项目3.2夹具定位误差

第四节定位误差的分析与计算

一、定位误差产生的原因1.定位误差的定义由定位引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差，以表示。在初步确定工件的定位方案时，可以先假设定位误差小于或接近工件公差的三分之一，最后可根据实际情况进行调整。定位误差研究的主要对象是工件的工序基准和定位基准。它的变动量将影响工件的尺寸精度和位置精度。2.定位误差产生的原因造成定位误差的原因是定位基准与工序基准不重合而产生的基准不重合误差以及定位基准与限位基面不重合，由此产生的基准位移误差两个方面。图3-29铣削加工工序简图(1)基准不重合误差由于定位基准与工序基准不重合，而引起的工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动范围，称为基准不重合误差，以表示。图3-29为一个工件的铣削加工工序简图，图3-30为其定位简图。加工工序尺寸h1的工序基准是Ｅ，定位基准则是A，定位基准与工序基准的不重合，它们之间的尺寸（或位置）变动，使工序尺寸随之变动，其最大变动量即为基准不重合误差，由图3-30可知＝h2max－h2min=图3-30基准不重合误差

仅与基准的选择有关，故通常在设计时遵循基准重合原则，即可防止产生。另外，当基准不重合误差有多个尺寸影响时，应将其在工序尺寸方向上合成。基准不重合误差的一般计算式为式中—定位基准与工序基准间的尺寸链组成环的公差—的方向与加工尺寸方向间的夹角（°）。—（2）基准位移误差由于定位副有制造误差而引起的定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动范围称为基准位移误差，以表示。图3-31所示工件以圆孔在心轴上定位铣键槽。要求保证尺寸及。其中尺寸由铣刀宽度保证，而尺寸则是由工件相对刀具的位置决定的。图3-31铣键槽夹具简图图3-32基准位移误差由图3-31b）可知，孔中心是工序基准，内孔表面是定位基面。从理论上分析，当内孔与心轴的直径完全相同时，内孔和外圆两者的中心线重合。实际上，定位副不可能无制造误差，从设计角度分析，不论是内孔直径还是心轴直径在允差范围内是随机的，使得定位基准（工件内孔轴线）与心轴轴线不重合，定位基准相对于心轴轴线下移了一段距离，从而造成工序尺寸变动。由图3-32b）可知，当工件孔为最大（），心轴直径为最小（）时，定位基准O2最靠下，它与心轴中心的最大距离=-;同理，当工件孔为最小，心轴直径为最大时，定位基准最靠上，所以它与心轴中心的最小距离=-。由此而造成一批工件工序尺寸的变动量为==-=（-）-（-）=（+）/2式中一批工件定位基准的变动范围。当定位基准的变动方向与加工尺寸方向不一致，两者成夹角时，基准位移误差等于定位基准的变动范围在加工尺寸方向上的投影，即=当定位基准的变动方向与加工尺寸方向一致时，，，基准位移误差等于定位基准的变动范围，即=因此，基准位移误差是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于定位元件的最大变动在加工尺寸方向的投影。不同的定位方式，其基准位移误差的计算方法不同。常见的有以下几种：

1）用圆柱定位销、圆柱心轴中心定位如图3-33所示，当工件竖直放置时，工件的定位孔与定位销的接触位置是随机的，由于定位配合间隙的影响，会使工件的中心发生偏移，其偏移量即为最大配合间隙，可按下式计算：图3-33Xmax对基准位移误差的影响式中Xmax－定位最大配合间隙（mm）；图3-33Xmax对基准位移误差的影响—工件定位基准孔的直径公差（mm）；—圆柱定位销或圆柱心轴的直径公差（mm）；Xmin—定位所需最小间隙，由设计时确定（mm）。基准位移误差的方向是任意的。

