定位误差与夹具设计

1、过定位和不足定位：加工中，工件定位点数比应限制的自由度数少。 产生不好的结果。 过定位：工件的某自由度被限制2次以上。 1 .分析：工件的定位支撑点比应该限制的自由度少的情况下，会有什么结果？ 结果限制了自由度，不能达到加工时要求的加工精度。 2 .允许定位吗？ 据说定位是不确定工件的定位，如果夹紧，工件和定位部件会变形。 (2)有时允许过定位，但不允许定位不足。 定位不足的结果，加工时无法达到加工精度。 过定位的优点：冰箱有4个支点等，可以更准确地定位。 缺点：容易影响工件的定位精度，容易夹紧工件和夹具使其变形。 (3)过定位一般来说是如下的不良影响：a .接触点不稳定，该批次的工件在夹具上

2、的位置不同性b .工件和夹具的夹紧变形c .一部分工件不能很好地与定位部件定位d .妨碍了设计意图的实现，因此，在很多情况下，应该避免过定位(4)必须结合定位基准面和定位部件的接触状况，分析和确立相对概念。 1 )方法问题： 1、根据工序加工技术的要求和工件形状的特征，应限制它们的自由度，以相应的定位点数来解决。 2、分析时，反过来分析哪个自由度不需要限制，剩下的需要限制。 3 .没有考虑因外力而使工件不从支承点脱离而失去定位力的影响，工件在某个坐标方向上的自由度受到限制并不是指工件受到从支承点脱离的外力时不能动作，而是指在工件被定位后，在其坐标方向上的位置被决定应用六点定位原则时应注意的问题

3、是：限制了销： X Y (移动) X Y (旋转)四个自由支撑板：限制了z (移动) X Y (旋转)三个自由度的销：限制了z (旋转)的结果： X Y反复限制，结果：工件定位孔和端面垂直度误差大孔和长销的间隙小时：长销的刚性好时，工件被压坏，连杆变形，长销的刚性不足时，长销被扭转。 在这两种情况下，由于加工后的左孔的位置精度，连杆的大小不与头孔的轴线平行。 定位符号的表示方法、定位方式在六点定位原理下进行定位分析时，在定位点上没有自由度，在实际应用中，应该不是点，而是各种各样的定位部件，工件的定位表面有各种形式：例如平面、内孔、外圆、成形面、复合表面等，对这些表面定位设计时应该做的工作和步骤

4、： a )通过加工部件的工序，需要合理地配置支点b )定位方法c )适当的定位部件，8. 1.2工件在夹具上的定位方法和定位部件，定位部件，特征：中性良好(水平方向)定位的水平轴中心位置(垂直方向) 因为v形块的角度和工件直径的误差而变化的v形块被安装到夹子的具体c上时，不仅要用螺钉紧固，还要安装定位销。 主要结构参数： v形块标准化，绘制v形块工作图时，可以不绘制图形，但必须注明尺寸c、h、h。 定位套筒和分割套筒、定位套筒的特征：部件的构造简单，定心精度不变的工件的外周和定位圆孔的嵌合松弛时，工件容易倾斜，可以考虑用套筒的内孔和端面进行定位分割套筒主要是大型轴类零件的精密轴定位，安装容易。

5、 结构：下半孔在定位作用上半孔发挥夹紧作用，分割套筒，外圆定心夹紧机构用于内圆定心夹紧机构，其作用原理与外圆定心时相同。 差异仅在孔的定位时，以支撑等速离开中心移动，与工件的孔表面接触。孔用增紧套，(4)工件在组合的表面定位，上述定位方法意味着工件在单一表面定位。 实际上，零件通常同时在多个面上定位，例如：在两个平行的孔、两个平行的台阶面、台阶轴的两个外周等，被称为“工件对准面定位”。 工件在复合面上定位时，多个定位面之间的相互位置总是有一定的误差，如果固定所有的支撑部件，工件就无法正确定位，无法进行定位。 因此，表面定位组合时，必须使其中一个(或若干个)浮动或固定，但可补偿其定位面之间的误差

6、。 1、用轴心线平行的两个孔定位，工件用两个孔定位的方式，在生产中广泛应用于箱类大小、中型零件的加工，如机床主轴箱、发动机主体。 在用一面的两个孔定位，用箱体的两个孔和平面定位的分析中，如果把两个圆柱销作为定位部件，就会发生定位现象，结果：有可能无法安装工件。 通过将右侧的定位销在两销的连心线的垂直方向上两侧削去，作为边缘销，可以在该连心线方向上得到间隙补偿，顺利地安装工件的两孔和两销，使定位正确。 工件在垂直平面上定位后，用圆孔或v字定位工件左端的外周时，用于工件右端外的v字块必须为浮动结构，此时只能限制自由度。 不那样的话，定位就会过剩。 2、在轴心线平行的两个圆表面上定位、8.2定位误差

