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機床加工定位誤差分析計算

所謂定位誤差,是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說,刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的,即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的,所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。
一、引言

、佟骺偂堞 其中△總為多種原因產(chǎn)生的誤差總和,δ是工件被加工尺寸的公差,△總包括夾具在機床上的裝夾誤差,工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差,機床調(diào)整誤差,工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差,機床和刀具的制造誤差及磨損誤差等。

、凇鞫+ω≤δ 其中,ω除定位誤差外,其他因素引起的誤差總和,可按加工經(jīng)濟精度查表確定。
所以由①和②知道:△定≤δ-ω (是驗算加工工件合格與否的公式)
或者:△定≤1/3δ(也是驗算加工工件合格與否的公式)

 二、定位誤差的組成

1、定義:定位誤差是工件在夾具中定位,由于定位不準造成的加工面相對于工序基準沿加工要求方向上的最大位置變動量。

2、定位誤差的組成:

1) 定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差,稱基準不重合誤差,即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量,以△不表示。

上圖示零件,設e面已加工好,今在銑床上用調(diào)整法加工f面和g面。在加工f面時若選e面為定位基準,則f面的設計基準和定位基準都是e面,基準重合,沒有基準不重合誤差,尺寸A的制造公差為TA。加工g面時,定位基準有兩種不同的選擇方案,一種方案(方案Ⅰ)加工時選用f面作為定位基準,定位基準與設計基準重合,沒有基準不重合誤差,尺寸B的制造公差為TB;但這種定位方式的夾具結(jié)構(gòu)復雜,夾緊力的作用方向與銑削力方向相反,不夠合理,操作也不方便。另一種方案(方案Ⅱ)是選用e面作為定位基準來加工g面,此時,工序尺寸C是直接得到的,尺寸B是間接得到的,由于定位基準e與設計基準f不重合而給g面加工帶來的基準不重合誤差等于設計基準f面相對于定位基準e面在尺寸B方向上的最大變動量TA。
定位基準與設計基準不重合時所產(chǎn)生的基準不重合誤差,只有在采用調(diào)整法加工時才會產(chǎn)生,在試切法加工中不會產(chǎn)生。
 
2)定位基準面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差,稱基準位置誤差,即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量,以△基表示。故有:

△定=△不+△基

上圖所示工件的孔裝夾在水平放置的心軸上銑削平面,要求保證尺寸h,由于定位基準與設計基準重合,故無基準不重合誤差;但由于工件的定位基面(內(nèi)孔D)和夾具定位元件(心軸d1)皆有制造誤差,如果心軸制造得剛好為d1min,而工件得內(nèi)孔剛好為Dmax(如圖示),當工件在水平放置得心軸上定位時,工件內(nèi)孔與心軸在P點接觸,工件實際內(nèi)孔中心的最大下移量△ab=(Dmax-d1min)/2,△ab就是定位副制造不準確而引起的誤差。
  基準不重合誤差的方向和定位副制造不準確誤差的方向可能不相同,定位誤差取為基準不重合誤差和定位副制造不準確誤差的矢量和。

此外明確兩點:

①只用調(diào)整法加工一批零件才產(chǎn)生定位誤差,用試切法不產(chǎn)生定位誤差;

②定位誤差是一個界限值(有一個范圍)。

三、定位誤差的分析計算

⑴工件以平面定位時的定位誤差

定位基準:平面 ;定位元件工作面:平面 ====>易加工平整,接觸良好===>

所以△基=0 △定=△不 注:若位毛坯面,則仍有△基

⑵工件以外圓柱面定位時的定位誤差(以V形塊為例)


工序基準 定位基準 △定
H1尺寸:A 0 △不≠0,△基≠0
H2尺寸:0 0 △不=0,△基≠0
H3尺寸:B 0 △不≠0,△基≠0


①對H2尺寸:△不=0,△基為定位基準線0的在加工方向的最大變動量,即OO'

所以△基=OO'=OE-O'E=[dmax/2sin(α/2)]-[dmin/2sin(α/2)]=δd/2sin(α/2)

即:△定=△不+△基=0+δd/2sin(α/2)=δd/2sin(α/2)

②對H1尺寸:△不=δd/2,△基=δd/2sin(α/2)

或:△定=AA'=AO+OO'-A'O'=dmax/2+δd/2sin(α/2)-dmin/2

=δd/2{1+[1/sin(α/2)]}

③對H3尺寸:△定=BB'=B'O'+OO'-OB=(dmin/2)+[δd/2sin(α/2)]-dmax/2

=δd/2{[1/sin(α/2)]-1}

綜上所述:△定(H3)<△定(H2)<△定(H1) ,所以標注尺寸H3最好。

⑶工件以內(nèi)孔表面定位時的定位誤差

①主要介紹工件孔與定位心軸(或銷)采用間隙配合的定位誤差計算

△定=△不+△基

a.心軸(或定位銷)垂直放置,按最大孔和最銷軸求得孔中心線位置的變動量為:

△基=δD+δd+△min=△max (最大間隙)

b.心軸(或定位銷)水平放置,孔中心線的最大變動量(在鉛垂方向上)即為△定

△基=OO'=1/2(δD+δd+△min)=△max/2

或△基=(Dmax/2)-(dmin/2)=△max/2

②工件孔與定位心軸(銷)過盈配合時(垂直或水平放置)時的定位誤差(圖見筆記)

此時,由于工件孔與心軸(銷)為過盈配合,所以△基=0。

對H1尺寸:工序基準與定位基準重合,均為中心O ,所以△不=0

對H2尺寸:△不=δd/2

⑷工件與"一面兩孔"定位時的定位誤差

①“1”孔中心線在X,Y方向的最大位移為:

△定(1x)=△定(1y)=δD1+δd1+△1min=△1max(孔與銷的最大間隙)

②“2”孔中心線在X,Y方向的最大位移分別為:

△定(2x)=△定(1x)+2δLd(兩孔中心距公差)

△定(2y)=δD2+δd2+△2min=△2max

③兩孔中心連線對兩銷中心連線的最大轉(zhuǎn)角誤差:

△定(α)=2α=2tan-1[(△1max+△2max)/2L] (其中L為兩孔中心距)

以上定位誤差都屬于基準位置誤差,因為△不=0。阿特拉斯空壓機配件

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