机制技术定位误差分析1.pptx

一、定位误差概述一、定位误差概述图示为一轴，其上有一图示为一轴，其上有一键槽，如设计尺寸为键槽，如设计尺寸为H H1 1，则，则其设计基准为轴心。其加工其设计基准为轴心。其加工时涉及误差因素为：时涉及误差因素为：H H1 1工件的安装误差工件的安装误差 AZAZ夹具的对定误差夹具的对定误差 DDDD过程误差过程误差 GCGC一、定位误差概述一、定位误差概述H H1 1AZAZ包括：定位误差包括：定位误差dwdw 夹紧误差夹紧误差jjjjDDDD包括：夹具位置误差包括：夹具位置误差jwjw 导引误差导引误差didiGCGC包括：夹紧磨损误差包括：夹紧磨损误差jmjm 热、力变形引起的热、力变形引起的误差误差一、定位误差概述一、定位误差概述H H1 1AZAZ+DDDD +GCGCK K为了获得合格产品，必须为了获得合格产品，必须使各项误差之和等与或小于规使各项误差之和等与或小于规定的相应公差定的相应公差K K ，即：，即：在初步计算时，可按三项在初步计算时，可按三项误差平均分配：误差平均分配：AZAZ(1/3)(1/3)K KDDDD(1/3)(1/3)K KGCGC(1/3)(1/3)K K一、定位误差概述一、定位误差概述H H1 1这样，可根据具体情况，这样，可根据具体情况，在在AZAZ和和DDDD间进行调整。间进行调整。AZAZ、DDDD 与夹具设计与夹具设计及使用有关，当单项分配不及使用有关，当单项分配不能满足不等式要求时，也可能满足不等式要求时，也可综合考虑：综合考虑：AZAZ+DDDD(2/3)(2/3)K K由于夹紧误差一般较小，由于夹紧误差一般较小，故有：故有：dwdw(1/3)(1/3)K K二、定位误差及组成二、定位误差及组成现加工右图所示零现加工右图所示零件，其定位方案如右下件，其定位方案如右下图。加工时，刀具位置图。加工时，刀具位置已调定，则已调定，则A A面加工面加工(尺尺寸寸L L2 2的获得的获得)必然会出现必然会出现图示的定位误差。这是图示的定位误差。这是由于定位副制造不准确由于定位副制造不准确引起的，称为基准位置引起的，称为基准位置误差误差dbdb 。3 32 2dbdbA AH HL L1 1L LH H1 1二、定位误差及组成二、定位误差及组成如果定位方案如右下如果定位方案如右下图时，则图时，则A A面加工面加工(尺寸尺寸L L2 2的获得的获得)不仅会出现基准位不仅会出现基准位置误差置误差dbdb，而且存在基，而且存在基准不重合误差准不重合误差jbjb。3 32 2jbjbA AH HL L1 1L LH H1 1二、定位误差及组成二、定位误差及组成由此可见，定位误差是由由此可见，定位误差是由两种原因引起，即：两种原因引起，即：1 1、基准不重合误差、基准不重合误差jbjb：定位基准与设计基准不重定位基准与设计基准不重合而引起的加工误差；合而引起的加工误差；2 2、基准位置误差、基准位置误差dbdb定位副制造不准确引起的定位副制造不准确引起的加工误差。加工误差。3 32 2dbdbA AH HL L1 1L LH H1 1二、定位误差及组成二、定位误差及组成误差具有方向性，定误差具有方向性，定位误差位误差dwdw是指：一批工件是指：一批工件的某加工面在其加工尺寸的某加工面在其加工尺寸要求方向上的定位误差。要求方向上的定位误差。实际上，定位误差就实际上，定位误差就是设计基准在要求尺寸方是设计基准在要求尺寸方向上的最大变动量。向上的最大变动量。3 32 2dbdbA AH HL L1 1L LH H1 1二、定位误差及组成二、定位误差及组成综上所述，为了减小定综上所述，为了减小定位误差位误差dwdw、提高加工精度，、提高加工精度，应：应：1 1、尽可能采用设计基准、尽可能采用设计基准作为定位基准；作为定位基准；2 2、尽量选形状、位置精、尽量选形状、位置精度高的面作为定位基准。度高的面作为定位基准。3 32 2dbdbA AH HL L1 1L LH H1 1三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位H HL L1 1L LH H1 1现加工右图所示零现加工右图所示零件，现以其底平面作为件，现以其底平面作为定位面。则由于存在底定位面。则由于存在底平面形状误差，必然会平面形状误差，必然会造成其位置变动造成其位置变动基基准位置误差。准位置误差。三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位为了减小定位误差，为了减小定位误差，应使第一定位面的三个应使第一定位面的三个支承点有尽可能大的支支承点有尽可能大的支承面积；第二定位面的承面积；第二定位面的两个支承点与第一定位两个支承点与第一定位基准面平行、且有尽可基准面平行、且有尽可能大的距离。能大的距离。H HL L1 1L LH H1 1三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位如果作为第一定位面如果作为第一定位面的平面有较高的精度则的平面有较高的精度，则其引起的基准位置误差很其引起的基准位置误差很小，可以忽略不计，即：小，可以忽略不计，即：dbH2dbH2=0=0H HL L1 1L LH H1 13 32 2三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位现以右图所示零件的现以右图所示零件的加工为例，设其余表面已加工为例，设其余表面已加工合格，本工序加工加工合格，本工序加工A A、B B面，定位方案如右下图，面，定位方案如右下图，要求保证尺寸要求保证尺寸L L2 2和和H H2 2。