第六章定位误差

1、 6.1 机床夹具概述机床夹具概述第六章第六章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理在机床上用于装夹工件或在机床上用于装夹工件或引导刀具的装置。引导刀具的装置。夹具的作用：定位夹具的作用：定位+夹紧夹紧1. 1. 夹具的组成夹具的组成（1 1）定位元件）定位元件（2 2）夹紧元件）夹紧元件（3 3）导向元件）导向元件（钻套、（钻套、对刀块对刀块）（4 4）夹具体）夹具体 此外有连接元件、分度机构、此外有连接元件、分度机构、 操作元件等。操作元件等。2.2.机床夹具的分类机床夹具的分类按使用特点分：按使用特点分：（1 1）通用夹具）通用夹具（2 2）专用夹具）专用夹具（3 3）成组夹具）成组夹具（4

2、 4）组合夹具）组合夹具 （5 5）随行夹具）随行夹具按使用机床分：按使用机床分：车床夹具、铣床夹具、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具钻床夹具、镗床夹具按动力源分：按动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等电动夹具、磁力夹具、真空夹具等3.3.机床夹具的功用机床夹具的功用（1）保证加工精度）保证加工精度 零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互 位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。位置精度。（2）提高生产率，降低生产成本）提高生

3、产率，降低生产成本 快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短 辅助时间，提高了成品率，降低了成本。辅助时间，提高了成品率，降低了成本。（3）扩大机床的加工范围）扩大机床的加工范围 如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。 （4）减轻工人劳动强度）减轻工人劳动强度 二、工件在夹具中的定位二、工件在夹具中的定位工件定位目的：工件定位目的：使同批工件在机床或夹具上有正确位置使同批工件在机床或夹具上有正确位置1.1. 工件的定位方法工件的定位方法 (1)(1)直接找正定位直接找正定位 效率低，适于单件小批生产和定位精度要求

4、较高的情况效率低，适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况 (2)(2)划线找正定位划线找正定位 适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工 (3)(3)夹具中定位夹具中定位 效率高，易保证质量，广泛用于批量生产效率高，易保证质量，广泛用于批量生产 2. 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位 (1)(1)六点定位原理六点定位原理 未定位工件在空间有六个自由度，未定位工件在空间有六个自由度， 定位就是限制其自由度。定位就是限制其自由度。合理布置六个定位支承点，使工合理布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其接触，一个件上的定位基面与其接触，一个

5、支承点限制工件一个自由度，使支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理六点定位原理。 实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点， 视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定定位与夹紧的区别：定位与夹紧的区别： 定位是使工件占有一个正定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。(2)(2)完全定位完全定位与与不完全定位不完全定位工件的六个自由度被完全限

6、制的定位称工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位，完全定位，允许少于六点的定位称为允许少于六点的定位称为不完全定位不完全定位。都是合理的定位方式。都是合理的定位方式。 考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制。再以相应定位点去限制。(3)(3)欠定位欠定位与与过定位过定位工件应限制的自由度未被限制的定位，为工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。在实际生产中是绝对不允许的。工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为定位称为过定位过定位或或

7、重复定位。重复定位。一般来说也是不合一般来说也是不合理的。理的。 过定位造成的后果：过定位造成的后果：（1 1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（2 2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销） 过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。消除过定位及其干涉的途径：消除过定位及其干涉的途径： 1. 1. 改变定位元件结构，消除对自由度的重复改变定位元件结构，消除对自由度的重复 限制，如长销改成短销；限制，如长销改成短销；2. 2. 提高工件定位基面之间的位置

8、精度，提高提高工件定位基面之间的位置精度，提高 夹具定位元件之间的位置精度，减少或消夹具定位元件之间的位置精度，减少或消 除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚 度和定位稳定性。度和定位稳定性。 3. 常见定位方法与定位元件常见定位方法与定位元件 (1) (1) 工件以平面定位工件以平面定位1) 1) 固定支承（支承钉、固定支承（支承钉、支承板支承板）3. 常见定位方法与定位元件常见定位方法与定位元件 (1) (1) 工件以平面定位工件以平面定位1) 1) 固定支承（支承钉、支承板、固定支承（支承钉、支承板、定位分析定位分析）2) 2) 可调支承可调支承 多用

