定位誤差分析

(3)定位誤差的計(jì)算由于定位誤差A(yù)D是由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差組合而成的，因此在計(jì)算定位誤差時(shí)，先分別算出△B和AY,然后將兩者組合而得AD。組合時(shí)可有如下情況。AY豐0,△B=O時(shí)△D=△B(4.8)AY=O,△B豐0時(shí)△D=△Y(4.9)AY豐0,△B豐。時(shí)如果工序基準(zhǔn)不在定位基面上△D=Ay+△B(4.10)如果工序基準(zhǔn)在定位基面上△D=Ay±AB(4.11)“+”，“一”的判別方法為：設(shè)定位基準(zhǔn)是理想狀態(tài)，當(dāng)定位基面上尺寸由最大實(shí)體尺寸變?yōu)樽钚?shí)體尺寸(或由小變大)時(shí)，判斷工序基準(zhǔn)相對于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。②設(shè)工序基準(zhǔn)是理想狀態(tài)，當(dāng)定位基面上尺寸由最大實(shí)體尺寸變?yōu)樽钚?shí)體尺寸(或由小變大)時(shí)，判斷定位基準(zhǔn)相對其規(guī)定位置的變動(dòng)方向。③若兩者變動(dòng)方向相同即取“+”，兩者變動(dòng)方向相反即取“一”。一、定位誤差及其組成圖9-21a圖9-21工件在V形塊上的定位誤差分析工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差，以乙片表示由于定位基準(zhǔn)和定位元件本身的制造不準(zhǔn)確而引起的定位基準(zhǔn)位移誤差，以也，表示。定位誤差是這兩部分的矢量和。二、定位誤差分析計(jì)算工件以外圓在v形塊上定位時(shí)定位誤差計(jì)算如圖9-16a所示的銑鍵槽工序，工件在v形塊上定位，定位基準(zhǔn)為圓柱軸心線。如果忽略v形塊的制造誤差，則定位基準(zhǔn)在垂直方向上的基準(zhǔn)位移誤差

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"g=OO\=ddf\o"CurrentDocument"2sin—2sm-2sin-222（9-3）對于9-16中的三種尺寸標(biāo)注，下面分別計(jì)算其定位誤差。當(dāng)尺寸標(biāo)注為B1時(shí)，工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，故基準(zhǔn)不重合誤差A(yù)B=0。所以B1尺寸的定位誤差為A-a-禹2sin—2（9-4）當(dāng)尺寸標(biāo)注為B2時(shí)，工序基準(zhǔn)為上母線。此時(shí)存在基準(zhǔn)不重合誤差所以AD應(yīng)為AB與Ay的矢量和。由于當(dāng)工件軸徑由最大變到最小時(shí)，△專和Ay都是向下變化的，所以，它們的矢量和應(yīng)是相加。故+1)旦—+?』=冬（一TOC\o"1-5"\h\z、.獲2』2.0；Zsm.—sm—（9-5）-S￡工序基準(zhǔn)為下母線。此時(shí)基準(zhǔn)不重合誤差仍然是2，但當(dāng)Ay向下變化時(shí)，AB它們的矢量和應(yīng)是相減。故具（，-1）sin—2當(dāng)尺寸標(biāo)注為B3時(shí)，是方向朝上的，所以(9-6)2+1)（9-5）-S￡工序基準(zhǔn)為下母線。此時(shí)基準(zhǔn)不重合誤差仍然是2，但當(dāng)Ay向下變化時(shí)，AB它們的矢量和應(yīng)是相減。故具（，-1）sin—2當(dāng)尺寸標(biāo)注為B3時(shí)，是方向朝上的，所以(9-6)通過以上分析可以看出：工件以外圓在V形塊上定位時(shí)，加工尺寸的標(biāo)注方法不同，所產(chǎn)生的定位誤差也不同。所以定位誤差一定是針對具體尺寸而言的。在這三種標(biāo)注中，從下母線標(biāo)注的定位誤差最小，從上母線標(biāo)注的定位誤差最大。四.計(jì)算題：（共10分）如圖所示套類工件銑鍵槽，要求保證尺寸94_020,分別采用圖（b）所示的定位銷定位方案和圖（c）所示的V形槽定位方案，分別計(jì)算定位誤差。(a)(b)(c)圖（b）的定位誤差:(a)(b)(c)AY=d=J30+(—0.060+0.11)=ay2“5d0.20…八AB===0.10mm22AD=AY+AB=0.175+0.10=0.275mm圖(C)的定位誤差A(yù)Y=―——=―—=0.141mm2sin%2sin9022An5d0.20AB=——==0.10mm22AD=AY-AB=0.141-0.10=0.041mm4.4定位誤差分析與計(jì)算在機(jī)械加工過程中，使用夾具的目的是為保證工件的加工精度。