V型塊定位時定位誤差的三種確定方法解析

1、零件以V型塊定位時工序定位誤差的三種確定方法摘要：工序定位誤差分析與計算是零件設計和機械加工中不可或缺的重要工作。 定位誤差的 確定恰當與否直接影響加工質量、 工藝性和生產成本。為著認識和掌握工序定位誤差、 恰當 的確定定位誤差，本文給出了概念法、 定位誤差組成法和微分法三種分析計算方法， 闡述了 他們的特點和使用注意事項，并給出了分析計算實例。關鍵詞：v型塊，定位誤差，概念法，定位誤差組成法，微分法0引言在機械零件的設計和制造中，一般應確定零件的設計基準，進而確定零件各尺寸；在制 造過程中，先根據(jù)零件的結構功能特點選擇加工工藝路線、工序定位基準、余量等，再行加工。工序的定位以及定位誤差分析與

2、計算在零件設計和機械加工中起著重要作用。定位誤差的確定恰當與否直接影響加工質量、工藝性和生產成本。通常設計師或工藝師用經驗判定定位誤差的大小。為著深刻認識和全面掌握工序定位誤差、恰當?shù)拇_定定位誤差，我們給出了概念法、定位誤差組成法和微分法三種分析計算方法，并以典型的定位元件v型塊的定位來說明和分析工序定位誤差的確定。1定位誤差的基本概念及組成定位誤差是指采用調整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當采用夾具加工工件時，由于工件定位基面和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位 基準位置變化，即定位基準的最大變動量，

3、 故由此引起的誤差稱基準位置誤差，而對于一批工件來講就產生定位誤差。如圖1所示。圖1用V型塊定位加工時的定位誤差當定位基準與工序基準不重合時，就產生基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差即工序基 準相對定位基準理想位置的最大變動量。從以上實例分析可以進一步明確，定位誤差指一批工件采用調整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。 準不重合誤差組成。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基2確定定位誤差的三種方法dw jw jb(i)2.1概念法直接從概念出發(fā)，通常分析工序基準的兩個極端情況，然后根據(jù)相關公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1 , d仁dimax, d2

4、= dmin使工序基準盡可能地“高”得加工尺寸；情況2，di =d1min,d2二dmax使工序基準盡可能的“低”得加工尺寸。且該工序東位誤差.dw(H)=H2-H1=P2-P1(2)i a ，異圖2按概念確定的定位誤差 dw(H)=(O1O2+d2max/2)-d2min/2= O1O2+(d2-(d2-Td 2)/2二 Td1/(2sin ： /2) - Td2/ 2(3)更為簡單的情況厶dw(H兩個極端情況：情況1, d二dmax使工序基準A獲得最高點;情況2, d二dmin時A獲得最低點；兩者之差即為該工序的定位誤差：d圖3按組成法確定的定位誤差P2-P(K+dmin/2 0102)-

5、(K dmax/2)(dmax/2-dmin/2)0102二 Td/(2sin ： /2) Td/22.2組成法按定位誤差的組成，定位誤差由定位基準的位置誤差和工序基準不重合誤差組成；定位基準的位置誤差使得該工序的加工尺寸在一定的范圍內變動，而工序基準與加工工件的定位基準不重合時會出現(xiàn)兩種情況，一是在定位基準位置誤差的基礎上使該工序的尺寸偏差進 一步加大，二是可能使定位基準因位置誤差所造成的工序尺寸偏差減小，起一定的“補償” 作用。因此有公式(1)為著進一步說明上述兩種情況，我們給出用型塊定位鍵槽的情景。對于以下母線為工序基準時的情景當定位基準由01變動到02時，工序的定位基準由 A1變動到A

6、2。此時定位基準的位置誤差為 jw=Td/ (2sina /2)。因為工序基準為 A,而定位基準為 0,工序基準和定 位基準不重合，存在基準不重合誤差，我們考察一下它的大小。假設01、02位置重合，這意味著基準位置誤差為零，A1相對于0即為工件的最小半徑，A2相對于0即為工件的最大半徑。所以這時工序尺寸偏差為 jb=Td/2。由于這個偏差完全由工序基準所至，與基準位置無關，故為基準不重合誤差。鑒于基準位置的變動由上至下，而工序基準由下至上，使得總體工序尺寸偏差減小，起到“補償”作用，即此時的定位誤差為 jw- jb= Td/ (2sin a /2-Td/2對于以上母線為工序基準的情景，此時定位

