定位误差计算(专题)

1、定位误差计算定位误差计算( (专题专题) ) 2006-32 例例 箱体零件采用箱体零件采用“一面两孔一面两孔”组合定位，组合定位， 可能出现工件轴线偏斜的极限情况，即左边定可能出现工件轴线偏斜的极限情况，即左边定 位孔位孔I I与圆柱销在上边接触，而右面的定位孔与与圆柱销在上边接触，而右面的定位孔与 菱形销在下边接触，工件轴线相对于两销轴线菱形销在下边接触，工件轴线相对于两销轴线 的偏转角（垂直放置）：的偏转角（垂直放置）： 工件以一面两销定位时的定位误差计算工件以一面两销定位时的定位误差计算 2006-33 2006-34 确定角度（确定角度（） 极限状态极限状态1：O1在最上方，在最上方

2、，O2在最下方在最下方 2006-35 L XTTXTT dDdD 2 tan min222min111 1 2006-36 确定角度（确定角度（）极限状态）极限状态2： O1在最上方，在最上方，O2在最上方在最上方 L XTTXTT dDdD 2 tan min111min222 1 ）（）（ L XX 2 tan max1max2 1 2006-37 （D1和d1的最大配合间隙也是尺寸A和E 的定位误差） 2006-38 例例 2006-39 两销、孔的最小配合间隙： 2006-310 2006-311 例例 1.如下图所示，以如下图所示，以A 面定位加工面定位加工20H8孔，求加工尺孔，

3、求加工尺 寸寸400.1mm的定位误差。的定位误差。 2006-312 解：解： 设计基准设计基准B与定位基准与定位基准A不重合，因此将产生不重合，因此将产生 基准不重合误差基准不重合误差 jb=0 （定位基面为平面）（定位基面为平面） 2006-313 d=0.15m mmmm ijy 15. 00cos1 . 005. 0cos 0 2006-314 （1）定位基准与工序）定位基准与工序 基准重合，无基淮不重基准重合，无基淮不重 合误差合误差 定位销水平放置，分析铣削工序定位误差定位销水平放置，分析铣削工序定位误差 （2）定位副制造不准确引）定位副制造不准确引 起的位移误差起的位移误差 j

4、y =TD + Td + Xmin 2006-315 求加工孔的定位误差求加工孔的定位误差 2006-316 绪绪 论论定位误差定位误差 例题例题2、 图图为在镗床上加工箱体的为在镗床上加工箱体的A、B两通孔时的定位情况两通孔时的定位情况(因因 是通孔，所以不需要止动定位基准是通孔，所以不需要止动定位基准)，要保证尺寸，要保证尺寸A1、A2和和 B1、B2。试分析该工序的定位误差。试分析该工序的定位误差。 图6.19 平面定位时的定位误差 C D E F H A2 L -T A1 B2 L -T T A B B1 1L1 2L2 2006-317 解：加工时刀具位置经调整好不再改变，因此对加工

5、一批解：加工时刀具位置经调整好不再改变，因此对加工一批 工件来说，被加工的工件来说，被加工的A、B二孔表面相对夹具的位置不二孔表面相对夹具的位置不 变。变。 图6.19 平面定位时的定位误差 C D E F H A2 L -T A1 B2 L -T T A B B1 1L1 2L2 2006-318 （1）加工孔）加工孔A时定位误时定位误 差差 尺寸尺寸A1的工序基准的工序基准 和定位基准均是和定位基准均是D面，基面，基 准重合，所以准重合，所以 jb（ （A1）=0 定位基准面定位基准面D有角度有角度 制造误差制造误差T/2，根据，根据 基准位置误差的定义有：基准位置误差的定义有： jy（