那么，在設(shè)計(jì)定位方案時(shí)，工件除了正確地選擇定位基準(zhǔn)和定位元件之外，還應(yīng)使選擇的定位方式必須能滿足工件加工精度要求。因此，需要對定位方式所產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行定量地分析與計(jì)算，以確定所選擇的定位方式是否合理。4.4.1定位誤差產(chǎn)生的原因和計(jì)算造成定位誤差△D的原因可分為性質(zhì)不同的兩個(gè)部分：一是由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差△B；二是由于定位副制造誤差，而引起定位基準(zhǔn)的位移，稱為基準(zhǔn)位移誤差△Y。當(dāng)定位誤差△DW1/36K（6K為本工序要求保證的工序尺寸的公差）時(shí)，一般認(rèn)為選定的定位方式可行。（1）基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的工序基準(zhǔn)對于定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大可能變化量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，以AB表示。如圖4.36所示的零件簡圖，在工件上銑一通槽，要求保證的

工序尺寸為A、B、C,為保證B尺寸，工件用以K1面或以K2面來定位，都可以限制工件在B尺寸方向上的移動(dòng)自由度。但兩種定位方式的定位精度是不一樣的。由于加工過程中，是采用夾具上定位件的定位表面為基準(zhǔn)來對刀的。當(dāng)以K1面為定位基準(zhǔn)時(shí)，圈4.36基準(zhǔn)不重合誤如圖4.37(a)所示B就為確定刀具與夾具相互位置的對刀尺寸，在一批工件的加工過程中B的位置是不變的。當(dāng)以K2面為定位基準(zhǔn)時(shí)，如圖4.37(b)所示B'為確定刀具與夾具相互位置的對刀尺寸，由于工序基準(zhǔn)是K1面，與K2面不重合。當(dāng)一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，受尺寸L±Al的影響，工序基準(zhǔn)K1面的位置是變動(dòng)的，K1的變動(dòng)影響工序尺寸B的大小，給B造成誤差。由圖4.37(a)可知AB=0由圖4.37(b)可知△B=Lmax-Lmin=2^l(4.1)切：&一岌誠切S4.3?基準(zhǔn)不重合誤差計(jì)當(dāng)工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸方向有一夾角時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間距離尺寸公差在工序尺寸方向上的投影，即B=(Smax-Smin)cos88是基準(zhǔn)不重合誤差變化方向與工序尺寸方向上夾角(2)基準(zhǔn)位移誤差和計(jì)算由于定位副的制造誤差而造成定位基準(zhǔn)對其規(guī)定位置的最大可能變動(dòng)位移，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用AY來表示。顯然不同的定位方式和不同的定位副結(jié)構(gòu)，其定位基準(zhǔn)的移動(dòng)量的計(jì)算方法是不同的。下面分析幾種常見的定位方式產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方法。工件以平面定位工件以平面為定位基準(zhǔn)時(shí)，若平面為粗糙表面則計(jì)算其定位誤差沒有意義；若平面為巳加工表面則其與定位基準(zhǔn)面的配合較好，誤差很小，可以忽略不計(jì)。即工件以平面定位時(shí)，Y=0(4.2)工件以圓孔在圓柱銷、圓柱心軸上定位或工件以外圓柱面在圓孔上定位工件以圓孔在圓柱銷、圓柱心軸上定位，其定位基準(zhǔn)為孔的中心線，定位基面為內(nèi)孔表面。如圖4.38所示，設(shè)工件的圓孔為①D+8D，定位件的軸徑尺寸為①d-8d。由于定位副配合間隙的影響，會(huì)使工件上圓孔中心線(定位基準(zhǔn))的位置發(fā)生偏移，當(dāng)孔的尺寸為最大值，軸徑尺寸為最小值時(shí)，其中心的可能偏移量即基準(zhǔn)位移誤差△y最大。