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夹具定位误差分析自动建模方法

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机床夹具设计中的定位误差计算探讨

机床夹具设计中的定位误差计算探讨

机床夹具设计中的定位误差计算探讨【摘要】本文主要探讨了机床夹具设计中的定位误差计算问题。

在引言部分介绍了研究背景和研究目的。

接着在正文部分分别阐述了机床夹具设计原理、定位误差的定义与分类、定位误差计算方法、影响定位误差的因素以及定位误差的优化措施。

通过对这些内容的详细讨论，为解决定位误差提供了理论支持和实践指导。

最后在结论部分对定位误差计算进行总结，并提出了未来研究方向建议。

本文对机床夹具设计中的定位误差问题进行了深入的探讨，对相关领域的研究和实践具有一定的指导意义。

【关键词】机床夹具设计、定位误差、计算方法、优化措施、影响因素、研究背景、研究目的、定位误差分类、定位误差优化、未来研究方向建议。

1. 引言1.1 研究背景机床夹具设计中的定位误差是影响加工精度和效率的重要因素。

随着现代制造技术的不断发展，对产品精度和质量的要求也越来越高，因此对定位误差的控制变得尤为重要。

定位误差的大小直接影响着工件的加工精度，甚至会导致工件的废品率增加。

目前，关于机床夹具设计中定位误差的研究还有待加强。

目前的研究大多集中在定位误差的计算方法和影响因素的分析上，但对于定位误差的优化措施和实际应用还有待进一步探讨。

有必要对机床夹具设计中的定位误差进行深入的研究和探讨，以提高加工精度和效率，满足市场对产品的需求。

1.2 研究目的机床夹具是机械加工中不可或缺的装卸工具，其设计质量直接影响加工精度和效率。

在机床夹具设计中，定位误差是一个重要的指标，它反映了工件加工中的位置偏差程度。

本研究旨在探讨机床夹具设计中的定位误差计算方法，帮助优化夹具设计，提高加工精度和效率。

通过深入研究定位误差的定义、分类和计算方法，可以更好地了解定位误差的产生机理，找出影响定位误差的因素，并提出相应的优化措施。

本研究还将总结定位误差计算的相关经验，为未来的研究提供参考。

通过这些研究目标的实现，可以推动机床夹具设计领域的进步，为工件加工提供更为精准、高效的解决方案。

机床夹具设计方案中工件定位误差的分析及其数值计算

机床夹具设计方案中工件定位误差的分析及其数值计算

机床夹具设计中工件定位误差的分析及其数值计算工件在夹具中的定位, 对保证本道工序尺寸的加工精度起着至关重要的作用, 正确的工件定位是保证得到我们所需要的加工表面的前提, 这也是工件在定位过程中要解决的第一个问题———位规律问题。

但是再精密的加工方法和手段都不可避免地使被加工对象产生加工误差。

对于夹具中的被定位工件和定位元件同样如此, 它们也存在着或大或小的加工误差, 加上元件在夹具中的定位基准的选取不同, 这些因素的客观存在都会使同一基本尺寸的各个工件在夹具中的几何位置有所变化, 从而造成本道工序的加工误差,这就是工件在定位时要解决的第二个问题———定位误差问题。

由此可以看出, 工件在夹具中的定位问题。

是夹具设计过程中要解决的首要问题, 下面就定位误差的产生及定位误差的计算方法, 需要强调的是: 分析定位误差的前提是用夹具安装法安装工件, 保证被加工表面之间的位置精度, 用调整法保证被加工面的尺寸精度。

1相关文献对定位误差的阐述111定位误差的定义相关文献对定位误差定义有下面几种叙述: 其一: 一批工件由于在夹具中定位而使得工序基准在沿工序尺寸方向上产生的最大位移。