9、于毛面定位，每批调整一次多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批以补偿各批 毛坯误差毛坯误差3) 3) 自位支承自位支承支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一般只限制一个自由度，一个自由度，即一点定位。即一点定位。4) 4) 辅助支承辅助支承 在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度， 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。(2) (2) 工件以圆孔定位工件以圆孔定位 1 1）定位销）定位销 分固定式和可换式，圆柱销和菱形销分固定式和可换式，圆柱销和菱形

10、销2 2）圆锥销）圆锥销 常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度 3 3）定位心轴）定位心轴 主要用于盘套主要用于盘套 类零件的定位类零件的定位圆孔定位分析圆孔定位分析(3) (3) 工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位 1 1）定位套筒）定位套筒 2 2）半圆定位座）半圆定位座 常用于大型轴类工件的定位常用于大型轴类工件的定位3 3）V V形块定位形块定位 结构尺寸已标准化，斜面夹角有结构尺寸已标准化，斜面夹角有606090901201204 4）外圆定心夹紧）外圆定心夹紧 三爪卡盘、双三爪卡盘、双V V形铁定心夹紧、弹簧夹头形铁定心夹紧、弹簧夹头外圆定

11、位分析外圆定位分析(4) (4) 工件以其它表面定位工件以其它表面定位渐开线齿面定位分析渐开线齿面定位分析(5) (5) 组合表面定位组合表面定位 1 1）一个平面和与其垂直的两个孔组合）一个平面和与其垂直的两个孔组合这种定位属于过定位这种定位属于过定位解决办法是：解决办法是：将销将销2 2做成做成削边销削边销 2 2）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合3 3）一孔和一平行于孔中心线的平面组合）一孔和一平行于孔中心线的平面组合6.2.3 定位误差定位误差 影响加工精度（引起加工误差）的因素：影响加工精度（引起加工误差）的因素： 工件在夹具中的定位误差和夹紧误差；

12、工件在夹具中的定位误差和夹紧误差； 夹具在机床上的装夹误差；夹具在机床上的装夹误差； 机床的调整误差；机床的调整误差； 工艺系统的弹性变形和热变形误差；工艺系统的弹性变形和热变形误差； 机床与刀具的制造误差和磨损误差等。机床与刀具的制造误差和磨损误差等。 误差总和应满足：误差总和应满足：总总各种因素产生的误差总和；各种因素产生的误差总和；T工件被加工尺寸的公差。工件被加工尺寸的公差。 T总6.2.3 定位误差定位误差本章只考虑本章只考虑定位误差定位误差对加工精度的影响。对加工精度的影响。上式可写成：上式可写成：dw定位误差；定位误差；除定位误差外，其它因素所引起的误差总和。除定位误差外，其它因

13、素所引起的误差总和。 Tdw定位误差概念定位误差概念 定位误差定位误差由于工件在夹具上（或机床上）定位由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确不准确而引起的加工误差，即由工件定位所造成的加工面相对工序而引起的加工误差，即由工件定位所造成的加工面相对工序基准的位置误差。基准的位置误差。 用夹具来定位工件用夹具来定位工件调整法加工。调整法加工。6.2.3 定位误差定位误差对一批工件来说，刀具经调整后相对于定位基准的位置是对一批工件来说，刀具经调整后相对于定位基准的位置是不变不变的，即工件的，即工件被加工表面的位置相对于定位基准的位置也是不变的，所以定位误差就是被加工表面的位置相对于定位基准的位置也是

14、不变的，所以定位误差就是工序基准工序基准在在加工尺寸方向加工尺寸方向上的最大变动量，以上的最大变动量，以d dw w 表示。表示。 成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定固定的。的。但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上均存在均存在差异差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。，所以定位后各表面有不同的位置变动。 工序基准工序基准的位置的位置变动变动将对加工精度有将对加工精度有直接影响。直接影响。图6-

15、26 定位误差HOAO1O2DWbDWa图6-27 由于基准不重合引起的定位误差工序基准 定位基准 定位误差定位误差包括包括基准不重合误差基准不重合误差和和基准位置误差基准位置误差1 1）基准不重合误差基准不重合误差jb定位基准与工序基准不一致所引定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差。起的定位误差。其大小等于工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量（公其大小等于工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量（公差）。差）。 一次安装加工两孔一次安装加工两孔A和和B，孔，孔B在在X方向定位基准方向定位基准C与设计基与设计基准准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸不重合，基准不重合

