《机械制造工艺学》第二版 王先奎 课件机械制造工艺学ch6-2 定位误差

• 最大特点是对中性好，即工件定位外圆的 轴线与V形块两斜面对称轴线保证重合， 不受定位外圆直径误差的影响
• 对加工表面与外圆轴线有对称度要求的工 件，常采用V形块定位。
T
H
1 2
(
d
sin
N
tg
)
22
4、工件以其它表面定位
5、定位表面的组合
平面与平面组合、平面与孔的组合 、平面与外圆表面组合等。
称为定位误差，以dw表示
引起定位误差的原因为： • 由基准不重合误差bc引起的定位误差 • 由基准位置误差jw引起的定位误差
1、由bc引起的定位误差
在研究夹具的定位方案中，若工件的工序基 准与定位基准不重合，就会导致工序基准相 对定位基准的位置产生变动，即产生了基准 不重合误差bc ，这对定位误差有直接的影 响
当在极端情况下，即两定位基准孔 的孔径及孔心距都是最小极限尺寸，而 两定位销的直径及销心距都是最大极限 尺寸时，仍能保证工件顺利装卸。则由 上图所示的几何关系得：
这种定位方法产生的基准位置误差如 下：
由于孔与销是属间隙配合，对单个 孔来说，各方向基准位置误差即为孔 的中心位置变动量：
jw TD Td xmin
D、以一面一孔定位
dwA1 0
dwA2 bc jw
0 TD Td xmin
单边接触
dwA1 0
dwA2 bc jw
0
1 2
(TD
Td
)
定位误差分析
• （一）定位误差及其产生原因 • （二）定位误差的计算
（一）定位误差及其产生原因
概念：
• 同批工件在夹具中定位时，工序基准位 置在工序尺寸方向的最大变动量。
两销在X、Y方向上的基准位置误差为：
jw1x TD1 Td1 x1min jw2x jw1x 2LD
jw1y TD1 Td1 x1min jw2y TD2 Td2 2LD 2Ld
对两孔来说，基准位置误差为两孔连心线 相对两销连心线偏转时所造成的转角误差：
arctg O1O1' O2O2'
（4）辅助支承
辅助支承是在一夹具中对工件不起限制自由 度作用的支承。它主要用于提高工件的支承 刚性，防止工件因受力产生变形。
➢ 辅助支承不改变工件在夹具中的位置 ➢ 当工件按定位元件定好位以后，再调节辅助
支承的位置使其与工件接触 ➢ 每装卸工件一次，必须重新调节辅助支承
2、工件以圆柱孔定位
• 当bc和jw的方向相同时取“＋”号，相反时取“ －”号.（适用于统一实体）
[例1] 如图所示，一圆盘形工件在V形块上定位钻孔，孔 的位置尺寸的标注方法假定有三种，其相应工序尺 寸为A，B，C（图a），求相应的定位误差。
Td/2
Td/2
dw
bc
jw
0
Td
2 s in(
/
2)
dw bc
jw
（二）定位误差的计算
1．用bc和jw两项误差合成法 计算定位误差
2．用微分法计算定位误差
1．用bc和jw两项误差合成法计算定位误差
定位误差是由bc和jw所引起，因此：
• 首先求出bc和jw的大小
• 取它们在工序尺寸方向上的分量的代数和，即为所 求定位误差
• 其一般计算式是
dw=bccos±jwcos
bc的数值一般等于定位基准到工序基 准间的尺寸（简称定值尺寸）的公差。
2、bc 引起的定位误差计算
定义： bc在工序尺寸方向上的分量（投影）， 即为bc 引起的定位误差
dw=bccos 式中——定位尺寸与工序尺寸方向间的 夹角
注意：定位尺寸有可能是某一尺寸链中的封闭 环，此时应按尺寸链原理计算出该尺寸公差。
心线O1O2方向上保留局部圆柱面，其直 径的基本尺寸与孔径的相同，公差带按 f7或g6选取
• 使得孔与销间的最小间隙减小，从而减 小转角误差。
( D2 )2 (a b )2 ( d2 )2 (b )2
2
2 22
1 4
( D22
d
2 2
)
a(a
b)
1 2
D2 x2min
a(a
b)
1 2
D2 x2min
ab
b
D2 x2min 2a
x2 m in
2ab D2
由于菱形销结构尺寸已标准化，尺寸b可 参照标准选取，由上式计算x2min，然后 按d2=D2- x2min 确定定位销的最大直径， 并由h7或h6确定d2的公差。最后计算最 大转角误差2，以判断上述设计是否满 足加工要求，否则就需要对有关参数作 适当调整。
Td 2
Td
2 s in(
/ 2)
dw bc
jw
Td 2
Td
2sin( / 2)
[例3] 工件以E、D两平面为基准铣平面F，要求保证工序尺
寸A。设E、D两平面已精加工。求尺寸A的定位误差