其二: 用夹具装夹加工一批工件时, 由于定位不准确引起该批工件某加工参数的误差。

其三: 因定位引起的工序尺寸误差。

其四: 工件加工尺寸方向上设计基准的最大变动量。

其五: 由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸或定位要求方面的加工误差。

其六: 工件在夹具中定位不准确引起的加工误差为定位误差等等。

各文献所述定义的一致点是定位误差的方向都是在工序方向上, 区别是产生最大位移量的主体是工序基准还是定位基准。

112定位误差的计算由于对定位误差的定义各文献的叙述有所区别,导致在对定位误差进行计算时其结果也不相同。

在工图1心轴水平放置件采用内孔定位, 定位元件采用心轴, 工件和定位元件的配合关系采用间隙配合时所产生的定位误差区别最大。

对于其中的基准不重合误差观点一致, 不同之处是基准位移误差。

机床夹具设计中的定位误差计算探讨

机床夹具设计中的定位误差计算探讨

机床夹具设计中的定位误差计算探讨
机床夹具设计中的定位误差是指夹具在工作过程中，由于各种因素造成的夹紧件对工件定位的偏差。

定位误差的大小直接影响着工件的精度和加工质量，因此在夹具设计中，准确计算和控制定位误差是非常重要的。

定位误差的计算方法主要有两种，一种是几何尺寸法，另一种是数学模型法。

几何尺寸法是通过夹具的设计和制造过程中的几何尺寸和公差来计算定位误差。

在夹具的设计中，根据工件的定位要求和夹具的结构特点，确定夹紧件与工件之间的相对位置关系。

然后依据工艺要求，确定夹紧件和工件的公差，并将其转换为相对位置的公差。

通过计算几何尺寸和公差的偏差，得到定位误差的大小。

这种方法简单直观，对于一些结构简单的夹具是比较适用的。

无论是几何尺寸法还是数学模型法，都需要考虑夹具和工件的几何特征、工艺要求以及公差等因素。

在计算定位误差时，还要考虑夹紧件的刚性、刚性附件的变形以及外部力的作用等因素。

需要根据具体情况选择合适的计算方法和工具，如使用CAD、CAM等软件进行模型建立和计算。

在夹具设计中，除了计算定位误差外，也需要进行误差分析和控制。

通过分析定位误差的来源和大小，可以确定改进夹具设计和制造工艺的方向。

如优化夹紧件结构、改进夹持方式、提高夹紧力等。

在夹具制造过程中，也需要控制夹具部件的误差和装配误差，以保证夹具效果的稳定和可靠。

机床夹具设计中的定位误差计算是一个复杂而重要的问题。

只有准确计算和控制定位误差，才能确保夹具的准确定位和工件的加工质量。

夹具设计人员需要具备一定的理论知识和实践经验，以及使用合适的计算方法和工具来解决这一问题。

项目5：夹具设计中的定位误差分析

项目5：夹具设计中的定位误差分析


2
(3)以外圆在V形块上定位时的定位误差计算
b、合成法求解
d d-T d
O O1
O2 O A B C d-T d
A1
3
A3
α
图9-10工件以外圆在V形块上定位
M1
A2
d d-T d
由于Td的影响，使工件中心沿垂直 方向从O移至O1，即基准位移量:
A3
O O
1
O2
A B C α
Td OO1 O 2 sin( / 2)
【例9 】
如图是加工四个定位销 孔的工序图。已知双销 中心距59±0.02；圆柱 销直径 Φ12-0.006 ；菱形 -0.017 销直径 Φ12-0.008 ，求 -0.091 图中所标工序尺寸的定
位误差。
【例10 】如下图所示，为在半V块上定位铣轴上平面。试求工序尺寸A的
0
Y

1 ( TD Td ) 2
对于尺寸H2：
ΔB 1 TD 2
ΔDH2 ΔY ΔB
1 Td 2
d0 Td
对于尺寸H3：
ΔB 1 TD 2
ΔDH3 ΔY ΔB 1 1 1 ( TD Td ) TD TD Td 2 2 2
ΔD
对于尺寸H4：
ΔB 1 Td 2 1
d-T d
问：
当α=180°时，三种情况的定位误差是多大？
【例8
如图钻孔，保证A，用90°V形块定位，采用 a)～d)四种加工方案， 】试分别进行定位误差分析（外圆 0 ）。 dT
d
方案 a b
ΔB
0 0.5Td
ΔY
0.707Td 0.707Td
ΔD
0.707Td 0.207Td
工件在夹具中的加工误差及夹具误差估算