16、误差为联系尺寸22的公差的公差0.26.2.3.1 定位误差的组成（来源）定位误差的组成（来源）2 2）基准位置误差）基准位置误差jw定位基准面和定位元件本身的制定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差。造误差所引起的定位误差。 即工件的定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量。由工件定位面和夹即工件的定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。 定位误差定位误差包括包括基准不重合误差基准不重合误差和和基准位置误差基准位置误差6.2.3.1 定位误差的组成定位误差的组成jwjbdw所以，

17、所以，定位误差定位误差可表示为可表示为实际计算时，即是求在加工尺寸方向上的代数和。实际计算时，即是求在加工尺寸方向上的代数和。图 6-9 六点定位原理XZY 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 通常用三个互成一定角度的平面作定位基准来定位（即限制工件的6 个自由度） 任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度用 表示ZYXZYX, 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(1) (1) 工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差 1 . 主 要 定 位 基 准（限制3个自由度）2 . 导 向 定 位 基 准（限制2个自由度）

18、3 . 止 动 定 位 基 准（限制1个自由度） 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(1) (1) 工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略(即即jw=0)，所以定位误差主要由基准不重合引起。，所以定位误差主要由基准不重合引起。 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(1) (1) 工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差

19、工件在工件在V形块上定位（形块上定位（ V形块是一种对中形块是一种对中定心元件定心元件）(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差2sin12T 2sin122sin12 CO-COOOd2121jw1dTdd2sin12T d11dw1jwjba .基准不重合误差：基准不重合误差：djb1=0b. 但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工件外圆中心在件外圆中心在V形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基准位置误差：准位置误差： 工序尺寸以工序尺寸以H1标注（设计基准为工件

20、轴心线，定位基准也标注（设计基准为工件轴心线，定位基准也是工件轴心线），其定位误差为：是工件轴心线），其定位误差为：(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差2sin12T OOd21jw2)12sin1(2T d22dw2jwjba .基准不重合误差（由基准不重合误差（由A1下降至下降至A2 ）：）：djb2=A1A2=Td/2b. 但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工件但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工件外圆中心在外圆中心在V形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基准位形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基准位置误差置误差(此时上母线继

21、续下降（由此时上母线继续下降（由A2下降至下降至A2），下降量为），下降量为O 1 O 2)：工序尺寸以工序尺寸以H2标注（设计基准为工件上母线，定位基准是工标注（设计基准为工件上母线，定位基准是工件轴心线），其定位误差为：件轴心线），其定位误差为：(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差 工序尺寸以工序尺寸以H2标注，其定位误差也可以这样求得：标注，其定位误差也可以这样求得： d2=A1A2=A1O1+O1O2-A2O2 = = d2+Td2sin21d-Td2sin21Td2+ 1(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差2si

22、n12T OOd21jw3)12sin1(2T d33dw3jbjwa .基准不重合误差（由基准不重合误差（由B1上升至上升至B2 ） ：djb3=B1B2Td/2 工序尺寸以工序尺寸以H3标注（设计基准为工件下母线，定位基准是标注（设计基准为工件下母线，定位基准是工件轴心线），其定位误差为：工件轴心线），其定位误差为：b. 但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工件外但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工件外圆中心在圆中心在V形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基准位置形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基准位置误差误差(此时下母线下降（由此时下母线下降（由B2下降至下降至

23、B 2 ），下降量为），下降量为O 1 O 2)：(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差 工序尺寸以工序尺寸以H3标注，其定位误差也可以这样求得：标注，其定位误差也可以这样求得： d3=B1B2=O2B2+O1O2-O1B1 = =sin21Td2d-Td2 d2+sin21Td2 1(2)(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差工件以外圆柱面定位时的定位误差工件在工件在V形块上定位形块上定位 定位误差分析：定位误差分析： a) 定位误差定位误差dw 随工件误差随工件误差Td 的增大而增大；的增大而增大； b) 定位误差定位误差dw 随随V形块夹角形块夹角 增大而