6、（A1）= 2H.tanT 所以所以 d(A1） ）= 2H.tan T 图6.19 平面定位时的定位误差 C D E F H A2 L -T A1 B2 L -T T A B B1 1L1 2L2 2006-319 尺寸尺寸A2的工序基准的工序基准 是是E面，定位基准是面，定位基准是C面，面， 基准不重合误差：基准不重合误差： jb（ （A2） TL2 定位基准定位基准C面制造得面制造得 平整光滑，则同批工件平整光滑，则同批工件 的定位基准位置不变，的定位基准位置不变， 有：有： jy（ （A2）=0 所以所以 d(A2）= TL2 图6.19 平面定位时的定位误差 C D E F H A2

7、 L -T A1 B2 L -T T A B B1 1L1 2L2 2006-320 (2) 加工孔加工孔B1时定位误差时定位误差 尺寸尺寸B1的工序基准是的工序基准是 F面，定位基准是面，定位基准是D面，基面，基 准不重合误差：准不重合误差： jb（ （B1） TL1 基准位移误差：基准位移误差： jy（ （B1）= 2H.tanT 所以所以 d(B1） ）= 2H.tan T 图6.19 平面定位时的定位误差 C D E F H A2 L -T A1 B2 L -T T A B B1 1L1 2L2 2006-321 尺寸尺寸B2的工序的工序 基准和定位基准均是基准和定位基准均是 C面，基

8、准重合面，基准重合 ： jb（ （B2）=0 工件以平面定位工件以平面定位 时，时， jy（ （B2）=0 所以所以 d(B2） ）=0 图6.19 平面定位时的定位误差 C D E F H A2 L -T A1 B2 L -T T A B B1 1L1 2L2 2006-322 例4： 2006-323 2006-324 2006-325 2006-326 例例6.如下图所示，用角如下图所示，用角 度铣刀铣削斜面，求加度铣刀铣削斜面，求加 工距离尺寸为工距离尺寸为 390.04mm的定位误的定位误 差。差。 解：工件的加工尺解：工件的加工尺 寸方向与寸方向与 Z 方向不相同，方向不相同， 则

9、在加工尺寸方向上的则在加工尺寸方向上的 基准位移基准位移误差误差为为 Td Td 2006-327 定位基准与设计基准重合定位基准与设计基准重合 jb=0mm jy=0.707Tdcos = 0.7070.040.866 = 0.024mm d=jy=0.024mm 2006-328 例例7.如下图所示，工件以如下图所示，工件以d1外圆定位，加工外圆定位，加工10H8孔。已知：孔。已知： 求加工尺寸求加工尺寸400.15mm的定位误差。的定位误差。 。0.03mmt 0.15mm,40H ,55 ,30 010. 0 056. 02 0 01. 01 mmdmmd 2006-329 解：解：

10、定位基准是定位基准是d d1 1的轴线的轴线A A，设计基准则在，设计基准则在d d2 2的外圆的的外圆的 母线上，是相互独立的因素母线上，是相互独立的因素 mmmm mmmm mmmmt YBD dY d iB 06. 0)007. 0053. 0( 007. 001. 0707. 0707. 0 053. 003. 0 2 046. 0 cos 2 cos 1 2 Td1 Td2 2006-330 【例题例题10】如图所示零件，在铣槽工序中，要保证4550(其它尺 寸已在前工序完成)。要求设计该工序的定位方案，并检查能否满足 精度要求。 解：解：采用“一面两孔”的完全定位方案。选取 短圆销

11、、 短削角销。查表削角销b3,B8。夹具的制造公差工件公差的1/3 左右，两销心距公差 TLd=0.08,夹具上45角公差取T30 (是定 位误差的一部分)。铣床平均加工经济精度10级，查表得4。 由式得T,45角的定位误差为： 绪绪 论论定位误差定位误差定位误差实例定位误差实例 007. 0 020. 0 30 005. 0 014. 0 10 01038974 97 252 314. 0041. 0 tan203 2 tan2 1 2max1 1 e L CC Te man ）定（ 定 2006-331 图6.22 定位误差计算实例之二 定位误差实例定位误差实例 2006-332 这种定位

