專用夾具設計0-概論

1、專用夾具設計專用夾具設計 機械制造技術基礎機械制造技術基礎2 2一、零件的安裝一、零件的安裝 1 1、術語或概念、術語或概念定位：定位：零件安放零件安放在機床或在機床或夾具夾具里，使它與刀具里，使它與刀具有正確的相對有正確的相對位置位置夾緊：夾緊：把零件夾住，保證加工過程把零件夾住，保證加工過程中工件的位置中工件的位置不變不變安裝：安裝：零件從定位到夾緊的整個過程，又叫零件從定位到夾緊的整個過程，又叫裝夾裝夾定位的目的定位的目的保證零件位置正確保證零件位置正確夾緊的目的夾緊的目的保證零件正確位置不變保證零件正確位置不變正確的安裝正確的安裝保證零件加工精度的重要條件保證零件加工精度的重要條件3

2、3 2 2、零件的安裝方法、零件的安裝方法直接找正安裝：直接找正安裝：人工用工具人工用工具生產率低生產率低單件或小批量生產單件或小批量生產劃線找正安裝：劃線找正安裝：劃線夾緊劃線夾緊生產率和精度低生產率和精度低單件小批量生產單件小批量生產用用 夾具夾具 安裝：安裝：零件裝在夾具定位元件上夾緊零件裝在夾具定位元件上夾緊迅速方便可靠迅速方便可靠 成批和大量生產中成批和大量生產中4 4聯接元件聯接元件導向或對刀元件導向或對刀元件夾緊元件夾緊元件定位元件定位元件其它裝置其它裝置工工 件件夾具體夾具體機機 床床刀刀 具具輔輔 助助 工工 具具夾具夾具5 5二、機床夾具的分類二、機床夾具的分類 機床附件已

3、標準化通用性強、精度高，生產率低 單件或小批量生產通用夾具通用夾具 根據具體零件具體工序設計操作迅速方便省力 周期長成本高固定產品大批量生產專用夾具專用夾具 更換或調整個別元部件形狀尺寸相近多種零件周期短成本低多品種小批量生產可調夾具可調夾具 裝夾零件并隨零件沿自動線到下一工位生產線隨行夾具隨行夾具 專業(yè)廠家制造可隨時拆卸、組裝 新產品試制、單件或小批量生產組合夾具組合夾具6 6x xy yz z 1 1、零件的六點定位原則、零件的六點定位原則 1 1）自由零件的六個自由度）自由零件的六個自由度O O7 7三、零件定位原理三、零件定位原理 1 1、零件的六點定位原則、零件的六點定位原則 2)2

4、)六點定位原則六點定位原則1 1個個“點支承點支承”限制限制1 1個自由度個自由度6 6個個“點支承點支承”完全確定零件的空間位置完全確定零件的空間位置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、零件在夾具中定位的、零件在夾具中定位的 幾種常見情況幾種常見情況 1)1)完全定位完全定位 6 6個自由度均被個自由度均被夾具定位元件限制夾具定位元件限制 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個，個，但要求保證精度的自由度但要求保證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、零件在夾具中定位的幾種常見情況、零件在夾具中定位的幾種常見情況 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絕對不允許！絕對不允許！ 4)4)過定位過定位 重復限制同一個自由度重復限制同一個自由度干涉干涉但但可剛度和穩(wěn)定性可剛度和穩(wěn)定性右圖右圖x x、y y轉動轉動重復定位重復定位z z轉未定位轉未定位1010四、夾具中常用的定位元件四、夾具中常用的定位元件定位元件首先要保證零件準確位置定位元件首先要保證零件準確位置 1、定位元件應滿足的基本要求：、定位元件應滿足的基本要求： 具有足夠的精度；具有足夠的精度； 具有足夠的剛度和強度；具有足夠的剛

6、度和強度； 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 圓柱孔定位圓柱孔定位 3、工件以外圓表面定位、工件以外圓表面定位 4、工件的組合定位方式、工件的組合定位方式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調支可調支承承自位支自位支承承輔助支承輔助支承固 定 支 承用于側面定位用于側面定位支承釘支承釘(GB2226(GB222680)80)用于粗基準定位用于粗基準定位用于精基準定位用于精基準定位限制的自由度數限制的自由度數點點1 1、線、線2 2、面、面

7、3 3用于側面或頂面定位用于側面或頂面定位支支 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 承可調支承 主要主要 定位表面不規(guī)則或毛坯定位表面不規(guī)則或毛坯 尺寸變化較大的粗基準尺寸變化較大的粗基準 應用應用 定位，也用于成組夾具定位，也用于成組夾具可可調調支支承承應應用用實實例例以以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面定位鏜孔，面定位鏜孔，采用可調支承可根據一批毛坯的實際偏差情況，調節(jié)采用可調支承可根據一批毛坯的實際偏差情況，調節(jié)支承點的位置支承點的位置。B可調支承可調支承A采用可調支承可使夾具適應