24、减小，但稳定性变差；增大而减小，但稳定性变差； c) 定位误差定位误差dw 与工序尺寸标注方式有关，与工序尺寸标注方式有关，dw2 dw1 dw3 d) 水平方向定位误差水平方向定位误差dw 0 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(3)(3)工件以内孔表面定位时的定位误差工件以内孔表面定位时的定位误差考虑工件孔与定位心轴采用间隙配合，以孔中心线为工序考虑工件孔与定位心轴采用间隙配合，以孔中心线为工序基准时的定位误差。基准时的定位误差。注意：心轴的中心线位置不变注意：心轴的中心线位置不变。此时，工序基准和定位基准都是中心线，基准重合，故此时，工序

25、基准和定位基准都是中心线，基准重合，故0jb但是，由于工件孔和心轴是间隙配合又都有制造误差，所但是，由于工件孔和心轴是间隙配合又都有制造误差，所以存在孔中心线的位置变化，即有基准位置误差，故以存在孔中心线的位置变化，即有基准位置误差，故jwjwjbdw 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(3)(3)工件以内孔表面定位时的定位误差工件以内孔表面定位时的定位误差根据工件装夹时心轴放置位置的不同，可分为如下两种情况：根据工件装夹时心轴放置位置的不同，可分为如下两种情况： 心轴垂直放置（图心轴垂直放置（图6.22（a）改错改错 6.2.3.2 6.2.

26、3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(3)(3)工件以内孔表面定位时的定位误差工件以内孔表面定位时的定位误差 心轴垂直放置（图心轴垂直放置（图6.22（a）maxminminmax21)()()(dDdDdDdwTTdDTTTdTDdDOO 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(3)(3)工件以内孔表面定位时的定位误差工件以内孔表面定位时的定位误差工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹 紧力作用下单向推移工件靠紧定位（图紧力作用下单向推移工件靠紧定位（图6.22（b）改错改

27、错定位心轴水平放置定位心轴水平放置单向推移工件靠紧定位单向推移工件靠紧定位 6.2.3.2 6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算常见定位方法的定位误差计算(3)(3)工件以内孔表面定位时的定位误差工件以内孔表面定位时的定位误差工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹 紧力作用下单向推移工件靠紧定位（图紧力作用下单向推移工件靠紧定位（图6.22（b）maxmin121)(21dDdwTTOO(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差这种定位属于过定位这种定位属于过定位,

28、,甚至两孔无法套在定位销上甚至两孔无法套在定位销上(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差解决上述过定位问题的方法有：解决上述过定位问题的方法有：a.a.减小第二个销子的直径；减小第二个销子的直径；缺点：配合间隙大，转角误差加大缺点：配合间隙大，转角误差加大b.b.第二个销子改成削角销；第二个销子改成削角销；优点：第优点：第2个销直径不变，转角误差小个销直径不变，转角误差小c. 将第二个销子设计成可沿将第二个销子设计成可沿X方向移动的（但结构复杂）。方向移动的（但结构复杂）。(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（

29、夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差. .减小第二个销子的直径减小第二个销子的直径 图改错图改错为了推导第二个销子直径，为了推导第二个销子直径，特假设：特假设：a.孔1与销1中心重合；b.孔2与销2之间的最小配合间隙为2min0.(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差. .减小第二个销子的直径减小第二个销子的直径情况一：情况一：孔心距最小（孔心距最小（L LT TLDLD），），孔直径最小（孔直径最小（D D1 1，D D2 2）；）；销心距最大（销心距最大（L LT TLdLd），），

30、销直径最大（销直径最大（d d1 1，d d2 2）。）。)(2222222dDdDLLLLTTDddTLDTL(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差. .减小第二个销子的直径减小第二个销子的直径情况二：情况二：孔心距最大（孔心距最大（L LT TLDLD），），孔直径最小（孔直径最小（D D1 1，D D2 2）；）；销心距最小（销心距最小（L LT TLdLd），），销直径最大（销直径最大（d d1 1，d d2 2）。）。)(2222222dDdDLLLLTTDddTLDTL(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面

31、两孔”（夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差. .减小第二个销子的直径减小第二个销子的直径(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（夹具上（夹具上“一面两销一面两销”）定位时的定位误差定位时的定位误差. .第二个销子改成削角销第二个销子改成削角销(4)(4)工件以工件以“一面两孔一面两孔”（夹具上（夹具上“一一面两销面两销”）定位时的定位误差）定位时的定位误差 1）在平面内任意方向的位移误差）在平面内任意方向的位移误差 “1”孔中心线孔中心线O1在在X、Y方向的最大位移为方向的最大位移为:dw1 =TD1 + Td1 + 1min 1max “2”孔中心线孔

