机械精度定位误差分析

关于机械加工精度与加工误差的分析笔者具体分析了加工精确度和加工误差等的基础内容。

以实践情况为例，具体的论述了误差产生的缘由，并且论述了降低误差现象发生几率的措施。

标签：加工精度；加工误差；减小误差引言在平时的工作中，我们不乏见到加工方面的内容，对精确性和误差等都不陌生。

不过真正深入了解的话，会发现其是一门非常深入的学科知识。

不管我们工作中如何努力，都无法将误差发生的几率降低为零，因此我们可以做的只能是通过合理的措施来切实的提升精确性，进而降低误差现象的发生几率。

1 加工精度与加工误差概述所谓的精确度，具体的说是零件在生产之后的具体的数值和设想数值之间符合程度。

不论是我们如何努力，都无法保证生产的零件和我们期待中的一模一样，都会存在各种各样的问题，我们将这种问题称为误差。

以工艺体系来看，它的组成部分有四个，分别是机床、刀具、工件以及夹具。

它们在工作的时候会生成很多不一样的误差，而此类误差在不一样的状态中会通过不一样的形式体现出来。

2 机械加工精度与加工误差的分析2.1 工艺系统集合误差2.1.1 机床的几何误差。

在工作中，刀具的的成形活动均是经由机床来实现的，所以，零件的加工精确性会对机床的精确性产生很大的干扰。

常见的机床生产方面的误差有如下的一些：主轴回转误差、导轨误差等。

如果机床磨损的话，就会导致它的精确性明显的变低。

（1）主轴回转误差。

主轴是机床非常关键的一个组成部分，它把力和运动传递给刀具等，一旦它出现了回转误差的话，就会导致零件的精确性受到很大的干扰。

所谓的回转误差，具体的说是主轴短时间的回转轴线比对于它的平均轴线来讲，出现的变动量。

常见的类型有三个，分别是径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动。

导致它形成的原因有很多，比如轴承自身的问题，主轴的挠度等等。

不过它们对回转精确性的影响并不是完全一样的，会因为加工状态而产生变化。

产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。

定位误差计算实例3
（3）工序尺寸A3 定 位 误 差 计 算 实 例
工序基准为孔的下母线，定位基准为孔的轴线 TD Td1 TD Y B 2 2 工序基准在定位基 面上，定位基面（孔） 变大，定位基准下移； 定位基准不动，工序基 准下移。 TD Td1 TD D Y B 2 2
定 位 误 差 计 算 实 例
故，ΔD=ΔB=0.15mm
平面定位时定位误差的计算
定位误差计算实例2
例2：如图所示，工件以内孔在定位销上定位铣槽， 要求保证加工尺寸，求其定位误差。 定 位 误 差 计 算 实 例
以内孔定位心轴垂直放置时定位误差的计算
定位误差计算实例2
解： 1）定位基准与工序基准重合，ΔB =0。 2）定位销垂直放置 ΔY=Xmax=Dmax-dmin=TD+Td 定 位 误 差 计 算 实 例 3）ΔD=ΔY=TD+Td
定位误差
圆孔 面
平面 及V型 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
V型面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
V型面
二、常见定位方式的定位误差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
平面 及V型 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面

机械制造加工误差的统计分析一、实验目的：1．通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法，运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律。

2．掌握样本数据的采集与处理方法，正确的绘制加工误差的实验分布曲线和x-R图并能对其进行正确地分析。

3．通过实验结果，分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法，改进工艺规程，以达到提高零件加工精度的目的，进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。

二、实验用材料、工具、设备1.50个被测工件；2.千分尺一只（量程25～50）；3.记录用纸和计算器。

三、实验原理：生产实际中影响加工误差的因素是复杂的，因此不能以单个工件的检测得出结论，因为单个工件不能暴露出误差的性质和变化规律，单个工件的误差大小也不能代表整批工件的误差大小。