8、不采用可調支承可使夾具適應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調調支支承承應應用用實實例例自位支承(a)(c)(b)工工 作作 原原 理理根據工件定位面的變化自動調整根據工件定位面的變化自動調整支承點與定支承點與定位面位面的接觸位置的接觸位置作作 用用 增加支承接觸點數增加支承接觸點數 增大支承接觸面積增大支承接觸面積 避免過定位的產生避免過定位的產生使使 用用 于于毛坯表面、斷續(xù)表面毛坯表面、斷續(xù)表面或階梯面或階梯面(圖圖a、b)有基準角度誤差的平面有基準角度誤差的平面(c)幾幾種種自自位位支支承承的的實實例例球球面面三三點點式式二點浮動式二點浮動式杠杠桿桿二二點點式式輔助

9、支承作作 提高工件的定位剛度和穩(wěn)定性，減提高工件的定位剛度和穩(wěn)定性，減用用 小工件的裝夾受力變形及加工振動小工件的裝夾受力變形及加工振動工作工作 工件定位完成后再使輔助支承與工件工件定位完成后再使輔助支承與工件原理原理 表面接觸；輔助支承必須逐件調整。表面接觸；輔助支承必須逐件調整。提高定位提高定位穩(wěn)定性穩(wěn)定性提高工件剛度提高工件剛度輔助支承輔助支承的應用的應用輔助支承輔助支承不不 起起定位作用定位作用2、工件以圓柱孔定位心心 軸軸 定定 位位過盈心軸過盈心軸小錐度心軸小錐度心軸間隙心軸間隙心軸菱形銷菱形銷定定 位位 銷銷固定錐銷固定錐銷活動錐銷活動錐銷用于用于粗基準粗基準用于用于精基準精基準

10、圓圓 錐錐 銷銷3、工件以外圓表面定位支承定位支承定位V V形塊形塊定定 心心圓柱套圓柱套定定 位位圓錐套圓錐套外圓定心外圓定心夾緊機構夾緊機構V 形形 塊塊特特 點點 對對 中中 性性 好好;可用于非完整可用于非完整 外圓表面定位外圓表面定位V形塊的常用形式形塊的常用形式活動活動V形塊形塊按接觸線長短分析圓柱體按接觸線長短分析圓柱體在在V形塊上的定位形塊上的定位定定 位位 套套圓柱套筒圓柱套筒圓錐套筒圓錐套筒4、定位表面的組合實際工件的定位是幾個定位表面的組合。實際工件的定位是幾個定位表面的組合。常見的定位表面組合有：常見的定位表面組合有： 平面平面 + 平面組合平面組合 平面平面 + 孔的

11、組合孔的組合 平面平面 + 外圓組合外圓組合 平面平面 + 其它表面組合其它表面組合 錐面錐面 + 錐面的組合錐面的組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 )定位點數最多的定位表面定位點數最多的定位表面 第二定位面第二定位面( 導向面導向面 )定位點數次多的定位表面定位點數次多的定位表面 第三定位面第三定位面( 止動面止動面 )定位點數為定位點數為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 該零件中批生產，材料為該零件中批生產，材料為45鋼。鋼。 該銑槽工序在該銑槽工序在X6130臥銑上用三面刃銑刀加工。臥銑上用三面刃銑刀加工。 本工序加工要求為本工序加工要求為（1）槽寬）槽寬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）槽兩側面對孔軸線的對稱度）槽兩側面對孔軸線的對稱度0.2mm。（4）槽底面對工件）槽底面對工件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為保證槽底面至工件為保證槽底面至工件B面的垂直度，應限制工面的垂直度，應限制工件件 、 ，選，選B面作定位基準面作定位基準 。 自由度分析自由度分析043. 00144242為保證工序尺寸為保證工序尺寸620.10mm，應限制工件，應限制工件 、，選，選A面為定位基準。面為定位基準。自由度分析自由度分析4343為了方便地控制刀具的走刀位置，還應限制工為了方便地控制刀具的走刀位置，還應限制工件件 。因而工件的六個自由度都被限制。因而工件的六個自由度都被限制。自由度分析自由度分析4444定位基準選擇定位基準選擇 由分析可知，要使定位基準與設計基準相重

14、由分析可知，要使定位基準與設計基準相重合，所選定位基準是合，所選定位基準是B面、面、 mm孔軸線和孔軸線和A面。面。043. 00144545五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 1 1、夾緊力方向的確定原則、夾緊力方向的確定原則 1)1)主要夾緊力方向應主要夾緊力方向應零件主定位基準，零件主定位基準， 同時保證其他定位面定位可靠；同時保證其他定位面定位可靠； 2 2）夾緊力方向應盡量避開零件剛度薄弱方向）夾緊力方向應盡量避開零件剛度薄弱方向？4646五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 1 1、夾緊力方向的確定原則、夾緊力方向的確定原則 3) 3) 夾緊力方向應盡量有利于減小