工件在夹具中的加工误差及夹具误差估算


在下图（a）所示工件上铣缺口，加工尺寸为 A和B。下图（b）所示为加工示意图，加工尺寸A 的工序基准是F面，定位基准是E面，两者不重合。 刀具相对于夹具的对刀尺寸C，在加工过程中是 不变的。由于一批工件中尺寸S的公差δS 使F面（工序基 准）的位置在一定 范围内变动，从而 使加工尺寸A产生 误差，这个误差就 是基准不重合误差。
基准不重合误差为：
B Amax Amin Smax Smin S
S是定位基准和工序基准间的距离尺寸，称为定 位尺寸。当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向相 同时，基准不重合误差等于定位尺寸的公差，即
B S
当工序基准的变动方向与加工尺寸方向不同，其 夹角为α时，基准不重合误差为：
B S cos
② 基准位移误差 当工序基准与定位基准相同时，由于定位副
的制造误差和最小间隙配合引起定位基准位置变 动，从而造成的加工误差，称为基准位移误差， 用ΔY表示。
如下图所示，工件以圆柱孔在芯轴上定位，在圆 柱面上铣键槽，加工尺寸为A和B。
加工尺寸A的定位基准和工序基准都是内孔
轴线，两者重合，基准不重合误差ΔB＝0。但由 于工件内孔和芯轴有制造误差和最小配合间隙，
一般来说，用试切法加工工件时，不会引起 定位误差，但是用调整法加工工件时，则会引起 定位误差。
（1）定位误差的产生原因
工件在夹具中定位时，造成定位误差的原因 有两个：基准不重合误差和基准位移误差。
① 基准不重合误差 基准不重合误差是指由于工件的工序基准和定位
基准不重合而造成的加工误差，用ΔB表示。
2．夹紧误差ΔJ
夹紧误差ΔJ是指工件在夹紧变形时产生的误差， 其大小是工件基准面至刀具调整面之间距离的最大 与最小尺寸之差。
它包括工件在夹紧力作用下的弹性变形、夹紧 时工件发生的位移量或偏转量、工件定位面与夹具 支承面之间的接触部分的变形等。当夹紧力方向、 作用点和大小合理时，夹紧误差近似为零。
谈机床夹具设计中定位误差的分析与计算

谈机床夹具设计中定位误差的分析与计算


２ 讲 清 常 用 的 三 类 典 型 定 位 方 式 的定 位 元 件
２１ 工 件 以平 面定 位 ： 用 支 承 钉 或 支 承 板 作 为 定 位 元 件 ； ． 常 ２２ 一 ． 件 以外 圆柱 表 面 定 位 ： 常 用 的是 Ｖ 型块 ： 最 ２３ １件 以 内孔 定 位 ： 用 的是 心 轴 或 销 轴 。 ． 常
１ 复 习之 前 的两 个 重 要 概 念 ： 位 基 准 及 工 序 基 准 定
Ａ ｘ范 围 内 发 生 变 化 ， 此 即 为 基 准 位 移 误 差 。 由 图 计 算 得 到 ： ｍａ
１ 、
定 位 基 准 ： 指 零 件 在 加 工 过 程 中 ， 于 确 定 零 件 在 机 床 上 或 夹 Ａ 』 一 是 用 Ｙ＝ ４ ＝寻 ＋ ） ～ 具 上 的位 置 的基 准 ， 以是 点 ／ ， ； 可 线 面 由 上 式 可 知 基 准 位 移 误 差 △Ｙ 是 由 定 位 副 （ 轴 和 孔 配 合 ） 制 心 的 工 序 基 准 ： 指 用 来 确 定 本 工 序 所加 工 表 面 加 工 后 的尺 寸 、 状 、 是 形 造误差造成 的。 位 置 的基 准 。和 本 道 【 尺 寸 有 关 。 ＝ 序 注 意 两 点 ： 按 调 整 法 加 工 一 批 工 件 时 ， 生 定 位 误 差 ， 试 切 法 ① 产 用
４ 常用 定 位 方 式 定 位 误 差 的 分 析 计 算
Ｌ
基上， 面时肚ｍ△ ｙ
３ 一 般 认 为 如 果 工 件 定 位 误 差 不 超 过 工 件 加 工 尺 寸 公 差 值 的 １３． 该 定 位 方 案 能 满 足 本 工 序 加 工 精 度 的 要 求 ／ 则
３１ 定 位 误 差 （ Ｄ） 其产 生 的 原 因 ： ． Ａ 及
非整圆自定心车削夹具设计与定位误差分析

