机械加工定位误差分析及菱形销设计

菱形销23881====b b B d采用短定位销，工件认错面B 为第一定位基准工件上的内孔，21o o 及分别作为第二和第三定位基准 P51工作在夹具上定位时，工件上作为第一定位基准的底面B 没有基准位置误差，由于定位孔较浅，其内孔中心线由于内孔与底面垂直底误差而引起的基准误差也可忽略，但作为第二、三定位基准的21,o o 由于与定位销的配合间隙及两孔两销中心距误差引起的基准误差必须考虑。

考虑极端的情况：()LI d D o T T T o o +∆++==min 11''2'11位置δ ()LI d D LI o T T T T o o o +∆++=+==min 11'1''2'22位置δ 1D T －工件内孔1O 公差1d T —夹具短圆柱销公差min ∆—工件内孔1o 与圆定位销的最小配合间隙当工件内孔2o 的直径尺寸也最大，菱形定位销直径尺寸最小，工件两孔及夹具上两位销中心距均为L 时，可求角度误差()()()LS S o o o 2arctan 211'位置位置角度+=δ ()min 222∆++=d D o T T 角度‘δ2D T —工件内孔2o 的公差2d T —夹具上菱形销的公差min ∆—工件内孔2o 与菱形销最小配合间隙。

P52夹具上的定位销按oTd d 1-制造。

P38夹具尺寸公差占工件尺寸的31，018.07,021.0721====IT T IT T o o P231 短圆柱销 007.0,21min 007.0014.01=∆=--d菱形销 007.0013.0211--=d夹具间距007.034007.0±=±=L L 夹 ()mm T T d D o 038.0007.0007.0021.0min 111=++=∆++=位置δ ()mm T T T LI d D o 075.004.0007.0007.0021.0min 112=+++=+∆++=位置δ ()()()36231.0035.0arctan 2arctan 211'⨯+=+=L S S o o o 位置位置角度δ。

机械加工误差分析及应对策略１前言所谓机械加工精度是指机械零件在生产和加工过程中，其实际的几何参数和理想中的几何参数之间相符合的程度。

机械零件的几何参数一般包括了以下几个方面：位置、尺寸和形状。

机械零件的加工精度就包括了以上三个方面的内容。

首先是相互位置的精度，主要是用来判断机械零件对加工表面同基准间所产生的位置误差；其次是尺寸精度，尺寸精度则是用来判断对机械零件加工表面的同基准间所产生的尺寸误差；还有一个则是形状精度，形状精度主要用来判断对机械零件的整体几何形状所产生的误差。

事实上，在现实的机械加工生产过程中，由于各种各样的原因，任何一种加工方法所得到的机械零件的实际几何参数都不是绝对准确的，机械零件在加工过程中都会产生一些误差。

机械零件的加工误差就是指机械零件在加工过程中实施的几何参数与理想几何参数之间的差距和偏离的程度。

机械产品是由各种不同零件加工组合而成的，加强对机械零件由设计到加工，再到成品产出过程中的误差分析，提高机械零件在生产过程中的精度，对于提高机械产品的质量，增强机械产品的性能，提高机械生产商的市场竞争力具有非常重要的作用和意义。

２机械加工精度误差分析２．１加工原理误差加工原理误差是机械零件加工误差中最常见的误差类型之一。

所谓加工原理误差，就是指在机械零件加工过程中，由于采用了一些相类似的加工方法、刀具轮廓以及传动比等，来替代理论上的加工方法和工具，从而使得机械零件在实际的加工过程中产生了偏离理想参数的状况。

加工原理误差的出现主要有以下几个方面的原因。

首先，在现实的机械零件加工中采用了近似的加工运动。

通常我们在进行机床作业时，为了使工作表面符合我们加工的要求，我们就需要在加工工具和被加工对象上建立一定的关系，这种关系就被称之为运动关系。

在理论加工原理中，如果要达到完全准确加工精度，在实际的加工过程中就会出现很多不切实际的问题，对我们的生产加工带来很多困难，因此，在实际的加工中，我们往往会采取近似运动的加工方法，这样就导致了加工原理误差的产生。