15、夾緊力夾緊力方向應盡量有利于減小夾緊力設：設：F F、F FG G、F Fj j分別為分別為切向力切向力、零件重力和夾具夾緊力、零件重力和夾具夾緊力問：下圖那種受力分布最好？問：下圖那種受力分布最好？4747 2 2、夾緊力作用點的確定原則、夾緊力作用點的確定原則 1) 1) 夾緊力作用點應正對定位元件限位面夾緊力作用點應正對定位元件限位面 或落在多個定位元件組成的定位區(qū)域內或落在多個定位元件組成的定位區(qū)域內4848五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 2 2、夾緊力作用點的確定原則、夾緊力作用點的確定原則 2) 2) 夾緊力作用點應落在零件剛性好的部位上夾緊力作用點應落在零件剛性好的

16、部位上 盡量減小零件變形盡量減小零件變形4949五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 2 2、夾緊力作用點的確定原則、夾緊力作用點的確定原則 3) 3) 夾緊力作用點應盡量靠近零件被加工面夾緊力作用點應盡量靠近零件被加工面 提高零件被加工部位剛性，減小降低加工振動提高零件被加工部位剛性，減小降低加工振動例：試分析下圖例：試分析下圖F Fj1j1、F Fj2j2、F Fj3j3、F Fj4j4哪個作用點最合適哪個作用點最合適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- -定位域如圖定位域如圖定位域定位域F Fj1j1、F

17、Fj2j2定位不可靠；定位不可靠；F Fj4 j4 離加工面較遠；離加工面較遠；F Fj3 j3 作用點選擇最好！作用點選擇最好！5050五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 2 2、夾緊力作用點的確定原則、夾緊力作用點的確定原則 4) 4) 選擇合適的夾緊力作用點的作用形式選擇合適的夾緊力作用點的作用形式 減小零件夾緊變形、提高效果減小零件夾緊變形、提高效果毛坯面夾緊毛坯面夾緊球面壓點球面壓點 薄壁套筒夾緊薄壁套筒夾緊大面積均布大面積均布 已加工面夾緊已加工面夾緊大面積網紋大面積網紋 5151五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 2 2、夾緊力作用點的確定原則、夾緊力作用點的

18、確定原則 5) 5) 夾緊力作用點的數量和布局夾緊力作用點的數量和布局 滿足零件可靠定位的需要滿足零件可靠定位的需要F Fj1j1、F Fj2j2共同夾緊共同夾緊 5252五、夾具中夾緊力的確定五、夾具中夾緊力的確定 2 2、夾緊力作用點的確定原則、夾緊力作用點的確定原則 6) 6) 夾緊力作用點的數量和布局夾緊力作用點的數量和布局 滿足零件加工對剛性的需要滿足零件加工對剛性的需要F Fj2j2提高提高加工部位剛性加工部位剛性 53535454夾緊力不得破壞零件的定位夾緊力不得破壞零件的定位夾緊力大小適當夾緊力大小適當操作安全、省力操作安全、省力5555機床夾具的機床夾具的組成組成定位元件定位

19、元件夾緊裝置夾緊裝置對刀、引導元件對刀、引導元件其它裝置或元件其它裝置或元件夾具體夾具體連接元件連接元件5656v設計夾具時應考慮的問題夾緊力（三要素：大小、方向、作用點）傳力方式（手動、氣動、液力、電力等）夾緊機構（增力、快速、機動等）5757v對夾緊裝置的設計要求 能保持工件定位時已獲得的正確位置 夾緊要可靠和適當 操作方便、安全，勞動強度低，生產效率高 夾緊裝置的自動化和復雜程度與生產批量與生產方式相適應 有良好的工藝性和經濟性5858螺旋夾緊機構螺旋夾緊機構偏心夾緊機構偏心夾緊機構定心夾緊機構定心夾緊機構斜楔夾緊機構斜楔夾緊機構鉸鏈夾緊機構鉸鏈夾緊機構多件聯動夾緊機構多件聯動夾緊機構

20、6) 6) 夾緊機構夾緊機構5959在軸上鉆孔時所用的一種簡單夾具在軸上鉆孔時所用的一種簡單夾具1、擋鐵、擋鐵 ；2、V形鐵；形鐵；3、夾緊機構；、夾緊機構；4、工件；、工件；5、鉆套；、鉆套；6、夾具體、夾具體6060移動式鉆模示意圖，這種移動式鉆模示意圖，這種夾具主要用于加工小孔，夾具主要用于加工小孔，它使用專門設計的導軌它使用專門設計的導軌和定程機構來控制移動和定程機構來控制移動的距離（即工件上兩孔的距離（即工件上兩孔的距離）的距離）1、導軌；2、定程板61616262夾具總圖上公差值的確定夾具總圖上公差值的確定v直接影響工件加工精度的夾具公差直接影響工件加工精度的夾具公差 夾具公差取工