非整圆自定心车削夹具设计与定位误差分析

（ １ ）最 大 定位 误 差 △ 垂 出现 在垂 直 方 向． 这 种 情形 下 非 整 圆 自定 心 两 爪 车 削 夹具 定 位夹 紧工 件 如 图４ 所示 ， 卡
爪下（ 或上 ） Ｖ 形块与工件实际接触点为非整圆理想轮廓上 的点 ， 上（ 或下 ） Ｖ 形块与工件实际接触点为出现最大圆度 误差Ｔ ｔ 时， 上（ 或下 ） ｖ 形块与 圆度误差 的小同心圆上 的点 接触 （ 如 图 中虚线 Ｖ 形 块 所示 ） ，工 件定 位 夹 紧 时 ， Ｖ 形 块 （ 夹 角为 ２ ） 多移动 一个 Ａ 值， 则 其定 位误 差 为 ：
关键词 ：非整圆 ； 自定心二爪 ； 定位误差 中图分类号 ： Ｔ Ｈ １ ６ １ ． １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ 。 ２ ４ ８ １ （ ２ ０ １ ４） ０ １ ． ０ ０ ６ ６ ０ ３
１ 引 言
对于图ｌ 所示 毛坯为铸件 或锻件 的系列 大 中型铰接 杆端体零件 ， 因杆端螺纹孑 Ｌ 外形为非整 圆， 三爪 自定心卡 盘 无 法装 夹 ， 毛 坯 还经 常 出 现０ ． ２ — ０ ． ３ ｍ ｍ左 右 的 圆度 误差 或椭圆度误差． 采用Ｖ 形块定位一侧 圆弧外形 ， 夹紧另一侧 ， 因非 自动定 心 ， 定心精度差 ， 同轴度要求无法保证 ， 且装 夹效率低． 下面提 出一种非整 圆自定心两爪车削夹具设计
方案 ， 并 对其 装夹 定 位误差 进行 分 析和计 算 ．
图 １ 铰接杆端体
Ｉ
其余
ｌ
墨
பைடு நூலகம்
ｌ ｊ Ａ ， ／ ｌ ｔ
Ａ
ｌ 囤四
２ ｌ
。
２ 非整 圆 自定心 两爪 车削夹具设 计方案
非 整 圆 自定 心 两 爪 车 削 夹 具 设 计 方 案 如 图２ 所 示， 具 体工作 原 理如 下 ： 定 心法 兰 盘 与 数 控 车
夹具定位方案

夹具定位方案

4.培训与指导
-对操作人员进行夹具使用和维护的专业培训，提升其操作技能和问题处理能力。
-提供操作手册和指导资料，帮助操作人员正确使用和维护夹具。
六、结论
本夹具定位方案结合了现代自动化制造的需求和实际生产条件，以合法合规为基础，追求高精度和高效率。通过精细化的管理、严格的实施流程和定期的维护，确保夹具定位系统的长期稳定运行，为企业带来持续的生产效益。
2.定位系统设计
-采用高精度的定位元件，如定位销、定位块等，确保定位精度。
-设计定位系统时，考虑工件的装夹和释放过程，优化操作流程。
-运用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术，提高设计精度和加工效率。
3.定位误差分析
-对可能的定位误差源进行分析，包括夹具制造误差、装配误差、热变形等。
夹具定位方案
第1篇
夹具定位方案
一、项目背景
随着我国制造业的快速发展，自动化设备在生产过程中的应用越来越广泛。在生产线上，夹具作为重要的辅助设备，其作用是对工件进行定位、固定，保证工件在加工过程中位置准确，提高生产效率和产品质量。然而，在实际应用中，夹具的定位问题一直困扰着许多企业。为解决这一问题，本文将结合企业实际情况，制定一份合法合规的夹具定位方案。
（1）定位方式：根据工件特点，选择合适的定位方式，如点定位、线定位、面定位等。
（2）定位元件：选用高精度、高刚性的定位元件，如定位销、定位块、定位孔等。
（3）定位误差分析：分析夹具定位过程中可能出现的误差，如定位元件的制造误差、装配误差、工件本身的形状误差等，制定相应的补偿措施。
（4）定位精度检测：采用高精度的测量仪器，对夹具定位精度进行检测，确保其满足生产要求。
-通过有限元分析（FEA）等技术，模拟夹具在实际工作条件下的应力应变状态，制定相应的补偿措施。
机床夹具设计中的定位误差计算探讨