7、的分析和计算、1、定位误差的概念是，工件上的被加工表面的设计基准相对于定位部件的工件表面在加工尺寸方向上的最大变动量称为“定位误差”。 2、由于定位误差，a .批量的工件在尺寸、形状及相互位置上有差异，夹具定位部件也有制造误差。 b .工件的定位基准与设计基准不一致，或者工件的定位基准与定位部件的工作面之间有间隙。 在工件用夹具的定位加工中，只用常规方法(即调整法)加工工件的批次，按批次进行试验加工的话，完全没有定位误差。 (仅加工误差等)、误差源、a .基准不一致误差b .基准位移误差、1、基准位移误差，由于夹具定位部件和工件定位基准自身存在制造误差，因此，工件的被加工面的设计基准也有可能在

8、加工尺寸方向上变动而形成定位误差。 另外，将定位副的制造误差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，用y表示。 基准位移误差，工序2 :加工平面1时，图纸要求的设计尺寸为AA，加工时刀具调整尺寸CAA。 因此，即使不考虑本工序的加工误差，该定位方法也有可能使加工尺寸a变化(在工序中残留的误差范围h内有偏差)，产生定位误差() 、2、基准不一致的误差，工序1 :加工平面2时，定位基准和设计基准一致，如果该图纸的设计尺寸和加工时的刀具调整控制尺寸(在一批工件中看起来是常数)一致，则定位误差=0。 另外，图中的部件需要加工底面3和侧面4，加工平面1、2，通过底面和侧面定位。

9、 为了提高定位精度，夹具设计成尽可能使定位基准和加工表面的设计基准一致。 但是，虽然定位精度提高了，但夹具结构有时变得复杂，工件的安装变得不方便，稳定性和可靠性变差。 只要生产中满足工艺要求，就可以降低工序成本，允许选择不符合标准的定位方案。 二、定位误差的计算、工件的定位误差的实质，因为工件上的被加工表面的设计基准相对于定位部件的工件表面在加工尺寸方向上是最大变动量，所以在计算定位误差时，首先找到工序尺寸的工序基准，然后求出工序尺寸方向的最大变动量。1、定位误差计算方法、定位误差计算方法、几何法微分法、*2几种典型的表面定位时的定位误差1、平面定位时的定位误差加工过的表面定位：加工过的表面形

10、状误差小，基准位移误差被认为为零。 定位=位置=0，2，圆孔表面定位时的定位误差(1)工件上圆孔和刚性心轴或定位销的铆接基准位移误差： y位置(O)=0，基准不一致误差：2，工件内孔和心轴的间隙配合，(1)将心轴水平放置时，工件内孔中心o 孔和轴的中心线必然不一致，由于自重，工件内的孔总是单侧接触主轴上的母线a。 的双曲正切值。 h的定位误差是设计基准0的h尺寸方向的最大变动量，h=oo1 (SD/2xd/2 ) (xd/2 )=SD/2 (xd/2sd/2 ) TD/2td/2，结论：此时的基准位移引起的定位误差是内孔公差和心轴公差的和的一半，与间隙无关如果心轴垂直放置，心轴可能与工件内孔的

11、任意边接触的情况下，需要考虑加工尺寸方向的两个极限位置和孔轴间隙，因此定位误差为： HTDTd。 3、v形块定位时的定位误差，例如工件用v形块定位加工键槽时的定位误差计算。 已知在用v型块对键槽进行定位加工时的定位误差计算中，设工件的外圆直径为d、公差为Td、v型块的两斜面角度为a，求出各种标准方式下的定位误差，解：首先，从o点(工件基准点)到具有加工尺寸方向的固定点(通常为点a ) (2)与v形块的角度有关。 即，虽然随着定位误差变大而增减变小，但由于定位稳定性变差，所以一般选择=90。 (3)关于加工尺寸的填写方法。 分析：4、结合表面定位和定位误差的分析，提高工件在夹具上的定位精度的措施

12、，如何减少或消除基准位移误差和基准不匹配误差。 1、减少或消除基准位移误差的措施1 )选择基准位置误差小的定位部件2 )将定位部件合理地配置在夹具上3 )提高工件的定位面和定位部件的配合精度，例如，在内孔或外周的定位的情况下，必须尽可能地减小与定位部件的最小间隙。 2、消除或减少基准不匹配误差的措施尽可能以工序基准为定位基准，保证加工精度的实现条件：1.夹具制造误差(制造)这一误差主要包括夹具制造时的两个误差：确定刀具位置的部件和引导工具的部件和定位部件之间的位置误差； 定位部件和夹具安装在机床上的安装基座面之间的位置误差。 2 .夹具的安装误差(安装)是夹具在机床上的定位误差。 3 .加工误