3 32 2A AB BH H1 1HH1 1H H2 2HH2 2L L2 2LL2 2L L1 1LL1 1三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位3 32 2A AB BH H1 1HH1 1H H2 2HH2 2L L2 2LL2 2L L1 1LL1 1对加工面对加工面B B，其加工要，其加工要求为：求为：H H2 2HH2 2，其定位误差，其定位误差计算为：计算为：设计基准与定位基准设计基准与定位基准重合重合jbjb=0=0又又定位基准为大平面，定位基准为大平面，且已加工且已加工dbdb=0=0综上，综上，dwH2dwH2=jbjb+dbdb=0=0三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位对加工面对加工面A A，其加工要，其加工要求为：求为：L L2 2LL2 2，其定位误差，其定位误差计算为：计算为：设计基准与定位基准设计基准与定位基准重合重合jbjb=0=03 32 2A AB BH H1 1HH1 1H H2 2HH2 2L L2 2LL2 2L L1 1LL1 1三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位由于第二定位面与第一由于第二定位面与第一定位面间存在位置误差，两定位面间存在位置误差，两者间夹角为：者间夹角为：9090，dbdb显显然与第二支承的高度位置有然与第二支承的高度位置有关。当支承高度在被加工面关。当支承高度在被加工面A A的中点时，其定位误差最小，的中点时，其定位误差最小，此时为：此时为：dbdb=(H=(H1 1-H-H2 2)tg)tg3 32 2A AB BH H1 1HH1 1H H2 2HH2 2L L2 2LL2 2L L1 1LL1 1dbdb综上，有：综上，有：dwL2dwL2=jbjb+dbdb=(H=(H1 1-H-H2 2)tg)tg三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以平面定位、工件以平面定位3 32 2如果如果B B面的设计基准改面的设计基准改为工件上平面，考虑到工为工件上平面，考虑到工件安装的稳定性及支承刚件安装的稳定性及支承刚度，故通常仍以底面为第度，故通常仍以底面为第一定位基准。此时，加工一定位基准。此时，加工面面B B的定位误差计算为：的定位误差计算为：jbjb=H=H1 1dbdb=0=0综上，综上，dwH3dwH3=jbjb+dbdb=H=H1 1A AB BH H1 1HH1 1L L2 2LL2 2L L1 1LL1 1H H3 3HH3 3HH1 1三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以内孔定位、工件以内孔定位1 1、内孔与圆柱心轴定位：过盈配合、内孔与圆柱心轴定位：过盈配合由于采用了过盈配合，孔和轴之间没有由于采用了过盈配合，孔和轴之间没有间隙，故基准位置误差为：间隙，故基准位置误差为：dbdb=0=0如果设计基准是工件孔的圆心，则如果设计基准是工件孔的圆心，则jbjb=0=0综上，有综上，有dwdw=0=0以上结论对任意方向以上结论对任意方向(径向径向)上都成立。上都成立。三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以内孔定位、工件以内孔定位2 2、内孔在小锥度心轴上定位、内孔在小锥度心轴上定位内孔在小锥度心轴上定位可以限制工件内孔在小锥度心轴上定位可以限制工件的五个自由度的五个自由度(仅绕轴心旋转的自由度未限仅绕轴心旋转的自由度未限制制)，故基准位置误差为：，故基准位置误差为：径向：径向：dbrdbr=0=0轴向：轴向：dbxdbx=D/(2tg)=D/(2tg)由于由于很小故轴向定位很小，故轴向定位误差较大。误差较大。DD(D)/2(D)/2X Xdbxdbx三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差由于孔和轴都有制造由于孔和轴都有制造误差，故两者中心不会重误差，故两者中心不会重合，而孔中心的最大变动合，而孔中心的最大变动量即为基准位置误差。在量即为基准位置误差。在一般情况下，孔与轴的接一般情况下，孔与轴的接触点可能在任意方向上，触点可能在任意方向上，故径向定位副制造不准确故径向定位副制造不准确误差为：误差为：、工件以内孔定位、工件以内孔定位3 3、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合DDDDdd-d-dD/2D/2d/2d/2Xmin/2Xmin/2dbrdbr=D+d+X=D+d+Xminmin三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差如果心轴水平安装、如果心轴水平安装、或施加了方向固定的径向或施加了方向固定的径向夹紧力，则孔和心轴的接夹紧力，则孔和心轴的接触点为固定点。