21、件公差的1/21/5。工件產量大，精度低時，取小值；反之取大值。v與工件上未注公差的加工尺寸對應的夾具公差與工件上未注公差的加工尺寸對應的夾具公差v 工件的加工尺寸未注公差時，工件公差視為IT141T12，夾具上的相應尺寸公差按IT11IT9標注；v 工件上的位置要求未注公差時，工件位置公差L視為911級，夾具上相應位置公差按7 9級標注；v 工件上加工角度末注公差時，工件公差視為3010，夾具上相應角度公差標為103。6363 夾具精度的校核夾具精度的校核誤差不等式誤差不等式 D A T G K D 定位誤差；定位誤差； 通常若這項誤差通常若這項誤差 D1/3 K 即可認為定位方案可行即可認

22、為定位方案可行 A 安裝誤差；安裝誤差； T 調整誤差；調整誤差；（通常 A T1/3 K） G 加工方法誤差；（加工方法誤差；（具有很大的偶然性，很難精確計算，通 常也取 1/3 K 作為估算范圍） K 工件工序尺寸公差工件工序尺寸公差 各項誤差的總和應小于工序尺寸公差各項誤差的總和應小于工序尺寸公差6464工件在夾具上加工的精度分析工件在夾具上加工的精度分析v影響加工精度的因素影響加工精度的因素定位誤差定位誤差對刀誤差對刀誤差安裝誤差安裝誤差夾具制造誤差夾具制造誤差加工方法誤差加工方法誤差v保證加工精度的條件保證加工精度的條件65（一）概述（一）概述1 1、基準的概念、基準的概念1 1）定

23、義：）定義： 基準基準是指工件上的一些點、線、面。是指工件上的一些點、線、面。（在零件設計（在零件設計或加工中，可以用這些點、線、面來確定其或加工中，可以用這些點、線、面來確定其 他他 點、線、點、線、面的位置）。面的位置）。 2 2）基準分類）基準分類（1 1）設計基準：）設計基準：（零件圖中所使用的基準）（零件圖中所使用的基準）（2 2）工藝基準：）工藝基準：是指是指加工過程中加工過程中所使用的工件上的一所使用的工件上的一些些線或線或面面，但不能是點！但不能是點！（工藝基準必須具（工藝基準必須具有一有一定大小定大小的面積）的面積）66c c：對刀基準：對刀基準：調整刀具位置調整刀具位置時所

24、使用的基準。時所使用的基準。d d：度量基準：度量基準：測量時所用的基準。測量時所用的基準。e: e: 裝配基準：裝配基準：裝配零件所依據的基準。裝配零件所依據的基準。 a a：工序基準：工序基準 加加工過程中工過程中工序尺寸的設計基準工序尺寸的設計基準稱為工序基準稱為工序基準。 b b：定位基準：定位基準 在在加工過程中加工過程中使工件占據正確加工位置所依據的使工件占據正確加工位置所依據的基準基準，亦即工件與夾具定位元，亦即工件與夾具定位元件、定件、定位工作面接觸或位工作面接觸或配合的表面。配合的表面。67基準的判基準的判別別例如：下圖中：例如：下圖中：下母線下母線B B是是零件圖中工序尺寸

25、零件圖中工序尺寸 的的設設計基準計基準；下下母線母線B也是也是銑削鍵槽銑削鍵槽 時的時的工序基準工序基準；軸軸的中心的中心O O是是V V形塊定位時的形塊定位時的定位基準定位基準（位（位置隨置隨直徑的大小直徑的大小而改變）而改變）； 3H3H工序尺寸工序尺寸零件圖零件圖加工過程中加工過程中68又如：下圖中：又如：下圖中：孔中心孔中心O是是銑削上平面時的銑削上平面時的設計基準設計基準；也也是是銑削上平面加工過程銑削上平面加工過程中的工序基準中的工序基準；還；還是是心軸定位心軸定位時的時的定位基定位基準，準，定定位心軸中位心軸中心心 為為對刀基準對刀基準。1O孔與心軸間無間隙時孔與心軸間無間隙時孔

26、與心軸間存在間隙時孔與心軸間存在間隙時69（二）定位誤差及其產生原因（二）定位誤差及其產生原因 1 1定位誤差：定位誤差： 1)1)基本概念基本概念 用夾具裝夾加工一批工件時，用夾具裝夾加工一批工件時，由于定位不準確引由于定位不準確引起起該批工件在某加工精度參數（尺寸、位置）該批工件在某加工精度參數（尺寸、位置）的加工的加工誤差誤差，稱為，稱為該加工精度參數的定位誤差該加工精度參數的定位誤差（簡稱定位誤（簡稱定位誤差）。差）。 2)2)定位誤差的大?。憾ㄎ徽`差的大?。?定位誤差定位誤差指一批工件在夾具中定位時，工件的設指一批工件在夾具中定位時，工件的設計基準（或計基準（或工序基準工序基準）在加