在一批工件的加工过程中，即有系统性误差因素，也有随机性误差因素。

在连续加工一批零件时，系统性误差的大小和方向或是保持不变或是按一定的规律而变化，前者称为常值系统误差，如原理误差、一次调整误差。

机床、刀具、夹具、量具的制造误差、工艺系统的静力变形系统性误差。

如机床的热变形、刀具的磨损等都属于此，他们都是随着加工顺序（即加工时间）而规律的变化着。

在加工中提高加工精度。

常用的统计分析有点图法和分布曲线法。

批零件时，误差的大小和方向如果是无规律的变化，则称为随机性误差。

如毛坯误差的复映、定位误差、加紧误差、多次调整误差、内应力引起的变形误差等都属于随机性误差。

鉴于以上分析，要提高加工精度，就应以生产现场内对许多工件进行检查的结果为基础，运行数理统计分析的方法去处理这些结果，进而找出规律性的东西，用以找出解决问题的途径，改进加工工艺，提高加工精度。

四、实验步骤：1．对工件预先编号(1～50)。

2．用千分尺对50个工件按序对其直径进行测量，3. 把测量结果填入表并将测量数据计入表1。

表内的实测值为测量值与零件标准值之差，单位取µm五、 数据处理并画出分布分析图：组 距： 44.59)35(1411min max =--=--=-=k x x k Rd µm 5.5=d µm 各组组界： ),,3,2,1(2)1(min k j dd j x =±-+ 各组中值： d j x )1(min -+16.1111-==∑=ni i x n x µm 28.12)(1112=--=∑=ni i x x n σ六、 误差分析1.加工误差性质样本数据分布与正态分布基本相符，加工过程系统误差影响很小。

（3）定位误差的计算由于定位误差ΔD是由基准不重合误差和基准位移误差组合而成的，因此在计算定位误差时，先分别算出Δ B和ΔY ，然后将两者组合而得ΔD。

组合时可有如下情况。

1)Δ Y ≠ 0，Δ B=O时Δ D= Δ B (4.8)2)ΔY =O，Δ B ≠ O时Δ D= Δ Y (4.9)3)Δ Y ≠ 0, Δ B ≠ O时如果工序基准不在定位基面上Δ D=Δ y + Δ B (4.10)如果工序基准在定位基面上Δ D=Δ y ±Δ B (4.11)“ + ” ，“—” 的判别方法为:①设定位基准是理想状态，当定位基面上尺寸由最大实体尺寸变为最小实体尺寸 (或由小变大)时，判断工序基准相对于定位基准的变动方向。

②② 设工序基准是理想状态，当定位基面上尺寸由最大实体尺寸变为最小实体尺寸 (或由小变大)时，判断定位基准相对其规定位置的变动方向。

③③ 若两者变动方向相同即取“ + ” ，两者变动方向相反即取“—”。

－、定位误差及其组成图9-21a图9-21 工件在V 形块上的定位误差分析工序基准和定位基准不重合而引起的基准不重合误差，以表示由于定位基准和定位元件本身的制造不准确而引起的定位基准位移误差，以表示。

定位误差是这两部分的矢量和。

二、定位误差分析计算（一）工件以外圆在v形块上定位时定位误差计算如图9-16a所示的铣键槽工序，工件在v 形块上定位，定位基准为圆柱轴心线。

如果忽略v形块的制造误差，则定位基准在垂直方向上的基准位移误差（9-3）对于9-16中的三种尺寸标注，下面分别计算其定位误差。

当尺寸标注为B1时，工序基准和定位基准重合，故基准不重合误差ΔB=0。

所以B1尺寸的定位误差为（9-4）当尺寸标注为B2时，工序基准为上母线。

此时存在基准不重合误差所以△D应为△B与Δy的矢量和。

由于当工件轴径由最大变到最小时，和Δy都是向下变化的，所以，它们的矢量和应是相加。

故（9-5）当尺寸标注为B3时，工序基准为下母线。