第八节 定位误差分析工件以一面两孔组合定位时的定位误差计算在加工箱体、支架类零件时，常用工件的一面两孔定位，以使基准统一。

这种组合定位方式所采用的定位元件为支承板、圆柱销和菱形销。

工件以平面作为主要定位基准，限制三个自由度，圆柱销限制二个自由度，菱形销限制一个自由度。

菱形销作为防转支承，其长轴方向应与两销中心连线相垂直。

工件以一面两孔定位时，主要在确定两销的中心距及公差、圆柱销的直径及公差、菱形销的直径及公差，最后进行定位误差计算。

解： 定位基准是d1的轴线A ，设计基准则在d2的外圆的母线上，是相互独立的因素1．两销中心距及公差两销中心距的基本尺寸应等于两孔中心距的平均尺寸，其公差为两孔中心距公差的1/3~1/5。

2．圆柱销直径及公差圆柱销直径基本尺寸等于孔的最小尺寸，公差一般取g6或h7。

3．菱形销直径及公差菱形销结构如下图所示。

下表菱形销的尺寸()mm mm mm mm mm mm t Y B D d Y d i B 06.0)007.0053.0(007.001.0707.0707.0053.003.02046.0cos 2cos 12=+=∆+∆=∆=⨯==∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==∆∑δβδβδ菱形销直径可按下式计算，公差一般取h6d2=D2—X2min式中 D2—以菱形销定位孔的直径(mm)；X2min —菱形销定位的最小间隙(mm)。

X2min 以下式计算式中 b ——菱形销圆柱部分的宽度（mm ）；D2——工件定位孔的最大实体尺寸（mm ）；a ——补偿量。

补偿量a 以下式计算 式中 δLD ——两孔中心距公差（mm ）；公差带宽度δL —— 两销中心距公差（mm ）。

4．一面两孔定位的定位误差计算工件以一面两孔定位的定位误差计算与前述的计算方法基本相同。

但当某个加工精度的设计基准为两孔中心连线时，由于圆柱销和菱形销与两定位孔之间有间隙，两孔中心连线（设计基准）的变动可能有如图4-45所示四个位置。

定位误差的分析计算为保证工件的加工精度，工件应有正确的定位，即除应限制工件必要的自由度使工件具有确定的位置外，还应使实施定位后所产生的误差在工件误差允许范围以内，实现工件安装时的定与准。

造成定位误差的原因有两个：一是由于定位基准与设计基准不重合，称基准不重合误差（定基误差）用△B表示；二是由于定位副制造误差而起定位基准的位移称为基准位移误差，用△Y表示。

（1）基准不重合误差的计算基准不重合误差因所选定位基准与工序基准不重合而引起，其值为两基准间的最大变化量（即两基面间公差），因此，计算时，可在确定认定位基准与工序基准的基础上，寻求两基面间的关系即可，具体分三步：①确定基准定位基准为该工序所选安装时定位的依据，并且一定在要求保证的工序尺寸方向上，作为已知条件在题目中说明或标注（）于工序图；工序基准则为该工序用以表达加工表面（粗实线）位置尺寸的基准。

②基准是否重合经确认的定位基准与工序基准若为同一表面，则基准不重合误差△B=0；若不重合则需进行计算。

③基准不重合时的误差计算基准不重合误差为两基面间的最大变量。

因此，两基面间若有直接尺寸标注，则尺寸公差即为△B；若无直接尺寸，而只有间接尺寸，则需利用尺寸间关系如尺寸链进行求解。

若定位基准变动方向与对应工序尺寸不在同一方向，则需两基面间距离公差投影于工序尺寸方向，即△B=δs cosβ式中δs为定位基准与工序基准间尺寸公差β为基准间尺寸与工序尺寸之夹角（2）基准位移误差的计算基准位移误差△Y因定位副制造误差而起，因此，当定位副结构不同产生的基准位移误差计算。