12、方案可满足加工精度要求这种定位方案可满足加工精度要求。 若不能满足加工精度要求时，可采用下述方 法解决： 减小销子与孔的配合间隙，销子直径选g5 或h6，同时适当减小削角销宽度b。 采用活动锥形定位销，使孔与销无间隙配 合。 2006-333 A A A-A D 0.25D 图6.29 活动锥型定位销的应用 定定 位位 误差实例误差实例 2006-334 例例 3 钻铰图零件上钻铰图零件上 10H7 的孔，工件以的孔，工件以 孔定位，定位销直径公孔定位，定位销直径公 差为差为0.009mm，定位，定位 孔与定位销的最小配合孔与定位销的最小配合 间隙为间隙为+0.007mm。 求：工序尺寸求：工

13、序尺寸 50 0.07mm 及平行度及平行度 的定位误差。的定位误差。 2006-335 解：解： （1）工序尺寸 50 0.07mm 的定 位误差 jb = 0 ( 定位基准与工序基准重合 ) jy = T Dg + T d min =0.021+0.009+0.007= 0.037mm 则 d = 0.037mm 2006-336 (2) 平行度平行度 0.04mm 的定位误差的定位误差 当工件用圆当工件用圆 柱心轴定位时，定柱心轴定位时，定 位副的配合间隙还位副的配合间隙还 会使工件孔的轴线会使工件孔的轴线 发生歪斜，并影响发生歪斜，并影响 工件的位置精度。工件的位置精度。 工件除了孔距

14、公差工件除了孔距公差 还有平行度还有平行度误差误差， 即即 2006-337 式中式中 L 1 加工面长度（加工面长度（ mm ）；）； L 2 定位孔长度（定位孔长度（ mm ） (T Dg+ Td + Xmin) 2006-338 基准位移误差为基准位移误差为 (T Dg+ Td + Xmin) 2006-339 第六节第六节 常见机床夹具常见机床夹具 一一 钻床夹具钻床夹具 2006-340 2006-341 引导元件引导元件 2006-342 2006-343 2006-344 2006-345 （2）铣床夹具）铣床夹具 2006-346 对刀装置对刀装置 2006-347 三三 车床

15、夹具车床夹具 2006-348 2006-349 四四 成组夹具成组夹具 2006-350 五五 组合夹具组合夹具 2006-351 六六 随行夹具随行夹具 2006-352 一、专用夹具设计的方法和步骤 1 1拟定夹具的结构方案拟定夹具的结构方案 明确设计要求和生产条件明确设计要求和生产条件 l了解工件情况、工序要求和加工状态了解工件情况、工序要求和加工状态 l了解使用机床、刀具的需用情况了解使用机床、刀具的需用情况 l了解生产批量和对夹具的需用情况了解生产批量和对夹具的需用情况 l了解制造车间的生产条件和技术状况了解制造车间的生产条件和技术状况 l准备好各种设计资料准备好各种设计资料 第六

16、节第六节 专用夹具的设计方法专用夹具的设计方法 2006-353 拟定夹具的结构方案拟定夹具的结构方案 l工件的定位方案工件的定位方案 l工件的夹紧方案工件的夹紧方案 l变更工位的方案变更工位的方案 l对刀或导引方案对刀或导引方案 l安装方式及夹具体的结构形式安装方式及夹具体的结构形式 对结构方案进行精度分析和估算对结构方案进行精度分析和估算 l论证方案的可行性及科学性论证方案的可行性及科学性 l对薄弱环节进行修改对薄弱环节进行修改 2006-354 2 2夹具总图设计夹具总图设计 总图（总体）设计的步骤和要求总图（总体）设计的步骤和要求 总图设计的步骤总图设计的步骤 l先用双点划线将工件按加