27、工尺寸方向上的最大變動在加工尺寸方向上的最大變動量，量，以以dw dw 表示。表示。 （工序基準的位置變動將對加工精度有直接影響）工序基準的位置變動將對加工精度有直接影響）70 定位誤差定位誤差包括包括基準不重合誤差基準不重合誤差 和基準位移誤差和基準位移誤差即：即： = dwjbjwjbjw注：注：1 1、根據一批工件的定位由一種可能的極端位、根據一批工件的定位由一種可能的極端位置變?yōu)榱硪环N極端位置時，置變?yōu)榱硪环N極端位置時， 和和 的方向的方向的異同，以確定公式中的加減號的異同，以確定公式中的加減號。 2 2、定位基準、定位基準無位置變動無位置變動，基準位移誤差為零基準位移誤差為零；定位基

28、準與工序定位基準與工序基準重合基準重合，基準不重合誤差為零基準不重合誤差為零。jbjw712 2、基準不重合誤差：、基準不重合誤差： 當定位基準和工序基準不重合時，當定位基準和工序基準不重合時，工序基準相工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上的最大位移量對于定位基準在加工尺寸方向上的最大位移量，用用 表表示。示。 定位基準與工序基準之間必然定位基準與工序基準之間必然存在一個聯系尺存在一個聯系尺寸寸L L，稱為定位尺寸，稱為定位尺寸，基準不重合誤差就是定位尺基準不重合誤差就是定位尺寸的公差。寸的公差。在設計夾具時，應盡量使兩者重合。在設計夾具時，應盡量使兩者重合。jbjb72 基準不重合誤差基準

29、不重合誤差jb ： 其大小等于工序基準與定位基其大小等于工序基準與定位基準間聯系尺寸在加工尺寸方向上的變動量（公差）準間聯系尺寸在加工尺寸方向上的變動量（公差）。 【例例1 】 一次安裝加工兩孔一次安裝加工兩孔A和和B，孔，孔B在在X方向定位基準方向定位基準C與設與設計基準計基準A不重合，不重合，基準不重合誤差為基準不重合誤差為聯系聯系尺寸尺寸22的公差的公差0.2733 3、基準位移誤差、基準位移誤差 ：對刀基準對刀基準：調調整刀具位置整刀具位置時所用的基準。時所用的基準。jbjb74一一套筒類零件放在水平心軸上定位而銑鍵套筒類零件放在水平心軸上定位而銑鍵槽，槽，加工加工時要保證尺寸時要保證

30、尺寸b和和h，b是由刀具本身的寬度尺寸決定，是由刀具本身的寬度尺寸決定，尺寸尺寸h則則按心軸中心調整好銑刀的高度位置按心軸中心調整好銑刀的高度位置h1h1來保證。來保證。（即心軸中心就是對刀基準！即心軸中心就是對刀基準?。纠缋纭浚?5當保證鍵槽尺寸當保證鍵槽尺寸h h時：時： 定位基準定位基準: :工件內工件內孔中心線；孔中心線；工序基準工序基準: : 圓柱的下母線圓柱的下母線A A；對刀基準對刀基準: :定位定位心軸的外圓中心線。心軸的外圓中心線?；鶞史治龌鶞史治? :76b bb bh-h-h h? ? DmaxDmaxD minD minhminhmin基準位移誤差產生原因基準位移

31、誤差產生原因hmaxhmax基準分析：基準分析：當保證尺寸當保證尺寸h1h1時：時： 定位基準定位基準:工件工件內孔中心線；內孔中心線；工序基準工序基準: 工件工件內孔中心線；內孔中心線；對刀基準對刀基準: 定位定位心軸的外圓中心線。心軸的外圓中心線。77由上分析可知：由上分析可知： 當當定位基準和工序基準不重合定位基準和工序基準不重合時，工序基準相對時，工序基準相對定位基準產生位移，會產生基準不重合誤差定位基準產生位移，會產生基準不重合誤差 jbjwjbdw 當當兩項誤差同時發(fā)生時兩項誤差同時發(fā)生時，所產生的，所產生的定位誤差定位誤差為工序基準相對于對刀基準的最大位移為工序基準相對于對刀基準

32、的最大位移jw 當當定位副制造不準確時定位副制造不準確時，會引起，會引起定位基準相對定位基準相對于對刀基準于對刀基準產生位移，從而產生基準位移誤差產生位移，從而產生基準位移誤差78誤差不等式：誤差不等式： 判斷定位方案是否合理可行的依據是判斷定位方案是否合理可行的依據是 Tdw31 式中：式中：T-工序尺寸的公差。工序尺寸的公差。例如：例如：上例銑鍵槽時，定位誤差不得大于上例銑鍵槽時，定位誤差不得大于鍵槽鍵槽尺寸尺寸 h 公差的公差的1/3, 即即 。31)(hT79 1平面定位時的定位誤差平面定位時的定位誤差 定位基準和對刀基準是重合的定位基準和對刀基準是重合的，不存在基，不存在基準位移誤差

