夾具設計定位誤差分析與計算

夾具設計定位誤差分析與計算文章目錄[隱藏]1.定位誤差與基準的概念2.造成定位誤差的原因3.定位誤差的計算1.定位誤差與基準的概念工件上用于確定加工表面位置的點、線、面，稱為工序基準。在夾具的定位元件上，與工件相接觸的表面稱為限位基準。若定位元件是回轉體，則限位基準就是它們的中心線。限位基準在空間的位置固定不變，是調整刀具位置的依據(jù)。一批工件放在夾具中進行加工，獲得的尺寸精度和位置精度取決于工序基準與加工表面之間的尺寸和位置，加工表面在空間的位置又取決于刀具，刀具的位置在加工前根據(jù)夾具上的定位元件來調整，刀具的運動軌跡由機床或導向裝置來保證，在假定機床有足夠剛度和忽略刀具磨損的情況下，可認為加工表面在空間的位置相對于限位基準是不變的，但由于工件及定位元件存在誤差，使得工序基準在空間的位置發(fā)生了變化，所以造成加工后這批工件的尺寸和位置不一致，產生加工誤差。這種只與工件定位有關的加工誤差，稱為定位誤差，用ΔD表示。定位誤差的大小等于工序基準相對于限位基準的位移量。2.造成定位誤差的原因工序基準相對于限位基準的位移量可以分解成兩個部分，即工序基準相對于定位基準的位移量和定位基準相對于限位基準的位移量。相應地造成定位誤差的原因可以歸結為兩個:一是定位基準與工序基準不重合，由此產生基準不重合誤差ΔB，這是由于工件存在誤差造成的;二是定位基準與限位基準不重合，由此產生基準位移誤差Δy,這是由于工件和定位元件存在誤差造成的。圖1平面定位時的定位誤差計算

(a)工序基準和定位基準都是Q面;

(b)定位基準為Q面，工序基準為N面3.定位誤差的計算(1)工件以平面定位時的定位誤差計算。工件以平面定位產生定位誤差的原因，主要是由于工件定位基準與工序基準不重合和定位基準面間的位置誤差而引起的。因為這時定位基準相對于限位基準的位移量為定位基準的平面度誤差，特別是用于定位的平面已加工過，其平面度誤差很小，可以忽略不計。①基準不重合引起的定位誤差。加工圖1所示的工件M面時，若表面N、Q在前道工序已加工，并保證尺寸(50+0.2)mm,在加工M面時，分別保證尺寸A和B,試分別計算兩種情況下的定位誤差?a.保證尺寸A時的定位誤差計算:如圖1(a),工序基準和定位基準都是Q面，所以定位誤差ΔD=ΔB=0。b.保證尺寸B時的定位誤差計算:如圖1(b),定位基準是Q面，工序基準是N面，N面相對于Q面的位移量等于尺寸(50+0.2)mm(聯(lián)系尺寸，即聯(lián)系工序基準和定位基準的尺寸)的公差0.4mm。則ΔD=ΔB=0.4mm。②定位基準間位置誤差引起的定位誤差。若加工圖2所示的工件，工序尺寸為a+δ，取底面M面與側面K面為定位基準，則上道工序加工的表面M與K面要互相垂直，但實際加工中總會有垂直度誤差。當M與K面的交角為90°+α時(圖2(b))，這時加工后實際尺寸a實=a+htanα。當M與K面的交角為90°-α時(圖2(c)),這時加工后的實際尺寸a實=a-htanα。圖2基準間位置誤差引起的定位誤差

(a)M與K面互相垂直;

(b)M與K面的交角為90°+α;

(c)M與K面的交角為90°-α(2)外圓定位時的定位誤差計算。圖3為工件以外圓表面為定位基準，在V形塊上定位銑鍵槽。在加工同一鍵槽時，由于標注工序尺寸不同(即選擇不同的工序基準)，將產生不同的定位誤差?，F(xiàn)分三種方法標注工序尺寸，其定位誤差分析計算如下:①以工件外圓面的中心為工序基準，標注鍵槽的加工尺寸h1(圖3(a))。因為工件的定位基準也是外圓的中心線，所以ΔB=0。由于工件的外圓尺寸的公差為δd，則外圓面中心線在O1和O2之間變動，所以定位基準相對于限位基準的位移量為O1O2,即這種情況下的定位誤差為②以工件外圓的底素線為工序基準，標注鍵槽加工尺寸h2(圖3(b))。此時的基準位移誤差仍為Δy=O1O2。由于工序基準和定位基準不重合，工序基準相對于定位基準的位移量等于外圓公差之半，即ΔB=δd/2。由圖可知，定位誤差為兩項誤差之代數(shù)差，即(3)以工件外圓的頂素線為工序基準，標注鍵槽加工尺寸h3(圖3(c))。定位誤差為兩項誤差之代數(shù)和。V形塊的夾角a有60°、90°、120°三種。從定位誤差大小來看，α=120°時其值最小，但定位穩(wěn)定性差，所以多用于工件直徑大、外圓尺寸精度低時。一般多用a=90°。圖3工件以外圓表面在V形塊上定位時的定位誤差

(a)以外圓的中心為工序基準;(b)以外圓的底索線為工序基準;

(c)以外圓的頂素線為工序基準(4)用孔定位時的定位誤差計算。盤類工件常裝在心軸上加工，安裝簡圖如圖4所示。其中小圓表示心軸直徑，大圓表示工件定位孔直徑。圖4單位定位誤差

(a)孔與心軸偏向一邊接觸;(b)某些孔和心軸在一邊接觸;(c)工件由于工件定位孔和心軸直徑均有制造誤差，當工件裝在心軸上加工時，孔與心軸的軸心線不重合。這是由于工件的定位孔和心軸的制造誤差及其配合間隙共同引起的，工件工序基準(孔的中心)相對于限位基準(心軸的軸心線)的最大位移量就是定位誤差。設工件定位孔的直徑為D+δ,心軸直徑