32、中心线O2在在X方向的最大位移为：方向的最大位移为：dw2x = dw12TLD “2”孔中心线孔中心线O2在在Y方向的最大位移为：方向的最大位移为：dw2y =TD2 + Td2 + 2 min 2max 2）转角误差）转角误差 dw(dw() =2 =2arctan(dw1x+ dw2x)/2L) =2arctan(1max+ 2max)/2L) 要减小角度定位误差，提高孔销精度，减小配合间隙；要减小角度定位误差，提高孔销精度，减小配合间隙； 增大孔（销）中心距增大孔（销）中心距6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例6.2.4 定位误差计算

33、实例定位误差计算实例6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例例例 一批零件，采用如图所示三种定位方案加工孔一批零件，采用如图所示三种定位方案加工孔O1、O2，要求，要求O1与外圆与外圆40同轴，同轴度公差为同轴，同轴度公差为0.10，两孔中心距为，两孔中心距为1000.06，试比较分析哪种定位方，试比较分析哪种定位方案较合理？案较合理？解（解（a）对同轴度误差：）对同轴度误差：定定= 基基+ 不不=0.10/(2sin45)+0=0.071 对中心距：对中心距： 定定= 基基+ 不不= 0.10/(2sin45)+0=0.071（b）对同轴度误差

34、：）对同轴度误差：定定= 基基+ 不不=（0.10+0.10+0）/2+0=0.10 对中心距：对中心距： 定定= 基基+ 不不=（0.10+0.10+0）/2+0=0.10（b）对同轴度误差：）对同轴度误差：定定= 基基+ 不不=0+0.10/2=0.05 对中心距：对中心距： 定定= 基基+ 不不=0+0.10/2=0.05通过比较，发现通过比较，发现第三种方案较合理。第三种方案较合理。6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例例例 有一批如图所示的工件，外圆有一批如图所示的工件，外圆 、 内孔内孔 和两端面均已加工和两端面均已加工合格，并保证外圆对内孔的同轴度误差在合格，并保证外圆对内

35、孔的同轴度误差在T（e）=0.015范围内。今按图示的范围内。今按图示的定位方案，用定位方案，用 心轴定位，在立式铣床上用顶尖顶住心轴铣心轴定位，在立式铣床上用顶尖顶住心轴铣 槽子。除槽宽要求外，还应保证下列要求：槽子。除槽宽要求外，还应保证下列要求：（1）槽的轴向和槽底位置尺寸）槽的轴向和槽底位置尺寸 、（2）槽两侧面对）槽两侧面对50外圆轴线的对称度允差外圆轴线的对称度允差T（c）=0.25。试分析计算定位误差。试分析计算定位误差。00.01650 6()h0.0210307()H0.0070.02030 6()g00.04312 9()h010.2125 12()lh010.2542 1

36、2()Hh6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例解解 槽宽由铣刀相应尺寸保证，计算其余定位误差。槽宽由铣刀相应尺寸保证，计算其余定位误差。（1）对）对l1：定定= 基基+ 不不=0（2）对）对H1： 不不1=Td1/2=0.016/2=0.008 不不2=0.015 (同轴度同轴度)基基=(TD+Td+min)/2=(0.021+0.013+0.007)/2=0.0205(心轴水平放置心轴水平放置) 定定= 基基+ 不不=0.0205+0.008+0.015=0.044（3）对）对T（c） ： 不不=0.015 (同轴度同轴度)基基=(TD+Td+min)/2=(0.021+0.013+

37、0.007)/2=0.0205(心轴水平放置心轴水平放置) 定定= 基基+ 不不=0.0205+0.015=0.0366.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例例例 有一批如图（有一批如图（a）所示的工件，除）所示的工件，除C面外其余各表面均已加工合格。今按如图（面外其余各表面均已加工合格。今按如图（b）所示定位方案在铣床夹具中装夹铣削所示定位方案在铣床夹具中装夹铣削C面）。试分析计算尺寸面）。试分析计算尺寸 的定位误的定位误差。差。解：定位基准为侧平面和部分圆柱面母线，工件设计基准则为轴线解：定位基准为侧平面和部分圆柱面母线，工件设计基准则为轴线O。分别计算两基。分别计算两基准引起的加工精