17、工状态绘好先用双点划线将工件按加工状态绘好 l依次绘制定位件、夹紧装置和夹紧元依次绘制定位件、夹紧装置和夹紧元 件、对刀装置或导引件、夹具本体及件、对刀装置或导引件、夹具本体及 各个连接件等各个连接件等 l标注必要的尺寸、配合和技术要求标注必要的尺寸、配合和技术要求 2006-355 总体设计的几点要求总体设计的几点要求 l定位件、夹紧件、导引件等元件设计时定位件、夹紧件、导引件等元件设计时 应尽可能标准化、通用化应尽可能标准化、通用化 l为操作方便和防止装反，应设置止动销、为操作方便和防止装反，应设置止动销、 障碍销、防误装标志等障碍销、防误装标志等 l运动部件必须运动灵活、可靠运动部件必须

18、运动灵活、可靠 l零部件结构工艺性要好，应易于制造、零部件结构工艺性要好，应易于制造、 检测、装配和调整检测、装配和调整 l夹具结构应便于维修和更换零部件夹具结构应便于维修和更换零部件 l适当考虑提高夹具的通用性适当考虑提高夹具的通用性 2006-356 夹具总图上的尺寸标注夹具总图上的尺寸标注 夹具总图上标注的五类尺寸夹具总图上标注的五类尺寸 l夹具的轮廓尺寸夹具的轮廓尺寸 l定位零件上定位表面的尺寸以及各定位定位零件上定位表面的尺寸以及各定位 表面之间的尺寸表面之间的尺寸 l定位表面到对刀件或刀具导引件间的位定位表面到对刀件或刀具导引件间的位 置尺寸置尺寸 l主要配合尺寸主要配合尺寸 l夹

19、具与机床的联系尺寸夹具与机床的联系尺寸 夹具上主要元件之间的位置尺寸公差夹具上主要元件之间的位置尺寸公差 2006-357 夹具总图上技术要求的规定夹具总图上技术要求的规定 目的：限制定位和导引元件等在夹具体限制定位和导引元件等在夹具体 上的相对位置误差以及夹具的安装误差上的相对位置误差以及夹具的安装误差 l定位件之间或定位件对夹具体底面之间定位件之间或定位件对夹具体底面之间 的相互位置精度要求的相互位置精度要求 l定位件与导引件之间的相互位置要求定位件与导引件之间的相互位置要求 l对刀件与校正面间的相互位置要求对刀件与校正面间的相互位置要求 l夹具在机床上安装时的位置精度要求夹具在机床上安装

20、时的位置精度要求 （一般按工件相应公差的（一般按工件相应公差的1/21/5选取）选取） 编写夹具零件明细表编写夹具零件明细表 与一般与一般 机械装配图相同机械装配图相同 2006-358 3夹具精度的校核夹具精度的校核 影响夹具精度的因素影响夹具精度的因素 l工件定位误差工件定位误差 l刀具安装误差刀具安装误差 l刀具位置误差刀具位置误差 l加工方法误差加工方法误差 包括：与包括：与 机床有关的误差机床有关的误差 与刀具有关的误差与刀具有关的误差 与调整有关的误差与调整有关的误差 与变形有关的误与变形有关的误 差差 各项误差的总和应小于工序尺寸公差各项误差的总和应小于工序尺寸公差 2006-3

21、59 4绘制夹具零件图绘制夹具零件图 特别应注意零件的技术要求与必要说明特别应注意零件的技术要求与必要说明 夹具体设计的要求夹具体设计的要求 l应有足够的强度和刚度，以防受力变形应有足够的强度和刚度，以防受力变形 l安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应 小于小于1.25 l结构应紧凑，形状应简单，装卸应方便结构应紧凑，形状应简单，装卸应方便 l应便于排屑应便于排屑 l应有良好的结构工艺性应有良好的结构工艺性 l选择制造方法应能保证精度，考虑成本选择制造方法应能保证精度，考虑成本 2006-360 2、确定夹具结构方案、确定夹具结构方案 （1）确定定位方案，选择定