机床夹具设计中的定位误差计算探讨

机床夹具设计中的定位误差计算探讨
在机床夹具设计中，定位误差是一个重要的考虑因素。

定位误差是指在夹具夹持工件时，工件在夹具上的位置与要求的位置之间的差异。

定位误差会直接影响工件的加工精度和质量。

定位误差的计算可以分为静态定位误差和动态定位误差两部分。

静态定位误差是指夹具上工件的位置与要求位置之间的差异，在没有外力或运动的情况下测量得到。

静态定位误差可以通过夹具夹持工件后，在不施加任何力的情况下，使用测量仪器测量工件在夹具上的位置与要求位置之间的差异。

动态定位误差是指夹具在夹持工件时，由于夹持力、材料弹性或切削力的作用而产生的工件位置变化。

动态定位误差通常无法直接测量，需要通过相关的数学模型、有限元分析等手段进行估算。

定位误差的计算需要考虑多个因素，包括夹具结构、夹持力、工件材料和切削力等。

通常，夹具结构越刚性，定位误差越小，夹持力越大，定位误差越小，工件材料越刚性，定位误差越小，切削力越小，定位误差越小。

定位误差的计算可以通过手动计算或使用计算机辅助工程软件进行。

手动计算需要根据夹具的具体结构和工件的具体要求，使用力学和材料力学的原理进行计算。

计算机辅助工程软件可以通过输入夹具和工件的几何参数和材料参数，自动计算定位误差。

定位误差的计算结果应该与工件的要求进行比较，以判断是否满足工件的加工精度和质量要求。

如果定位误差过大，可以通过改进夹具结构、增加夹持力、选择更合适的工件材料等方式来减小定位误差。

在机床夹具设计中，定位误差的计算是一项关键的任务。

通过仔细考虑各种因素，并使用适当的计算方法，可以有效地减小定位误差，提高工件的加工精度和质量。

典型车夹具设计中定位误差的分析与计算

典型车夹具设计中定位误差的分析与计算


（ ４ ６ ± ０ ． ０ ４ ５ １ １ １ １ １ １ ， 此两 定 化
销 中心距 【 ｛ ＝ ￡ Ｉ Ｆ ± ６ Ｉ ｛ ／ ２ ： （ ４ ６ ＋ ＿ ０ ． ０ １ ） ｎ ｌ ｎ ｌ
具结构 简 、 可靠 ， 操作方便 ， 使 产 品质 量 稳定 ， 既保 证 了
件孔 的６ 。
因 定 位 孔 的 直 径 为
西 ５ Ｉ １ ３ ｒ ｔ 的孔 与中心线 成 ４ ５ 。 ± ｌ 。 均 匀分 布 。两 孑 Ｌ 的 中心
距为 ２ ９ １ － ０ ． ０ ６ ｎ ｕ ｎ ， 本夹具为车削 １ ｍｍ的 ２ 个孔而设计。
４ ）确定 菱 形 销 的直
径。
ａ．
计算 ｘ ： 。
如图 ３ 所示 ， 几 何关
系为 Ｏ Ａ － Ａ Ｃ － ‘ ｉ ＝ Ｏ Ｂ ２ － Ｂ Ｃ ： 而 Ｏ Ａ＝ Ｄ ／ ２ ， ， ｌ Ｃ ＝ ． ＋ ｂ ／ ２ ． ＢＣ ＝ ｂ ／
２ ， Ｏ Ｂ ＝ ｄ ２ …／ ２ ＝ （ Ｄ ２ 一 由 于
Ｄ｜ ａｍ ＞３ － ６ ＞６ － ８ ＞８ ～ ２ Ｏ ＞ ２ ０ －２ ４ ＞ ２ ４ ～ ３ Ｏ ＞３ ４－ ４ ０ ＞ ４ ０ —５ ０
曰 ６ ｌ ｂ Ｄ— Ｏ． ５ Ｄ—ｌ ｌ ２ ２ ３ ４ Ｄ一 ２ Ｄ一 ３ ３ ５ Ｄ－４ ４ ６ Ｄ一 ５ ５ ８
根 据 回水 盖零 件 的结 构 特点 ，就其 中一道 序 设计
了一套 车 床夹 具 ， 该 夹具 以零 件 的孔 内壁 和端 面 定位 ， 夹
两 定位 孔 间距 ￡ ¨ ＝ ＝ ， Ｊ ２ ）确定 圆柱 销直 径 ｄ ， 。圆柱销 直 径 的基本 尺 寸应 等 于 与 之 配 合 的 ｌ ｌ
定位误差分析与计算 (自动保存的)

定位误差分析与计算 (自动保存的)