7、基準的位置誤差仍為 jw=Td/ ( 2sina /2)。01向下變動到02時，工序基準亦由上至下變動(仍為 jb=Td/2 ),進一步加大了工序尺寸偏差。因此有定位誤差 jw+ jb= Td/ (2sina /2) +Td/2(5) 2.3微分法取工序尺寸方向(即敏感方向)上相對機床(夾具)不懂點到工序基準的距離AB =0A-0B =0D/sin ： . 2-d/2= d；(2sin： 2)-d.2=d.2(1sin： 2-1)對于AB ( d , a)取全微分，有dAB(d, ： ) =12(1sin： 21)dd d；4cos： 2 sin： 2d：將誤差或公差分別代替微元，有dw(H)

8、 =1. 2(1 sin： 2-1)Td d. 4cos： 2 sin： 2T：(6)圖4按微分法確定的定位誤差若取V型塊a角的誤差為零，或認為加工一批零件均用該型塊且無磨損，則a角不變即T： =0則上式變?yōu)椋篸w(H) =12(1sin： 2-1)Td(7)微分法基本步驟是：首先根據(jù)工序加工要求，確定敏感方向；然后，在該敏感方向上 尋求-機床或夾具上相對固定點。 再以該點為起點，確定到工序基準點的表達式。該表達式包含影響該工序定位誤差的因素(變量)對。對該表達式求全微分， 并以工序定位誤差代替全微分，各影響因素的公差代替各自的微分。最后根據(jù)實際工和假設簡化公式，從而獲得該工序定位誤差的表達式

9、。抬入相關數(shù)值，即得定位誤差值。微分法在定位誤差分析計算中，不僅能夠如同概念法和組成法那樣，確定工序的定位 誤差，而且對各因素對定位誤差的影響及作用有明確清晰的了解，并可進行深入分析。 該方法特別是與多因素定位誤差的分析與計算。下面就上述三種方法給出一個計算實例。計算實例 一階梯軸大端銃槽， 尺寸如圖。用標準90 V型塊定位能否滿足尺寸 35-0.08 的加工要求？解：按概念法：工序基準的最大變動度量，即定位誤差為P2-P仁H2-H仁 (O1O2+O2C)-O1B=(1/sin1/ a ) (dmax-dmin ) /2+dmin/2-dmax/2=Td/ (2sin1/ a ) -Td/2=

10、0.066一般工序的定位誤差應小于或等于工序尺寸公差的1/3, 0.066 X 3=0.198 0.08,不滿足要求。按組成法：基準位置誤差 =O1O2=(1/sin1/a ) ( dmax-dmin ) /2=0.226基準不重合誤差 =dmax/2-dmim/2=0.16由于基準位置誤差與基準不重合誤差的變動方向相反，有定位誤差=基準位置誤差-基準不重合誤差=0.226-0.16=0.066按微分法：CA (d, a ) =d (1/sin1/ a ) -1/2 取全微分,dCA (d,a ) =Td (1/sin1/ a ) -1/2=0.32(1.414-1)/2=0.066如果堅持運

11、用 V型塊定位，可取a =120,這時的定位誤差 定位誤差=Td/ (2sin1/ a ) -Td/2=0.0230.023X 3 = 0.069V 0.08滿足要求。3結論以上討論了加工零件時某一工序定位誤差的分析與計算，分別給出了概念法、定位誤差組成法和微分法三種方法， 闡述了他們的特點和使用注意事項， 并給出了分析計算實例。 在 實際工作中，一經選定某種安裝和定位方法， 加工工序的定位誤差既可隨之確定； 而根據(jù)多 種安裝和定位方法評估加工精度時可按工序定位誤差值優(yōu)化的安裝和定位方法。參考文獻1 龔定安，蔡建國.機床夾具設計原理.太原：山西科學藝術出版社 ，19842 王啟平.機械制造工藝

12、學.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，20023 曹國榮等.機械制造工藝學.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，19994 王憲逵.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，2004鄭修本，馮冠大.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，19926 吳天林，段正澄 . 機械加工系統(tǒng)自動化 . 北京：機械工業(yè)出版社 , 1992Three methods in determination of processing locating errors of components in V-block Abstract: The analysis and calculation of processing locat

13、ing errors of components is an indispensable and important task in component design and manufacturing. Determination of the locating errors has direct influence on the quality, manufactureability, and cost, of the component. For better understanding and proper analysis and calculation of the locating errors, the author presents three methods in determination of processing locating errors of components in V-block V-block: conceptual method, constituent method of locating error, and differential method, puts forward the fe