38、度参数误差。准引起的加工精度参数误差。对侧面：对侧面：当当90不变由于不变由于e定侧引起设计基准定侧引起设计基准O沿沿60斜面平行方向移动，引起尺寸斜面平行方向移动，引起尺寸40变化变化（如图（如图c）所以：所以：=+=0+0.062=0.062eee定侧基不=ctg60=0.107ee定1定侧6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例另一定位基准是外圆母线，设计基准轴心O，所以：同理，尺寸35不变，因90而引起的设计基准O的位移（如图c）。所以：也可计算e定2时，可把它看成是利用 的V型块定位，即：0.0350.035=+=0+=22eee定外基不0.035=0.035cos602cos6

39、0ee定外定20.035+00.0352sin302sin2dTeee 定2不基=0.1070.0350.142eee定40定1定29060235和90是独立变量，互不相干，因此，对A尺寸的影响取二者之代数和6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例6.2.4 定位误差计算实例定位误差计算实例保证加工精度实现的条件保证加工精度实现的条件 若规定工件的加工允差为若规定工件的加工允差为工件工件，以，以夹具夹具表示与采用表示与采用夹具有关的误差，以夹具有关的误差，以加工加工表示除夹具外与工艺系统其它表示除夹具外与工艺系统其它因素（如机床误差、刀具误差、受力受热变形等）有关因素（如机床误差、刀具误差

40、、受力受热变形等）有关的加工误差，为保证工件的加工精度要求，必须满足误的加工误差，为保证工件的加工精度要求，必须满足误差计算不等式差计算不等式 ： 工件工件夹具夹具加工加工 制订夹具公差时，应保证夹具的定位、制造和调整误差制订夹具公差时，应保证夹具的定位、制造和调整误差 的总和不超过零件公差的三分之一。的总和不超过零件公差的三分之一。小结：小结：分析定位误差应注意的问题分析定位误差应注意的问题（1 1）定位误差定位误差是指工件某加工工序中某加工精度参数的是指工件某加工工序中某加工精度参数的定位误差。它是该定位误差。它是该加工精度参数加工精度参数的的加工误差加工误差的一个组成的一个组成部分。部分

41、。（2 2）某工序的定位方案可以对本工序的）某工序的定位方案可以对本工序的几个几个不同加工精不同加工精度参数产生度参数产生不同的不同的定位误差，因此，应该对这几个加工定位误差，因此，应该对这几个加工精度参数精度参数逐一分别计算逐一分别计算其定位误差。其定位误差。（3 3）分析定位误差的前提是采用夹具装夹加工一批工件，）分析定位误差的前提是采用夹具装夹加工一批工件，用用调整法调整法（即刀具预先相对夹具调整好准确加工位置，（即刀具预先相对夹具调整好准确加工位置，在刀具允许的磨损范围内连续加工一批工件不在进行刀在刀具允许的磨损范围内连续加工一批工件不在进行刀具位置的调整）保证加工要求，而非用具位置的

42、调整）保证加工要求，而非用试切法试切法来保证加来保证加工要求的。工要求的。（4 4）分析计算得出的定位误差数值是指加工一批工件时）分析计算得出的定位误差数值是指加工一批工件时可能产生的最大可能产生的最大定位误差范围定位误差范围。它是一个界限值，而。它是一个界限值，而不不是是指某一工件的定位误差的指某一工件的定位误差的具体数值具体数值。 6.3 工件工件(在夹具中在夹具中)的夹紧的夹紧1.1.夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求组成（1）力源装置力源装置（2）中间传力机构中间传力机构（3）夹紧元件夹紧元件中 机间 构传 作力 用1 1）改变作用力的方向；）改变作用力的方向；2 2）改