b
c
dw
dw 2csin 2bcos
[例4]
在一轴上铣平面，要求保证 的工序尺寸为A，与定位有 关的尺寸及定位方案如图所 示，求对尺寸A的定位误差
第二节 工件在夹具上的定位
工件在机床上的定位实际上包括: 工件在夹具上的定位 夹具在机床上的定位
一、常用定位方法与定位元件
1.工件以平面定位 在机械加工中，对于箱体、床身
、机座等零件，常选择平面作为定位 基面实现工件以平面的定位元件有支 承钉和支承板
平面定位的主要形式是支承定位。 常用的元件如下
例：图a中工件各面在前工序中都已加工好，现要 求铣一通槽，要求保证工序尺寸A，B，C，其定位 方案如图b所示。现分析尺寸B加工时的有关误差
bc 2L TL
3．由jw引起的定位误差
jw在工序尺寸方向上的分量（投影） ，即为jw 引起的定位误差
dw=jwcos
式中 ——基准位移方向与工序尺寸方 向间的夹角。
为： H 7 或 H 7
n6
r6
•夹具体上承托支承头的表面应凸起，以 便把各个凸出面一次加工成一个平面
Hale Waihona Puke •夹具体采用通孔安装固定支承•平头支承采用安装后一次磨平的方法使 支承钉定位平面在一个平面
（2）可调支承
支承的高度尺寸在一定范围内可以进行调整
（3）自位支承（浮动支承）
自位支承是指支承本身的角向位置在工件定位过 程中能随工件定位基面位置变化而自动与之适应
为了避免由于过定位引起的工件安
装时的干涉，两销中的一个应采用菱形 销。
B、一面两销——减小第二定位销的直径
这可使孔与销之间的间隙增大，用以补偿 中心距的误差。为此，第二定位销的直径 可按下述方法计算：
假定工件两个孔径最小极限尺寸分别为D1， D2，两定位销最大直径分别为d1，d2；销 与孔间最小间隙为x1min=D1-d1, x2min==D2-d2； 两定位孔中心距及偏差为L±LD; 两定位 销中心距及偏差为L±Ld。
采用过盈心轴，装卸工件 比较费时，但由于孔与轴 间无间隙，基准位置误差 为零，所以定心精度较高
圆锥心轴
• 圆锥心轴一般具有很小的锥度K，通 常K=1:5000～1:1000
• 采用圆锥心轴，孔、轴间的间隙得以 消除，定心精度较高，可达0.005～ 0.01mm
（2）定位销
定位销工作部分直径d通常根据加工 要求和考虑便于安装，按g6、g7、f6或f7 制造，与夹具体的连接可采用过盈配合 或间隙配合。
称定位点数最多的定位表面为第一 定位基准面，定位点数次多的定位表面 为第二定位基准面，定位点数为1的定 位表面为第三定位基准面。
图6-13 工件在两顶尖上定位
6.一面两孔定位 在加工箱体、壳体等类零件时，常
用一个平面和两个圆柱孔定位。两个圆 柱孔可以是工件结构上原有的，也可以 是为定位需要而专门加工的工艺孔
圆柱定位销通常限制工件的两个自 由度。
当要求孔销配合只在一个方向上限 制工件自由度时，可使用菱形销。
3、工件以外圆表面定位
两种形式： 1、定心定位 与圆柱孔定位相似，只 是用套筒代替了心轴或圆柱销，锥套 代替了锥销。 2、支承定位 常用的定位元件是V形 块
在V形块中定位
• 定位基准不论是完整的圆柱面还是局部圆 弧面，都可以采用V形块定位
• 固定支承 属于固定支承的定位元件有支承钉和 支承板
• 可调支承 即支承的高度尺寸在一定范围内可以 进行调整
• 自位支承（浮动支承） 自位支承是指支承本身 的角向位置在工件定位过程中能随工件定位基 面位置变化而自动与之适应。
（1）固定支承
属于固定支承的定位元件有支承钉和支承板
固定支承安装：
•直接安装在夹具体的孔中，与孔的配合
40 0.3 40 100 100 0.5
dw
dw 0.3 0.5 2 0.65 2
工件以圆柱孔定位通常属 于定心定位（定位基准为孔的 轴线），夹具上相应的定位元 件是各种心轴、定位销
（1）心轴
图6-6 刚性心轴 过盈配合心轴 间隙配合心轴 小锥度心轴
另有弹性心轴等。
工件在心轴上定位通常限制了除绕工件自 身轴线转动和沿工件自身轴线移动以外的4 个自由度。
过盈配合圆柱心轴
圆柱心轴中间的定位部分 与工件孔用过盈配合
L
O1O1'
jw1y 2
TD1 Td1 x1min 2
O2O2'
jw2 y 2
TD2 Td 2 x2min 2
arctg TD1 Td1 x1min TD2 Td 2 x2min
2L
C、将第二定位销作成菱形销（削边销）
这是经常采用的一种办法 • 将第二定位销作成菱形，只在垂直于连