①工件以平面定位工件若以粗基准平面定位，定位面与限位面间不可能有很好的贴合，但该定位方案往往出现在加工开始或加工要求不高情况下，故此时的误差也就不必计算。

工件若以加工过的精基准平面定位，则定位面与限位面间会有良好的接触状态，定位基面的位置可看成是不动的。

因此，基准位移误差为零，即△Y=0。

②工件外圆在圆孔中定位工件在外圆定位时，其定位基准为轴的中心线，定位基面为外圆柱面。

机械加工误差分析及措施摘要：绿色、高效、优质是机械制造加工企业一直以来都追求的目标。

为了实现这一目标，产品的质量必须得到保证，而产品的质量水平与零部件的加工以及装配水平息息相关。

其中生产制造过程中的加工误差直接影响着零部件的加工质量，不仅如此，加工误差还会产生严重的安全问题，使得机械制造企业受到经济和声誉上的巨大打击。

因此，为了减轻或者避免这种不利的影响，本文讨论了一些机械加工工艺流程中的误差来源与解决措施，希望能给读者一点启发。

关键词：加工精度；加工误差来源；解决措施加工误差是指机械加工之后工件的实际几何尺寸以及表面质量与理论的尺寸、质量不相符合的现象。

在机械加工制造过程中，加工误差是必定会出现的，出现的加工误差又会对机械加工精度造成影响。

所以说，我们需要对加工过程中存在的误差来源来认真地梳理，发现其产生的规律，进一步使用对应的方法来减少误差的出现，从而使得最终的制造精度大幅提升。

1机械加工误差产生的原因1.1原理误差。

在加工的过程中没办法采用理想的加工运动方式而采用了近似的加工运动方式，由此产生的加工误差称为原理误差。

从实际的情况考虑，如果采用理论中的加工原理对工件进行加工，那么就需要十分复杂的加工机构来实现这一目标，这会造成资源的极大浪费。

机械加工企业只需要将加工件的误差控制在一定范围内，能够满足功能需求即可，并不需要提高成本来彻底消除误差。

因此，在实际加工中原始误差是一定会存在的，这就会给加工件的加工精度带来影响。

1.2机床误差。

机床是机械加工的必备条件，生产过程中的每一个环节，零部件的每一次加工都需要机床的参与。

所以说，机床自身的误差直接作用于零部件的制造精确度。

机床的制造误差包括机床的导轨精度误差、主轴的回转误差以及传动链误差。

导轨是机床的最关键部件之一，它起到确定机床其他零部件的相对位置、为刀具等加工部件的运动提供基准等作用。

导轨的精度误差主要来源于导轨本身在制造时产生的误差、导轨安装不正确以及导轨在运动较长时间后产生的磨损。

菱形销定位原理
菱形销定位原理是一种常用的机械定位方式，它通过菱形销的形状和尺寸来实现零件的定位。

菱形销定位原理的优点是定位精度高、可靠性好、使用寿命长等，因此在机械制造中得到了广泛的应用。

菱形销定位原理的基本原理是利用菱形销的形状和尺寸来实现零件的定位。

菱形销是一种常用的定位元件，它的形状为菱形，通常由两个相互垂直的圆柱体组成，其中一个圆柱体为定位销，另一个圆柱体为定位孔。

当定位销插入定位孔时，由于菱形形状的特殊性，定位销只能在一个方向上旋转，从而实现了零件的定位。

菱形销定位原理的优点主要有以下几点：
1. 定位精度高。

由于菱形销的形状和尺寸都是经过精密设计和加工的，因此它的定位精度非常高，可以满足高精度的机械制造要求。

2. 可靠性好。

菱形销定位原理的可靠性非常好，因为它的定位方式是通过物理形状来实现的，不会受到外界因素的影响，如温度、湿度等。

3. 使用寿命长。

由于菱形销的形状和尺寸都是经过精密设计和加工的，因此它的使用寿命非常长，可以满足长期使用的机械制造要求。

菱形销定位原理的应用范围非常广泛，它可以用于各种机械制造中，
如汽车、航空、船舶、机床等。

在汽车制造中，菱形销定位原理可以用于发动机、变速器、悬挂系统等零部件的定位；在航空制造中，菱形销定位原理可以用于飞机发动机、机翼、机身等零部件的定位；在机床制造中，菱形销定位原理可以用于机床主轴、工作台、夹具等零部件的定位。

菱形销定位原理是一种非常重要的机械定位方式，它具有定位精度高、可靠性好、使用寿命长等优点，得到了广泛的应用。

在机械制造中，我们应该充分发挥菱形销定位原理的优点，不断提高机械制造的精度和质量。