43、变作用力的大小；）改变作用力的大小；3 3）使夹紧实现自锁。）使夹紧实现自锁。1 1）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置； 稳稳2 2）夹紧力大小要适当，夹紧安全可靠；）夹紧力大小要适当，夹紧安全可靠； 牢牢3 3）夹紧动作要迅速、准确；）夹紧动作要迅速、准确； 快快4 4）结构紧凑，易于制造与维修。）结构紧凑，易于制造与维修。基基本本要要求求6.3.1 6.3.1 夹紧力的确定夹紧力的确定必须合理确定夹紧力的三要素：必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点大小、方向和作用点 (1)(1)夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 1 1）主要夹紧力方向应垂直于主

44、要定位面）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面 2 2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小 3 3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小 ( () )夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 1 1）夹紧力应作用在刚度较好部位）夹紧力应作用在刚度较好部位 2 2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件 形成的形成的支承面内支承面内3 3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面 ( () )夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定 夹紧力的大小根据切削力、工件重力的夹

45、紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数乘以安全系数K ，一般精，一般精加工加工K =1.52 2，粗加工粗加工K = 2 2.53。QKQ Q按工件受力的平衡条件计算得到的夹紧力。 K安全系数。6.3.2 6.3.2 常用夹紧机构常用夹紧机构6.3.2.1 斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构以斜楔为研究对象，夹紧时以斜楔为研究对象，夹紧时根据静力平衡原理，有根据静力平衡原理，有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2)FJ = FQ / tan1tan(2)设设1 =2 =，当当10，

46、可用下式近似计算可用下式近似计算FJ = FQ / ( tan2)夹紧力夹紧力FQ去除，斜楔受到去除，斜楔受到F1、FRX作用，要能自锁，必须满作用，要能自锁，必须满足下式足下式 F1 FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) tan1 tan(2) 即即 1 ( 2) 或或 1 2一般一般1 =2 = =57，故当故当1014时自锁，时自锁，一般取一般取=68 斜楔夹紧的特点：斜楔夹紧的特点： 1 1）有增力作用，扩力比）有增力作用，扩力比 i = FJ / FQ ，约等于约等于3 3； 2 2）夹紧行程小）夹紧行程小, ,h/s =tan，故，故 h 远小于远小于

47、s ； 3 3）结构简单，但操作不方便。）结构简单，但操作不方便。主要用于机动夹紧，且工件质量较高的场合。主要用于机动夹紧，且工件质量较高的场合。6.3.2.2 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构(1) 螺杆夹紧力计算螺杆夹紧力计算(1) 螺杆夹紧力计算螺杆夹紧力计算(1) 螺杆夹紧力计算螺杆夹紧力计算(2) 螺旋夹紧的自锁性能和传力系数螺旋夹紧的自锁性能和传力系数6.3.2.2 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构螺旋夹紧特点：螺旋夹紧特点： 1 1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；）结构简单，自锁性好，夹紧可靠； 2 2）扩力比约为扩力比约为80,80,远比斜楔夹紧力大；远比斜楔夹紧力大； 3 3）夹紧行程不受限

48、制；）夹紧行程不受限制； 4 4）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构1）螺旋压板夹紧机构）螺旋压板夹紧机构(3) 螺旋与压板组合夹装置螺旋与压板组合夹装置3）联动夹紧机构）联动夹紧机构4）多件夹紧机构）多件夹紧机构6.3.2.3 圆偏心夹紧机构圆偏心夹紧机构常见的偏心轮常见的偏心轮压板夹紧机构压板夹紧机构 1 1）圆偏心夹紧原理及其几何特性）圆偏心夹紧原理及其几何特性 偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等，偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等， m、n处处 升角为为升角为为0 0， P处升角最大。处升角最大。教材图教材图6.45(b)6.45(b)改错改错 2 2）圆偏心夹紧的自锁条件）圆偏心夹紧的自锁条件 圆偏心弧圆偏心弧mPnmPn上任意点上任意点X X的升角的计算：的升角的计算： 过过X X点分别作该点与回转中心点分别作该点与回转中心O O和几何中心和几何中心O O1 1连线的垂线连线的垂线XAXA和和XBXB，两垂线的夹角就是两垂线的夹角就是X X点的升角点的升角X X，该角也等于该角也等于X点与回转中心点与回转中心O和几何和几何中心中心O1连线连线O1 X、OX的夹角。的夹角。 2 2）圆偏心夹紧的自锁条件）圆偏心夹紧的自锁条件 P点（展开图点（展开图90的点）附近升角最大，但升角变化较小。的点