定位误差分析与计算一、基本概念定位误差分析是针对某一个工序的工序尺寸而言的，只要该工序尺寸不因定位而产生误差，那么就认为该工序尺寸的定位误差是零。

至于该工序尺寸在加工过程中产生的误差，则不属于定位误差的研究范畴。

所以，不应将定位误差与加工过程误差以及其它误差混为一谈。

1．定位误差△D(△dw)：工件在夹具上(或机床上)定位不准确而引起的加工误差称之为定位误差。

其大小等于按调整法加工一批工件而定位时工序尺寸的最大变动量。

定位误差来源于两个方面：基准不重合误差和基准位移误差。

2．基准不重合误差△B(△jb)：因工序基准与定位基准不重合(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准相对定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量 (结果)，称为基准不重合误差。

若把工序基准与定位基准之间的联系尺寸（基本尺寸）称之为“定位尺寸”，则△B就是定位尺寸的公差在工序尺寸方向上的投影（或者说定位尺寸的最大变动量在工序尺寸方向上的投影）。

注意：基准不重合误差中的工序基准和定位基准都是针对工件而言的，与定位元件无关；3．基准位移误差△Y(△db)：因定位副制造不准确(原因)，用调整法加工一批工件时(条件)，引起工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量(结果)，称为基准位移误差。

（或者说工序基准位置的最大变动量在工序尺寸方向上的投影）。

基准位移误差可以划分为两类：工件定位表面制造不准确引起的基准位移误差和夹具定位元件表面制造不准确引起的基准位移误差。

注意：在基准位移误差计算中，工序基准的变动是因为定位基准的变动而引起的。

所以有学者认为：基准位移误差是指定位基准在工序尺寸方向上的最大变动量。

二、工件以平面定位——支承钉或支承板工件以平面定位铣台阶面(如图(a)所示)，试分析和计算工序尺寸20±0.15的定位误差，并判断这一方案是否可行。

如果变换定位方式(如图(b)所示)，工序尺寸20±0.15的定位误差是否有变化？工件以平面时，由于定位副容易制造得准确，可以认为基准位移误差ΔY=0,故只考虑基准不重合误差ΔB即可。

夹具定位误差的分析与计算

夹具定位误差的分析与计算作者：罗建元等来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第02期摘要：随着我国经济和科技实力的不断增长，机电技术在推动煤矿走向现代化企业进程中起到了无可替代的重要作用，同时对机电设备的维护加工技术也提出了更高的要求。

关键词：基准不重合误差基准位移误差钳工加工中夹具定位误差可分为“基准不重合误差”和“基准位移误差”两个典型类型，下面结合实例分别进行分析这两种误差的产生和计算方法：1 基准不重合误差和基准位移误差的产生以图a为例，工件上小孔以工件下母线B作为设计基准，加工中小孔位置尺寸要保证的尺寸为A。

图a1为以平面定位钻孔，此时以下母线定位对刀，须按设计要求对钻头中心线进行调整，在此情况下定位基准基本达到设计要求。

此时须根据尺寸A作调整。

同一批工件不会出现位置方面的误差，因为其尺寸A基本不变。

图a2为工件放在心轴上定位，假定在理想状态下孔和轴中心线重合，工件根据孔与轴中心线确定定位基准，定位基准不与设计基准重合，须根据尺寸A，对刀具进行调整，工件同样按尺寸A，进行加工制作，而设计要求的尺寸A是间接获得的，工件直径的误差对尺寸的大小影响较大，这个误差是由设计基准与加工定位基准不重合造成的，称为基准不重合误差，本文用符号△jb表示。

图a3为工件放在心轴上定位时的实际状态，定位孔与定位心轴在制作过程中都存在误差，为了使工件容易套在心轴上，加工时二者之间须预留一定的间隙，间隙的存在使得工件孔中心线无法和心轴轴心线完全重合，参考心轴轴心线调整的刀具位置，便产生一个由于工件定位基准相对于夹具定位基准发生位移所造成的误差，称为基准位移误差，本文用符号△jw表示。

综上所述，工件在夹具中定位时定位误差可用下式表示：△dw=△jb+△jw式中△dw——定位误差；△jb——基准不重合误差；△jw——基准位移误差。

2 常用定位方式定位误差的分析与计算下面以常见的工件外圆在V型块上定位方式为例，分析定位误差的计算方法：V型块是一种对中心定位元件，它使工件的中心始终位于V型块的对称中心线上，它的定位基准是理论中心，而非它与工件的两个接触面，由于待加工的小孔设计基准不同，可分为三种情况：2.1 以外圆中心为设计基准。