33、，準位移誤差， 其可能產生的誤差是基準不重合誤差。其可能產生的誤差是基準不重合誤差。0jbdwjw = = 0 08052520.020.0230300.100.1060600.060.06? ?12H812H8A AB B C CD D0.040.04( (a)a)( (b)b) 銑臺階面工序定位誤差的分析計算銑臺階面工序定位誤差的分析計算【例例1 1 】加工一批工件如圖所示，除了加工一批工件如圖所示，除了A、B處臺階處臺階面其余各表面均已加工完成，現在采用由圖所示夾面其余各表面均已加工完成，現在采用由圖所示夾具定位方案加工具定位方案加工A、B面，保證尺寸面，保證尺寸300.1mm和和600

34、.06mm，試分析此定位方案產生的定位誤差能，試分析此定位方案產生的定位誤差能否滿足加工要求。否滿足加工要求。811300.1，定位基準定位基準是是C，工序基準工序基準是孔的軸線，是孔的軸線，定位尺寸定位尺寸為為520.02， （定位基準與定位基準與對刀基準是同一平面）對刀基準是同一平面） （工序基準相對于定位基準的位移量）（工序基準相對于定位基準的位移量） 故故可以滿足要求可以滿足要求0jw04.0jb04.0jwjbdw066.02 .031dw 2600.06，定位基準定位基準D，工序基準為工序基準為D，定位，定位基準和工序基準重合，基準和工序基準重合，定位基準與對刀基準重合。定位基準與

35、對刀基準重合。 ， 所以所以 0jb0jwjbdw0jw82【例例2 】如下圖所示零件的定位方案，求銑如下圖所示零件的定位方案，求銑A A、B B兩平面時兩平面時L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4的定位誤的定位誤差差L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4？TDjbjyjbL210102jyjbLTDTDjyjbL0304jyjbL工序基工序基準：準：工序圖上工序尺寸的設計基準。工序圖上工序尺寸的設計基準。對刀基準：調整刀具位置時所用的基準。對刀基準：調整刀具位置時所用的基準。定位基定位基準：準：在加工過程中使工件占據正確加工位置所使用的基準在加工過程中使工件

36、占據正確加工位置所使用的基準解：解：832 2圓孔定位時定位誤差的計算圓孔定位時定位誤差的計算 工件采用圓孔定工件采用圓孔定位時位時，工件定位面是圓柱孔，工件定位面是圓柱孔，定位工件的定位工作面是外圓柱面，兩者以一定性質定位工件的定位工作面是外圓柱面，兩者以一定性質的配合實現工件定心定位，應根據配合性質的不同，的配合實現工件定心定位，應根據配合性質的不同，分別計算定位誤差。分別計算定位誤差。 1）定位面與定位工作面是過盈配合，）定位面與定位工作面是過盈配合，不存在配合間不存在配合間隙。則，隙。則，0jwjbdw84)(21minmaxdDjw其中：其中： 為為定位孔的最大值定位孔的最大值 為為

37、定位用心軸定位用心軸或銷子的或銷子的最小直徑最小直徑maxDmind2 2）定位面和定位工作定位面和定位工作面面間間隙配合隙配合 根據前述，根據前述， 是由內孔和心軸之間的最大間隙所是由內孔和心軸之間的最大間隙所決定的：決定的： jw（即（即 等于等于定位的定位的孔和心軸間最大間隙的一半！孔和心軸間最大間隙的一半！）jwb b b bh-h-h h? ? DmaxDmax? ?dmindminhminhmin基準位移誤差產生原因基準位移誤差產生原因hmaxhmax85【例例3 3 】有一批如圖所示的工件，外圓為有一批如圖所示的工件，外圓為 ， 內孔為內孔為 ，兩端面均已加工合格，并保證外圓，兩

38、端面均已加工合格，并保證外圓對內孔的同軸度誤差對內孔的同軸度誤差 在范圍內。今按圖示的在范圍內。今按圖示的定位方案，用定位方案，用 心軸定位，在立式銑床上用頂心軸定位，在立式銑床上用頂尖頂住心軸銑尖頂住心軸銑 槽子。除槽寬要求外，還應保證槽子。除槽寬要求外，還應保證下列要求：下列要求：（1 1）槽的軸向位置尺寸；）槽的軸向位置尺寸；（2 2）槽底位置尺寸）槽底位置尺寸試分析計算定位誤差，判斷定位方案的合理性。試分析計算定位誤差，判斷定位方案的合理性。 )(6500016. 0h)(630021. 00H015. 0)(eT)(630007. 0020. 0g)(9120043. 0h)(122