13、差(加工)是指以上零件在切削过程中发生的误差。 机床的工作精度、刀具的磨损和振动、刀具对工件的加工位置的调整误差、加工中的工艺系统的弹性变形等。 另外，在用夹具加工工件的情况下，影响加工精度的误差要因是在工件所允许的公差(t公差)的范围内，即制造安装加工t工件的上式是保证规定的加工精度的条件，也称为用夹具进行安装加工时的误差计算不等式。 为了将t工件合理地分配到上述机械加工中产生误差的各环节，通常，夹具设计时夹具上的定位部件间、定位部件与引导部件间、其他相关尺寸和相互位置的公差一般为工件上的相应公差的1/51/2，最一般的是1/31/2，粗加工的t工件大、四、工件定位方案的设计和定位误差的计算

14、例、1、2、槽两侧面c、d相对于b面的直角公差0.05mm 3、槽的对称中心面和两孔中心线的角度，(一)根据定位方案的设计1、加工精度的要求，至少限制5个不定度，从加工稳定性方面限制6个不定度2、为了保证直角，应该把b面作为定位基准，但因为b面小，为了稳定地考虑，把a作为基准。 3 .为了保证角度精度，以两孔的轴线为定位基准。 (2)定位误差计算1、槽的直角度误差容易保证，不需要计算。 2、角度误差： a、基准重叠，没有基准不重叠的误差。 b、基准位置误差：两孔、销的配合均为H7/g6的圆柱定位销的直径，若为倒角定位销的直径，则为2. 6夹紧工件，一、夹紧工件的基本要求，夹紧稳定：不损害稳定的

15、准确定位，平衡刚性充分，夹紧力合适，过大的工件变形和损伤影响加工精度，在加工过小的工件时容易发生移动和振动，同时夹紧装置必须保证自锁。 即原来的夹紧力被除去后，工件能够维持夹紧状态，夹紧速度快：机构简单、紧凑、操作安全、省力、快速、方便。 在确定夹紧方案时，一般要与定位问题同时考虑，为了满足以上三个要求，要正确设计夹紧机构，首先要合理确定夹紧力的三个要素、大小、方向和作用点。 二、夹紧力方向的确定、1 .夹紧力方向的确定不损害定位的正确性，朝向是定位基准的夹紧力的方向必须尽量减小工件的变形，夹紧力必须尽量减小所需的夹紧力。 p :切削力，w :重力，q :夹紧力，p、w相同时，q哪个最小？ 由

16、此可以看出，钳位力的大小与钳位力的方向直接相关，并且在考虑钳位方向时，越满足钳位条件，钳位力越小越好。 2 .夹紧力作用点的选择性夹紧力应该落到支承部件上，或者几个支承部件形成的平面内的夹紧力应该落到工件刚性好的部件上，夹紧力应该落到工件刚性好的部件上，夹紧力应该尽量靠近加工面钳位的钳位力在后面动作，如图所示，p力先动作，f力在后面动作，钳位部件仅向钳位方向移动，在钳位过程中不破坏定位。 1螺钉2、螺母3按压模块4的工件，夹紧力适当，夹紧力过小时，夹紧不可靠的工件而引起移动破坏定位，夹紧力过大，工件的变形变大，jj变大，3 .夹紧力大小的推定、夹紧力的大小把工件视为分离体，分析作用于工件的各种

17、力，再根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力，最后乘以适当的安全系数k，作为必要的夹紧力。 FWk=KFW (K粗加工2.53； 精加工1.52 )、典型的夹紧机构，常见的是斜楔、偏心、螺旋和铰链等夹紧机构，斜楔、偏心、螺旋是利用机械摩擦的斜楔自锁的原理。 1 .受到斜楔夹紧、FQ夹紧力a斜楔提升角、静力平衡： F1 FRx=FQ，a )自锁性：参照图b )所示的力，除去夹紧力后，也能够以纯粹的摩擦力保持夹紧现象。 自锁条件： F1Rx、10、8-10、斜楔夹紧的特征： (1)斜楔机构简单，具有增力作用。 一般的扩力比(约3 )越小，增力作用越大。 代入、摩擦角=6时，得到ip=2.6，为了提高效率，可以采用带辊的斜楔夹紧机构，但是自锁性能降低。 (2)斜楔夹紧行程小，受斜楔升角的影响。 如果增大，行程变大，但自锁性能变差。 为了解决增力行程之间的矛盾，斜楔采用双升程方式，大升程角用于夹紧前的快速行程，小升程角满足增力自锁条件。 (3)敲大、小端，操作变得不方便。 虽然手动操作简单的斜楔夹具并不怎么应用，但在一般的夹紧装置中，作为夹紧力的方向和增力机构的应用很多。在气动液压夹的情况下，作用于斜楔的动力源不会断开，因此不需要自锁，能够增大到1530。 材料：斜楔一般用20钢渗碳，烧结HRC5862。 批量生