角向尺寸定位误差数学建模分析与优化

V ol.19 No.2Jun. 2019长沙航空职业技术学院学报JOURNAL OF CHANGSHA AERONAUTICAL VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE第19卷第2期2019年6月DOI:10.13829/ki.issn.1671-9654.2019.02.016角向尺寸定位误差数学建模分析与优化侯　杰（江苏城乡建设职业学院，江苏　常州　213000）摘要：研究角向尺寸定位的优化设计方案及优化建模分析的步骤，通过一般尺寸定位设计与优化尺寸定位设计进行的一个比较，更能体现出优化设计方案符合工件加工，并且能提高工件加工效率，维持加工精度等。

关键词：定位误差；数学建模分析；角向尺寸定位；优化尺寸定位设计中图分类号：TG75 文献标识码：A 文章编号：1671-9654（2019）02-0065-04Analysis and Optimization of Mathematical Modeling of Angular Dimension Positioning ErrorHOU Jie(Jiangsu Vocational College of Urban and Rural Construction, Changzhou Jiangsu 213000)Abstract: This paper studies the optimization design scheme of angular dimension positioning and the steps of optimization modeling analysis. Through a comparison between general dimension positioning design and optimization dimension positioning design, it can better reflect that the optimization design scheme conforms to the workpiece machining, and can improve the workpiece machining efficiency and maintain the machining accuracy.Key words: positioning error; mathematical modeling analysis; angular dimension location; optimization dimension location design收稿日期：2019-01-19作者简介：侯杰(1988-　)，男，江苏淮安人，讲师，理学硕士，研究方向为随机分析。

基于ADAMS的夹具定位误差分析方法

系 列 随 机 位 置 ， 作 为 原 动 件 的 运 动 规 律 ， 利 用
Ａ ＭＳ 件对 等 价机 构模 型进 行仿 真 分析 ，获 得 ＤＡ 软 机 构 目标杆 件 位 置 序 列 。对仿 真 结束 后 导 出的 位
置 样本 进行 统 计 计 算 后 ，确 定 目标 构 件 的 位 置 变
信 息 用 等 价 机 构 模 型 表 示 。在 这 种 等 价 机 构 中 ， 工 件 一 夹 具 系 统 各 种 变 动 要 素 成 为 机 构 的 原 动
化量 。
定位 误 差 表 示 模 型 ，人 们 建 立 了各 种 相 应 的 计 算
方法 。如 利 用尺 寸 链 模 型 的 极 值 法 和微 分 分 析 方
法 、利 用 接 触 运 动 学 模 型 的 矩 阵计 算 方法 、利 用
几何 关 系 的 图形 解 析 法 和 合 置 分 析 方法 就 可 以计 算 夹 具 相 应 目标 的位 置
变化 范 围 。
ＡＤＡＭ Ｓ 件 可 以 方 便 地 对 虚 拟 机 械 系 统 进 软 行 静 力 学 、运 动 学 和 动 力 学分 析 ¨ 由于 等 价 机 ，
构原 动 件 的运 动 遵 循 误 差变 化 规 律 ，本 文 采 用 蒙 特 卡 罗 模拟 方 法 计 算 原 动 件在 其 运 动 范 围 内的 一
利用 Ａ Ａ 软件进 行等价机构建模 ，通过机 构仿真分析获得目标构件运动位置样本 。进行样 Ｄ ＭＳ 本数 据的统计分析 ，确定 目标构件的位置变化概率数据 ，获得夹 具定位误差概率分析结果。 关键词 ：定位误差 ；机构表示模型 ；Ａ ＡＭＳ；蒙特卡 罗模 拟 Ｄ 中图分类 号 ：Ｔ ０ Ｇ７１ 文献 标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ － １ ４ ２ １ ） １ Ｊ ） ０ ８ 一 ４ ９ ０ ３ （ ０ ２ ０ （ｚ 一 ０ ６ Ｏ ０