39、5021. 01hL)(1242025. 01hH86解：解：（1）對尺寸）對尺寸 而而言：言： 工序基準、定位基準和對刀基準都是工件左端面工序基準、定位基準和對刀基準都是工件左端面，平，平面定位。所以面定位。所以 ， ，0jw0jb0jwjbdw(2)對尺寸對尺寸 來說：來說： 尺寸尺寸 的的定位誤差：定位誤差： 工序基準為工序基準為外圓下母線，外圓下母線， 定位基準為定位基準為內孔中心線，內孔中心線， 對刀基準為對刀基準為心軸中心線。心軸中心線。 定位基準和工序基準不重合，定位基準和工序基準不重合，定位尺寸為定位尺寸為 （這僅是這僅是外圓外圓下母線下母線和和外圓圓心之間的外圓圓心之間的位置

40、關系，位置關系，沒考慮同軸度！沒考慮同軸度?。?H)(650210016. 0h008.0016.0211jb)(1225021. 01hL)(1242025. 01hH87內內孔和外圓有同軸度誤差，這項誤差會引起的基準孔和外圓有同軸度誤差，這項誤差會引起的基準不重合不重合誤差為：誤差為： 則則（基準不重合誤差是這兩項之和?。ɑ鶞什恢睾险`差是這兩項之和?。﹥瓤缀托妮S作間隙配合，所引起的基準位移誤差內孔和心軸作間隙配合，所引起的基準位移誤差為為： 三個量都是獨立變量，互不相干，三個量都是獨立變量，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 定位誤差占定位誤差占尺寸公差的尺寸公

41、差的 ，能保證加工能保證加工要求。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形塊定位外圓時的定位誤差形塊定位外圓時的定位誤差的分析計算的分析計算 89 如上圖，如上圖，O為理為理論 圓 的 中 心 ，論 圓 的 中 心 ，O，O為為外圓直徑為外圓直徑為dmax和和dmin，時的圓時的圓心 位 置 。 在心 位 置 。 在OC CO中，中，22

42、minmax212 sin2)(sin)(sindTddcooojwo oC Cdmaxdmaxdmindmindodo1o 1o V V 形塊定位外圓時的定位誤差分析計算形塊定位外圓時的定位誤差分析計算JWJBDW90【例例4 4 】一批如圖（一批如圖（a）所示工件，外圓已經加工合）所示工件，外圓已經加工合格，現在用格，現在用V形塊定位銑寬度為形塊定位銑寬度為b的槽，若要求保證槽的槽，若要求保證槽底的尺寸分別為底的尺寸分別為L1，L2，L3，試分別計算這三種不，試分別計算這三種不同尺寸要求的定位誤差。同尺寸要求的定位誤差。（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的定位誤差的定位誤差92解：解：1）L1的定位誤差的定位誤差 L1工序基準為工序基準為外圓軸線，外圓軸線， 定位基準為定位基準為外圓軸線。兩者不存在基準外圓軸線。兩者不存在基準不重合誤差，故不重合誤差，故 對刀基準為理論圓中心對刀基準為理論圓中心。存在基準位移。存在基準位移誤差誤差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形塊定位外圓銑槽時的三種不同尺寸要求及其定位誤差計算形塊定位外圓銑槽時的三種不同尺寸要求及其定位誤差計算M MN N2 2）L2L2尺寸的定位誤差尺寸的定位誤差94 L2L2的工序基準的工序基準: :外圓上母線，外圓上母線， 定位基準定位基準: :外圓中心，外圓中心，存在基準不重合誤差存在基準不重合誤差( (工工序基準序基準M M由于定位圓柱面由于定位圓柱面的制造誤差引起的位移的制造誤差引起的位移) )： 對刀基準為對刀基準為理論圓中心。存在基準位移誤差

45、：理論圓中心。存在基準位移誤差：2)(dTMMjbjw22minmax21sin2)(sin)(dTddjwL2L2尺寸的定位誤差尺寸的定位誤差dmaxMMdmin95 L2 的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓直的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓直徑的變化同時引起的。所以徑的變化同時引起的。所以要判斷兩者的方向要判斷兩者的方向特點。特點。 當外圓直徑從大到小時，當外圓直徑從大到小時，工序基準工序基準M M相對相對定位基準定位基準O O是向是向O O方向即方向即向下偏移向下偏移的的（如下圖所示如下圖所示）。 當放入當放入V形塊中后，形塊中后，當外圓直徑由大變小時，當外圓直徑由大變小時，定

46、定位基準位基準（軸心線軸心線）相對）相對對刀基準對刀基準（理論軸中心理論軸中心）也是）也是向下偏移向下偏移的。的。 綜綜合起來兩者合成合起來兩者合成方向相同方向相同( (取取+ +號號） 2sin2)(2)(dTdTjwjbdw96d+T(d)/2d+T(d)/2d-T(d)/2d-T(d)/2L2maxL2maxL2minL2min L3maxL3max（d d）1o 1o2dw L3minL3min 3dw V V形塊定位外圓銑槽時的三種不同尺寸要求及其定位誤差計算形塊定位外圓銑槽時的三種不同尺寸要求及其定位誤差計算M MN N 3 3）L3L3尺寸的定位誤差尺寸的定位誤差97 L3的工序

