“定位误差分析”讲解的探讨

定位误差是指一批工件采用调整法加工时在夹具中因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量, 其实质就是工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量, 因此要正确计算定位误差, 必须找到工序基准及影响工序基准变动的因素。

1 基准的概念及掌握的要点

基准就是确定生产对象 (工件) 上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。概念中的要点是“某些点、线、面”与概念中的“那些点、线、面”都是同一工件上的, 特别是定位基准这一概念, 很容易将“那些点、线、面”误认为是夹具中定位元件上的“点、线、面”也就是说, 不管是设计基准还是工艺基准 (工序基准、定位基准、装配基准、测量基准) , 其依据的“那些点、线、面、”都是工件上的。所以, 判断定位基准与工序基准是否重合, 首先要了解工件的定位方式, 再找出工件上的定位基准。然后再判断是否重合。如图1所示, 从定位方式上看, 铣削方槽时, 工件的内孔轴心线是定位基准, 而不是心轴的轴心线。

2 工件的装夹及加工过程分析

图1所示工件需在圆柱表面加工槽, 其工序尺寸为A1时, 工件以内孔定位, 其相应的定位元件为心轴。而心轴又可以装夹在分度头和顶尖座中, 此种装夹方式心轴的中心线是不变的 (如图2) ;还有一种装夹方式是心轴固定在两V型铁中, 此种装夹方式受心轴外园尺寸的影响, 心轴的中心线是会变动的。上面两种装夹方式, 定位误差是不同的。

夹具在铣床上面定位并对好刀后 (调整法) , 刀具相对于夹具的运动轨迹是不变的, 也就是说, 在工艺系统中工件的加工表面 (刀具运动的轨迹) 是不变的, 而标注工序尺寸的工序基准的位置与工件和心轴的配合间隙、定位心轴的位置及定位基准的位置有影响。

3 定位误差计算

从上面分析可以看出, 工序基准在工序尺寸方向上的变动与定位基准, 定位副的制造精度及配合间隙等有关。实际上就是与基准位移误差和基准不重合误差有关。

定位误差计算公式:式中:基准不重合误差, :基准位移误差,

当工序基准不在定位基面上时, +。

当工序基准在定位基面上时, 若基准位移和基准不重合引起的加工尺寸变化方向相同时, 取“+”, 相反时, 取“-”。

由此, 图1中四种工序尺寸 (采用图2所示装夹方式加工) 定位误差的计算就比较简单了, 其结果如下表:

表中:

TD:内孔尺寸 (D) 的公差;Td:心轴尺寸 (d) 的公差;Td1:工件外园尺寸 (d1) 的公差;

Dmax:工件孔 (D) 的最大尺寸;dmin:心轴 (d) 的最小尺寸;

此表中没有考虑工件外园与内孔的同轴度误差。A2与A4的工序基准都在定位基面上 (工件孔的圆柱面) , 前者基准位移与基准不重合引起的加工尺寸方向的变化相反, 取“-”, 后者引起的变化相同取“+”。工序尺寸A3的工序基准不在定位基面上, 直接相加。

如果采用两V型铁装夹方式加工, 表中产生的定位误差应加上相应的心轴定位误差。

4 结语

要正确的分析计算定位误差, 首先要掌握与定位误差相关的基本概念, 明确工件的装夹方法, 加工过程, 才能使学生更好的掌握定位误差。

摘要：定位误差是机械加工误差中的一个重要的部分, 很多教材都对其做了详细的分析。总体来说, 学生掌握的情况不是很好, 主要原因是学生对定位有关的基本概念、工件的装夹及加工过程不太了解。本文主要从这些方面加以分析。

关键词：基准,工件装夹,加工过程,定位误差

参考文献

[1] 李华.机械制造技术[M], 高等教育出版社, 2005.

[2] 黄鹤汀, 吴善元.机械制造技术[M], 机械工业出版社, 1997.

[3] 王先奎.机械制造工艺学[M], 机械工业出版社, 1995.