此时，其触点为固定点。此时，其基准位置误差基准位置误差(图示垂直方图示垂直方向向)为：为：、工件以内孔定位、工件以内孔定位3 3、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合DDDDdd-d-dD/2D/2d/2d/2Xmin/2Xmin/2dbdb=D/2+d/2+X=D/2+d/2+Xminmin/2/2 =(D+d+X=(D+d+Xminmin)/2)/2三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差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三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以外圆定位、工件以外圆定位工件以外圆定位时，定位元件常采用工件以外圆定位时，定位元件常采用V V形块。形块。此时定位基面为工件外圆，而体现的基准为其圆此时定位基面为工件外圆，而体现的基准为其圆心。由于一批工件的直径存在误差，故会造成工心。由于一批工件的直径存在误差，故会造成工件中心的位置变动，亦即基准位置误差。件中心的位置变动，亦即基准位置误差。X XZ ZV V形块定位时，工件的中心形块定位时，工件的中心将沿着其对称面上下变动，但将沿着其对称面上下变动，但不会在水平方向变动，具有很不会在水平方向变动，具有很好的对中性。这也是好的对中性。这也是V V形块得到形块得到广泛应用的原因之一。广泛应用的原因之一。三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以外圆定位、工件以外圆定位此时，基准位置误差此时，基准位置误差为：为：dbxdbx=0=0dbydby=d/=d/2sin(/2)2sin(/2)X XY Ydbydbyd/2d/2其中：其中：dd为工件外圆公差为工件外圆公差为为V V形块夹角形块夹角三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差图示为一轴，设外圆图示为一轴，设外圆(d(ddd)已加工完成，现已加工完成，现用用V V形块定位铣键槽。如形块定位铣键槽。如设计尺寸为设计尺寸为H H1 1或或H H2 2 或或H H3 3，试分别计算其定位误差。试分别计算其定位误差。H H1 1H H2 2H H3 3、工件以外圆定位、工件以外圆定位现以右图为例，说明现以右图为例，说明定位误差的计算。定位误差的计算。三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以外圆定位、工件以外圆定位1 1、以工件圆心为设计基准、以工件圆心为设计基准(H(H1 1)jbH1jbH1=0=0dbH1dbH1=d/=d/2sin(/2)2sin(/2)X XY Y此时，设计基准与定位此时，设计基准与定位基准重合，有：基准重合，有：dwH1dwH1=d/=d/2sin(/2)2sin(/2)三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以外圆定位、工件以外圆定位2 2、以工件上母线为设计基准、以工件上母线为设计基准(H(H2 2)jbH2jbH2=d/2=d/2X XY Y此时，设计基准与定位此时，设计基准与定位不基准重合，有：不基准重合，有：dwH2dwH2=(d/2)/=(d/2)/1+1/sin(/2)1+1/sin(/2)dbH2dbH2=d/=d/2sin(/2)2sin(/2)三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以外圆定位、工件以外圆定位2 2、以工件下母线为设计基准、以工件下母线为设计基准(H(H3 3)jbH3jbH3=d/2=d/2X XY Y此时，设计基准与定位此时，设计基准与定位不基准重合，有：不基准重合，有：dwH3dwH3=(d/2)/=(d/2)/1/sin(/2)-11/sin(/2)-1dbH3dbH3=d/=d/2sin(/2)2sin(/2)三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差H H1 1H H2 2H H3 3、工件以外圆定位、工件以外圆定位由以上分析可知：由以上分析可知：用用V V形块定位时，以工件形块定位时，以工件下母线作为设计基准，其定下母线作为设计基准，其定位精度最高，便于测量；以位精度最高，便于测量；以上母线作为设计基准时，其上母线作为设计基准时，其定位精度最低，且不易测量。定位精度最低，且不易测量。V V形块的夹角形块的夹角通常为：通常为：6060、9090和和120120。三、常用定位形式的定位误差三、常用定位形式的定位误差、工件以外圆定位、工件以外圆定位不同不同的定位比较的定位比较设计基准设计基准60609090120120上母线上母线1.5d1.5d1.21d1.21d1.08d1.08d圆心圆心1.0d1.0d0.7d0.7d0.58d0.58d下母线下母线0.5d0.5d0.21d0.21d0.08d0.08d