47、基準為的工序基準為外圓下母線，外圓下母線， L3的的定位基準為定位基準為外圓中心，存在基準不重合誤差：外圓中心，存在基準不重合誤差： 對刀基準為理論圓中心對刀基準為理論圓中心。存在基準位移誤差。存在基準位移誤差2)(dTjb22minmax21sin2)(sin)(dTddjwjw L3L3尺寸的定位誤差尺寸的定位誤差同理：同理：98 L3 L3 的定位誤差為兩者的合成的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓。兩者都是由外圓直徑的變化同時引起的。所以直徑的變化同時引起的。所以要判斷兩者的方向要判斷兩者的方向特特點點： 當外圓直徑從大到小時，當外圓直徑從大到小時，工序基準工序基準N N相對相對定位

48、基準定位基準O O是向是向O O方向即方向即向上偏移向上偏移的（的（從零件圖上看從零件圖上看）。）。 當放入當放入V V形塊中后，形塊中后，當外圓直徑由大變小時，當外圓直徑由大變小時，定位定位基準基準（軸心線軸心線）相對對刀基準（相對對刀基準（為理論圓中心）為理論圓中心）是是向向下偏移下偏移的的。綜合起來。綜合起來兩者合成方向相反兩者合成方向相反(取取-號號）。2)(sin2)(2dTdTjbjwdw注意：注意：兩者中的大值減小值！兩者中的大值減小值！ooMNo99【例例5 5】如圖所示，已知，如圖所示，已知， 兩兩外圓同軸度公差為外圓同軸度公差為0.02，V形塊夾角形塊夾角=90。0021.

49、 0125d0025. 0240d定位方案如圖所示，試計算：定位方案如圖所示，試計算：（1）銑鍵槽時）銑鍵槽時尺寸尺寸A及及對稱度對稱度的定位誤差的定位誤差；（2）若鍵槽深度要求）若鍵槽深度要求A= , 鍵鍵槽對稱中心對槽對稱中心對 軸線的對軸線的對稱度公差為稱度公差為t=0.25，問此，問此定位方案可行否？定位方案可行否？017. 08 .342d100解：解：（1）定位誤差的計算）定位誤差的計算1 1）鍵槽中心）鍵槽中心對稱度對稱度的定位誤差的定位誤差（僅有基準不重合誤差）：（僅有基準不重合誤差）： 槽寬的槽寬的定位基準：定位基準：小外圓軸心，小外圓軸心， 槽寬的槽寬的工序基準：工序基準：

50、大外圓中心大外圓中心， 槽寬的槽寬的對刀基準：對刀基準：V V形塊上小圓的理論圓中心。形塊上小圓的理論圓中心。 由于由于兩外圓有同軸度誤差兩外圓有同軸度誤差，所以存在基準不重合誤差，所以存在基準不重合誤差 = = 0.020.02jb對刀基準和定位基準存在的對刀基準和定位基準存在的基準位移誤差發(fā)生在垂直方向基準位移誤差發(fā)生在垂直方向和對稱度誤差無關和對稱度誤差無關。因此。因此在對稱度方向上在對稱度方向上， =0jw02. 0)(jwjb對稱度dw101定位基準：定位基準：小外圓小外圓 軸線，軸線，工序基準：工序基準：大外圓大外圓 的下母線，的下母線，對刀基準：對刀基準：V V形塊形塊上上小圓的

51、小圓的理論圓中心理論圓中心由于定位基準和工序基準不重合，且兩外圓有同由于定位基準和工序基準不重合，且兩外圓有同軸度誤差，所以存在基準不重合誤差：軸度誤差，所以存在基準不重合誤差：1d2d0325.002.02025.022軸度同djbtT對刀基準和定位基準對刀基準和定位基準存在基準位移誤差：存在基準位移誤差： 01485.0414.1021.02sin2021.02sin21djwT2 2）A A尺寸的定位誤差：尺寸的定位誤差：102 兩個誤差對尺寸兩個誤差對尺寸A A的影響的影響是相互獨立的是相互獨立的，因此，因此總的定位誤差為總的定位誤差為：047.0jwjbdw%3 .33%9 .2717. 0047. 0AdwT%,3 .33%825. 002. 0)(tdw 對稱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如圖所示零件已加工好如圖所示零件已加工好10010000 5 .，404000 3 .，4545，求尺寸求尺寸L的定位誤差。的定位誤差?！纠?】 由由100100引起的引起的基準位移誤差：基準位移誤差： L L 的定位誤差為：的定位誤差為： 解：解： 由由4040引起的引起