： 对于垂直两孔连线方向的加工要求：对于垂直两孔连线方向的加工要求： 1)当加工要素位于两孔之间时，平移db1转动2后，基准位移误差最大 。 2)当加工要素位于两孔之外时，转动1后误差最大； 对于平行两孔连线方向的加工要求：对于平行两孔连线方向的加工要求： db=db1。图2.49 两孔定位时垂直两孔连线方向工序尺寸的定位误差分析 例1：如图2.50工件以两孔一面在两销一面上定位加工孔，试设计两销直径并进行定位误差分析10H7(+0.015)。 解：a)销1布右孔 d1

17、=10g6= 1=0.005 b) LKK=700.05 LJ J =700.02 c)查表2.1 b=4 2 =2b/D2（ kJ1/2） 8/10(0.05+0.020.005/2)=0.054 d2=(100.054)h6= 005. 0014. 010054. 0063. 010对30：jb=0 db= db1 =0.015+0.009+0.005=0.029dw=0.029d)定位误差分析对20： 1max=0.029 2max=0.078 jb=0 db应是上下平移db1 转动 2后最大：由下图分析知：X/70=Y/30(2max1max)/2/ 70 = Y/30Y =(2max

18、1max) / 2/ 7030 =0.0105db=1max+2Y =0.029+0.021 =0.05dw=0.052.6 定位方案设计定位方案设计及定位误差分析示例及定位误差分析示例 例1：如图2.53a)加工平面保证A= ，已知：d= ；B= ； =60,求dw。 16. 040035. 090062. 035图2.51 组合定位误差分析 对A：jb=0 dbd=d/2sin30 =0.035 dbB=tg60 =0.107db =0.035+0.107 =0.142dw=0. 142 021. 025025. 04017. 08 .34图2.52 定位误差分析实例 解：对称度0.1：jb=0.02 db=0 dw=0.02 尺寸A： jb=0.02+0.0125=0.0325 db=0.7070.021=0.0148 dw=0.04731/3 T 满足 例3：如图2.53加工宽度为4的通槽，试确定位方案。解：图2.53 两孔定位误差分析 xyz图2.53 定位方案设计 工序加工要求：槽宽4；槽深3；槽的对称度。1) 限