机械制造技术基础第16讲(2015)

1、第二节 影响机械加工精度的因素,一、工艺系统的几何误差 （一）机床的几何误差 （二）刀具的几何误差 （三）夹具的几何误差,二、装夹误差 装夹误差包括定位误差和夹紧误差两个部分。 （一）定位误差 1. 定位误差的概念 定位误差是指一批工件采用调整法加工时，因定位不准确而引起的误差。,图4-11a是一个铣平面工序的工序简图。 已知工件内孔直径为 ，外圆直径为 ，工件以内孔在水平放置的 心轴上定位。,图4-11a） 定位误差计算示例,由图4-11知，本工序的工序基准与定位基准不重合。,图4-11 定位误差计算示例,定位基准,工序尺寸,工序基准,定位基面,如图4 -11b 所示，由于工件的工序基准与定

2、位基准不重合，致使工序基准在工序尺寸方向上产生位置变化，其最大位移量为：,该项误差称为基准不重合误差，用jb表示。 jb主要取决于工件外圆直径尺寸的变动量 Td。,图4-11b） 定位误差计算示例,如图4 -11c 所示工况，由于定位副制造不准确以及定位副间的最小配合间隙，引起定位基准在工序尺寸方向上产生位置变化，其最大位移量为： （当 时 ）,图4-11b） 定位误差计算示例,当定位副间的最小配合间隙不为零时，定位基准在工序尺寸方向上产生的最大位移量为：,图4-11b） 定位误差计算示例,式中S定位孔和定位心轴间 的最小配合间隙。,图4-11c） 定位误差计算示例,由上述可知，由于定位副制造

3、不准确以及定位副间的配合间隙，将引起定位基准在工序尺寸方向上产生位置变化，其最大位移量为：,该项误差称为定位基准位移误差，用jw表示。 jw主要取决于定位副有关尺寸的变动量 。,由上述可知，定位误差dw由基准不重合误差jb和定位基准位移误差jw两部分组成。 基准不重合误差是指由于工序基准与定位基准不重合引起的加工误差。 基准不重合误差的值等于在工序尺寸方向上工序基准至定位基准间的尺寸公差值。,定位基准位移误差是指由于定位副（工件的定位基准（面）与定位元件的工作表面）制造的不准确和定位副间的配合间隙，使定位基准在工序尺寸方向上产生位移而引起的加工误差。 定位基准位移误差的值等于在工序尺寸方向上定

4、位基准的最大位移量。,由前面分析可知，产生定位误差dw 的原因主要来自上述两个方面。 工件在定位过程中，若上述两项原因同时存在，则定位误差值应为上述两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即,（4-3）,综上分析可知，图4 -11所示铣平面工序的定位误差为,jb的计算比较直观，其关键是找出工序基准与定位基准。而jw则随定位副的形式不同，其计算方法也不同。,2. 定位误差的分析计算 在分析定位误差时，应根据工序简图规定的定位方式分别计算基准不重合误差和定位基准位移误差，再利用公式（4-3）进行计算。 下面分别按工件以平面、内孔表面、外圆表面以及组合表面定位时，进行定位误差的分析与计算。,（1）工件以平

5、面定位时定位误差的分析计算 图4-12a所示工件，在图中M 面与G 面已加工至规定尺寸ATA/2的条件下，加工N 面时可采用两种不同的定位方案：,图4-12 工件以平面定位时定位误差计算示例,a）,1）工件以G 面定位，如图4-12b所示。,b）,该定位方案中，定位基准与工序基准重合，故 基准不重合误差jb= 0；,a）,b）,若定位副在工序尺寸B方向上存在平面度误差1时，则定位基准位移误差jw=1。 该定位方案的定位误差dw=jb+jw=1,a）,2）工件以M 面定位，如图4-12c所示。,该定位方案中，定位基准与工序基准不重合，故 基准不重合误差jb= TA；,a）,若定位副在工序尺寸B方

6、向上存在平面度误差2时，则定位基准位移误差jw=2。 该定位方案的定位误差dw=jb+jw= TA+2,a）,一般而言，工件以平面定位时，通常采用的定位元件为支承钉和支承板。若工件用已加工过的平面作为定位基准，其定位基准位移误差较小，一般可忽略不计，而定位误差主要是由基准不重合引起的。 故可认为工件以平面定位时，其定位基准位移误差为零。,（2）工件以内孔表面定位时定位误差的分析计算 工件以内孔定位时，常用的定位元件有定位销或定位心轴。 当工件定位基面内孔与心轴采用过盈配合时，定位副间无配合间隙，内孔与心轴的轴线重合，则不会产生定位基准位移误差。 当工件定位基面内孔与心轴采用间隙配合时，将产生定

7、位基准位移误差。,1）定位基准与工序基准重合的情况,如图4-13 所示在工件上铣平面，工序尺寸为ATA。,图4-13 铣平面工序简图a）,因工件的定位基准与工序基准重合，故,心轴（定位销）水平放置（固定单边接触）,由图可知 故定位误差为,图4-14 工件以内孔定位时定位误差的计算,定位基准的正确位置O1,定位基准位移后的位置O,工序基准的理想位置,工序基准的 最大偏离位置,工序尺寸方向,jw,心轴（定位销）垂直放置（任意边接触）,图4-14 工件以内孔定位时定位误差的计算,jw,由图可知 故定位误差为,2）定位基准与工序基准不重合的情况,如图4-13b 所示在工件上铣平面，工序尺寸为BTB。,

8、图4-13 铣平面工序简图,因工件的定位基准与工序基准不重合，故,心轴（定位销）水平放置（固定单边接触）,故定位误差为,心轴（定位销）垂直放置（任意边接触）,故定位误差为,jw=(Dmax-d轴min)/2,jb=Td/2,(Dmax-d轴min)/2,（3）工件以外圆表面定位定位误差的分析计算 工件以外圆柱面定位时常采用V形块定位。图4 -15所示为工件以直径为 的外圆在V形块上定位铣键槽的情况。 由于标注键槽深度的工序尺寸所选工序基准不同，由此产生的定位误差也不相同。 下面分三种情况讨论：,1）以工件的外圆轴线为工序基准,定位基面,工序基准,定位基准,因工序基准与定位基准重合，故,图4-1

9、5a） 工件在V形块上定位,定位基面,工序基准,定位基准,2）以工件外圆下母线为工序基准,因工序基准与定位基准不重合，故 由前述可知，工件以外圆柱面作为定位基面采用V形块定位时，所引起的定位基准位移误差为：,但需注意，当工件的定位基面直径尺寸由大向小（或由小向大）变化时，引起基准不重合误差与定位基准位移误差的方向是相反的，即,图4-15b） 工件在V形块上定位,由上式可见，jw与jb的方向相反。,分析与计算定位误差的另外一种解法。,3）以工件外圆上母线为工序基准,dw,因工序基准与定位基准不重合，故 由前述可知，工件以外圆柱面作为定位基面采用V形块定位时，所引起的定位基准位移误差为：,当工件的定位基面直径尺寸由大向小（或由小向大）变化时，引起基准不重合误差与定位基准位移误差的方向是相同的，即,图6-13c） 工件在V形块上定位,由上式可见，jw与jb的方向相同。,分析与计算定位误差的另外一种解法。,由上述分析可看出： 1） 与工序尺寸标注有关，即 ； 2） 与V形块夹