22、位元件）确定定位方案，选择定位元件 （2）导向装置设计）导向装置设计 （3）夹紧机构设计）夹紧机构设计 （4）夹具体设计）夹具体设计 （5）其他装置）其他装置 3、绘制夹具总装图，标注技术要求、绘制夹具总装图，标注技术要求 4、绘制零件图、绘制零件图 1、精度与批量分析、精度与批量分析 小结小结 2006-361 举例举例 2006-362 夹具设计过程分析 1、精度与批量分析、精度与批量分析 毛坯：毛坯：45钢模锻件钢模锻件 年产量：年产量：500件件 工序内容：钻孔工序内容：钻孔 18H7 技术要求：技术要求： （1）中心距：）中心距：1200.01, 平行度公差：平行度公差： 0.05m

23、m （2）钻孔尺寸：钻孔尺寸： 18H7 2006-363 2、加工工艺过程（工序内容）：钻、加工工艺过程（工序内容）：钻扩扩粗铰粗铰精铰精铰 3、确定夹具结构方案、确定夹具结构方案 （1）确定定位方案：）确定定位方案： 36H7孔孔+端面端面+连杆小端外圆柱面连杆小端外圆柱面 （2）选择定位元件：心轴（间隙配合）选择定位元件：心轴（间隙配合）+小平面小平面+V型块型块 2006-364 （2）导向装置设计）导向装置设计 固定式钻模板固定式钻模板 快换钻套快换钻套 2006-365 （3）夹紧机构设计：）夹紧机构设计： 螺母螺母 开口垫圈开口垫圈 2006-366 （4）其他装置和夹具体设计）

24、其他装置和夹具体设计 a、辅助支撑、辅助支撑 b、钻套找正、钻套找正+压板压紧在钻床上压板压紧在钻床上 2006-367 3、绘制夹具总装图，、绘制夹具总装图， 标注技术要求标注技术要求 （一）尺寸标注内容（一）尺寸标注内容 1）夹具外形轮廓尺寸；）夹具外形轮廓尺寸； 2006-368 2）与夹具定位元件、导向元）与夹具定位元件、导向元 件及夹具安装基准面有关的件及夹具安装基准面有关的 配合尺寸、位置尺寸及公差；配合尺寸、位置尺寸及公差； 3）夹具定位元件与工件的）夹具定位元件与工件的 配合尺寸配合尺寸 （1 1）夹具上的公差一般取工）夹具上的公差一般取工 件上相应元件公差的件上相应元件公差的

25、1/51/5 1/21/2； （2 2）若工件上的尺寸为自由）若工件上的尺寸为自由 尺寸，则夹具有关尺寸公差尺寸，则夹具有关尺寸公差 一般取一般取0.1mm0.1mm或或0.05mm0.05mm；角角 度公差取度公差取1010或或 5 5； （3 3）夹具有关尺寸公差恰好）夹具有关尺寸公差恰好 落在工件相应尺寸公差带中落在工件相应尺寸公差带中 间。间。 2006-369 4）夹具导向元件与刀具的配）夹具导向元件与刀具的配 合尺寸；合尺寸； 5）夹具与机床的连接尺寸）夹具与机床的连接尺寸 及公差；及公差； 6）其他重要尺寸。）其他重要尺寸。 2006-370 2006-371 （四）夹具结构工艺

26、性分析（四）夹具结构工艺性分析 1. 夹具零件结构工艺性分析夹具零件结构工艺性分析 2. 夹具最终精度保证方法夹具最终精度保证方法 调整、修配、装配后加工、在机床上就地加调整、修配、装配后加工、在机床上就地加 工。工。 3. 夹具的测量与检验夹具的测量与检验 1）直接测量法）直接测量法 2）间接测量法）间接测量法 3）辅助测量法）辅助测量法 2006-372 （五）夹具的精度分析（五）夹具的精度分析 1. 定位误差定位误差dw 2. 夹具制造与装夹误差夹具制造与装夹误差zz 3. 加工过程误差加工过程误差gc 4. 确定和检验夹具精度的基本公式确定和检验夹具精度的基本公式 dw+zz+gcT （T是零件是零件 公差公差） 一般应使一般应使zz zz+ +gc gc2T/3 2T/3 ，dw T/3 2006-373 1、中心距中心距12