2）用定位套定位用定位套中心定位的基准位移误差产生的原因，与上述定位相同，其定位误差可按下式计算：式中—定位套孔径公差（mm）；—工件定位外圆的直径公差（mm）。其基准位移误差的方向也是任意的。3）平面支承定位平面支承定位的位移误差较容易计算。在图3-29中，认为工序尺寸h1的基准位移误差为零。图3-34V形块定心定位的基准位移误差４）用Ｖ形块定心定位如图3-34a）所示，若不计Ｖ形块的误差而仅有工件基准面的圆度误差时，其工件的定位中心会发生偏移，产生基准位移误差。由图3-34b）可知，

仅由于的影响，使工件中心沿Ｚ向从O1移至O2，即基准位移量，式中—工件定位基准的直径公差（mm）—Ｖ形块的半角（°）。

当＝90°时，Ｖ形块的位移误差可由下式计算：

二、定位误差的计算方法计算定位误差时，根据定位方式分别计算基准不重合误差⊿B和基准位移误差⊿Y，然后按照一定的规律将它们合成。求出工序基准在加工尺寸方向上的最大变化范围。1）当定位基准与工序基准重合，即＝0、≠0时，产生定位误差的原因是基准位移误差，故只要计算出即可，即＝。2）当定位基准与工序基准不重合，即≠0，且＝0时，产生定位误差的原因是基准不重合误差，故只要计算出即可，即＝。3）当定位基准与工序基准不重合，即≠0，且≠0，若造成定位误差的原因是互相独立的因素时，应将两项误差相加或相减，即＝。“+”“－”号的确定方法：若基准位移误差和基准不重合误差由小变大（或由大变小）时，均造成工序尺寸变大或变小，即两者对工序尺寸影响相同时，取“+”号；否则，取“－”号。三、定位误差的综合分析与计算实例例1

如图3-35所示，用单角度铣刀铣削斜面，求加工尺寸为39±0.04mm的定位误差。图3-35单角度铣刀铣斜面解＝0（定位基准与工序基准重合）根据上述公式可得沿竖直方向的基准位移误差

将值投影到加工尺寸方向，即＝＝＝0.028×0.866mm＝0.024mm定位误差值小于工序尺寸公差的三分之一。故此方案可行。图3-36钻孔定位误差计算例2如图3-36所示，工件以d1外圆定位，加工10Ｈ8孔。已知d1＝mm，d2＝mm，H＝40±0.15mm，t＝0.03mm，求加工尺寸40±0.15mm的定位误差。

解定位基准是圆柱d1的轴线A，工序基准则在d­2外圆的素线Ｂ上，是相互独立的因素，故又＝0.707＝0.707×0.01mm＝0.007mm则＝+＝(0.038+0.007)mm＝0.045mm定位误差值小于工序尺寸公差的三分之一。故此方案可行。图3-37镗活塞销孔的定位误差计算例3图3-37是在金刚镗床上镗活塞销孔的示意图，活塞销孔轴线对活塞裙部内孔轴线的对称度要求为0.2mm。以裙部内孔及端面定位，内孔与定位销的配合为95H7/g6。求对称度的定位误差解

查表知95H7＝95mm，95g6＝95mm。图3-37镗活塞销孔的定位误差计算对称度的工序基准是裙部内孔轴线，定位基准也是裙部内孔轴线，两者重合，=0。定位基准相对与定位元件可任意方向移动，在对称度方向的最大变动范围为孔轴配合的最大间隙。所以=(0.035+0.022+0.012)mm=0.069mm图3-38铣键槽的角向定位误差计算解

从图a)知，工序基准为OA，定位基准为OO1,工序基准和定位基准不重合。定位尺寸为90º±5′，故=10′。定位孔为18H8（）；圆柱销为18f7（），由图b)得(0.021+0.018+0.016)/60=0.000917Red≈角向定位误差为定位误差接近工件公差的三分之一（），此方案可以采用。四、工件以一面两孔定位一面两孔定位是工件在定位中常用的一种定位方式。在箱体、支架类零件加工时，常用工件的两孔一面定位，以使基准统一，其定位元件为一面两销。以下介绍一面两销的设计和布置，以防止产生过定位。定位