△Y=①Dmax—①dmin=8D+8d十Xmin(4.3)Xmin一定位所需最小間隙(設(shè)計(jì)時(shí)確定)，mm°Xmin=①Dmin-①dmax圖4.3S圓孔在圓柱箱、圓柱心軸上的其定位基準(zhǔn)可以在任意方向上偏移，即△Y誤差的對任意方向的工序尺寸都有影響當(dāng)工件用水平圓柱心軸定位時(shí)，相反，工件以外圓柱面在圓孔上定位，其△Y的計(jì)算為Y=(8D+8d+Xmin)/2(4.4)相反，工件以外圓柱面在圓孔上定位，其△Y的計(jì)算為Y二①Dmax—①dmin=8D+8d十Xmin(4.5)不過8D是定位件圓孔的極限尺寸，8d是工件外圓柱面的極限尺寸.而其△Y誤差同樣對任意方向的工序尺寸都有影響工件以外圓柱面在v形塊上定位工件以外圓柱面在v形塊上定位時(shí)，其定位基準(zhǔn)為工件外圓柱面的軸心線，定位基面為外圓柱面。若不計(jì)V形塊的制造誤差，由于V形塊的對中性則Y(對稱面水平方向上)=0(4.6)而由于工件基準(zhǔn)面的形狀和尺寸誤差時(shí)，工件的定位基準(zhǔn)會(huì)在對稱面上產(chǎn)生偏移，如圖4.39所示，即在Z向的基準(zhǔn)位移量可由下式計(jì)算圖4.39在w形塊上定也的基推位移△Y=OO'=8d/2sin(a/2)(4.7)其中8d——工件定位基面的直徑公差，mm;a——V形塊的夾角，(°)?！鱕的誤差變化方向在V形塊的對稱面上第四節(jié)定位誤差機(jī)械加工中，工件的誤差通常由定位誤差（AD）,安裝誤差和調(diào)整誤差組成。所謂安裝誤差是指夾具在機(jī)床上安裝時(shí)由于夾具相對于機(jī)床的位置不準(zhǔn)確而引起的誤差，以表示。而調(diào)整誤差是指刀具位置調(diào)整的不準(zhǔn)確或引導(dǎo)刀具的誤差而引起的工件誤差，以上'表示。通常把這二項(xiàng)誤差統(tǒng)稱為調(diào)安誤差，以點(diǎn)表示。第三是加工過程誤差，它包括機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差和工藝系統(tǒng)變形、磨損等因素引起的誤差，以巴"表示。只有加工誤差不超過給定工序公差，工件才合格。即11「％5（9-2）在對定位方案合理性進(jìn)行分析時(shí)，可假定上述允許的最大誤差各不超過工件工序尺寸公差的1/3。（二）工件以內(nèi)孔在圓柱心軸上定位的定位誤差計(jì)算工件與過盈配合的圓柱心軸定位時(shí)，由于無徑向間隙，所以無基準(zhǔn)位移誤差。在這里只分析間隙配合的定位誤差。1.定位時(shí)孔與軸固定單邊接觸如果定位心軸水平放置，由于工件的自重作用，使工件與心軸一直在上母線處接觸。如圖12-17所示，銑平面工序的定位基準(zhǔn)為孔的中心線。巳知孔徑為妙:”、定位心軸軸徑為倒-*，最小間隙為△四一刀一ho。則基準(zhǔn)位移誤差222(9-7)圖9-22固定單邊接觸定位誤差計(jì)算下面分別計(jì)算四種標(biāo)注方式時(shí)的定位誤差。當(dāng)標(biāo)注尺寸點(diǎn)」,工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合時(shí)（見圖9-22a）。AB=0，所以定位誤差為當(dāng)標(biāo)注尺寸為一％時(shí)，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，2。所以AD（H2）應(yīng)為AB與Ay的矢量和。因?yàn)樵诙ㄎ换鶞?zhǔn)由一個(gè)極端位置O1變到另一個(gè)極端位置O2時(shí)，四，方向是向下的，而與此同時(shí)，工序基準(zhǔn)（內(nèi)孔上母線）相對于定位基準(zhǔn)（孔心）的變化是向上的，所示Ay與AB方向相反

［迎當(dāng)標(biāo)注尺寸為H3時(shí)，土仍為2，上與山*同向&D（丑m）=%￥十「丑=5占口+晶+,子2）=如）+刁目4占廣抑AA當(dāng)標(biāo)注尺寸為H4時(shí)，，此時(shí)四,與四*無關(guān)，它們兩個(gè)可以同時(shí)取得最大值。所以&救m一與1A11定位孔與軸可以在任意方向上接觸此種情況下，定位基準(zhǔn)可以在任意方向上變動(dòng)，其最大變動(dòng)量為孔徑最大與軸徑最小時(shí)的間隙即最大間隙，所以菖V—n、、、w.~'^,?ir,—I%IA其中￡'、?、占分別為定位孔、軸的尺寸公差和孔軸配合的最小間隙。而基準(zhǔn)不重合誤差則根據(jù)定位情況的不同而定，