夹具定位误差分析和定位销计算和夹紧力计算


定位元件上用于定位的表面称定位工作表面或限位基面。
定位基准是代表工件上定位表面或定位元件上的定位工作
表面几何特征的几何要素（点、线、面），如定位表
Z
面为内或外圆柱表面，一般用内或外圆柱表面的轴心
作为基准。工件上定位表面的基准称定位基准，定位
元件上定位工作表面的基准称限位基准。
Y
X
4
2.工件在夹具中的定位
5
2.工件在夹具中的定位 根据零件要求分析需要限制哪些自由度？
圆柱钻通孔 Z
圆柱钻盲孔 Z
Y X
Y X
Z
板上钻孔
Y
X
6
2.工件在夹具中的定位
2.5定位元件应满足的基本要求 在加工过程中，加工完一个零件就要更换，而夹具上的定位元件是不经常更换的，为了保证 每个工件加工精度的要求，定位元件应满足一下基本要求； 1:较高的精度，尺寸精度IT6~IT8（GB/T 1800.3~1998），表面粗糙度Ra0.2~0.8 2:足够的刚度，避免受力变形。 3：较好的耐磨性，以便长期保持精度，一般采用淬火处理，硬度为55~62HRC(洛氏硬度） 2.6定位方式及定位元件 1，工件以平面定位
由于工件的定位基准与工序或设计基准不重合而引起的定位基准变动量称基准不重合误差 用代号△jb表示。 当工件上的一组定位表面与夹具的定位元件相应的工作表面相接触或相配合时，工件在夹具 中的位置就定了，但是在一批工件中，工件间在尺寸,形状和位置上存在公差允许范围内的误差 定位元件也存在制造精度范围内的误差，由于工件上的定位基面和定位元件上的定位工作面 的制造不准确而引起的定位基准位置的变动量称为定位副不准确误差，也称基准位置引动误差 用△db 我们怎么用定位误差来评定我们定位方案的合理性？ 一般△dw的绝对值越小，定位方案越合理。 一般定位误差： △dw= △jb+ △db≤(1/3~1/5)δ δ（本工序工件要求的公差）当δ较大时系数就取较小值。反之就取较大值。

磨曲柄销夹具定位误差的分析


２ ８・
陈伟栋 等 ： 曲柄销夹具 定位误差 的分析 磨
２０ 年 ｌ 月 ０８ Ｏ
端 部 ｃ１Ｈｍｍ孔 为 １ 定位 ； Ｉ２ ７ ） 点 （ ） 紧部位设 在 主轴 颈外 圆上 ； ２夹 （） ３ 主轴 颈轴 线 与 曲柄 销轴 线 （ 曲柄 半 径 ） 离 距
１ ０＋ Ｏ３ ０ ０． ｍｍ ［ 。
能带来 不利影 响 。 因此 ， 曲轴 在柴 油机 中的重要 性 和
它在运转 中受力情况 的复杂性就要求它 的形状 、 尺 寸、 精度和表面粗糙度等必须满足较高的技术要求。 其 中与 曲柄 销有 关 的要 求 是 ：
（） １主轴 颈轴 线与 曲柄 销轴线 的平 行度
此 平行 度是保 证活 塞在 汽缸 中不 发生首 尾和左
图 １曲柄销工序简图
收 稿 日期 ：０ ８－８ １ ２ ０ － —４ － ０
具体 要求 如下 ：
作者简介 ：陈伟 栋（９ ９ ） 男， １６ 一 ， 山东临朐人 ， 副教授 ， 硕士 ， 究方 研
向： 机械工程。
・
（） １以主轴颈外圆 １０ 三 ｍ ５． ． ｍ为 ４ ８∞ 点定位，
主要承受气体压力负荷与作往复运动 的质量惯性力 周期性变化的负荷 ． 同时还承受作 回转运动的质量 离心力的作用 。这些力引起轴颈与轴承的摩擦与磨 损。 引起轴颈与曲臂过渡圆角处应力集中区域的疲 劳损坏 ， 并产 生扭转 、 向与 纵 向振 动 。因此对 曲轴 横
的加 工要 求 也特 别 高 。我 厂在 设计 车 、 曲柄销 夹 磨 具 时 。 采 用偏心 结构 ， 中关键 问题是 各定位 衬套 都 其
ｆ ｅｉ ｆｕ ｈｊ ｓ ｎｆｔｒ． ｏ ｄ ｓ ｎｏ ｃ ｇ ｕｅ ｒ ｇ ｓ ｉ ｉ ｕ

机床夹具定位误差计算分析

机床夹具定位误差计算分析摘要：本文分析了计算定位误差过程中，容易出现错误的几个问题，并提出其解决的计算方法。

通过分析机床夹具定位基准的移动方向与工序基准同定位基准间的距离尺寸无关或有关的两种情况，探讨确定机床夹具中的定位误差计算式中加、减符号的方法，得出简化工件在机床夹具中的定位误差的计算方法。

关键词：机床夹具；定位误差；基准不重合误差；定位基准位移误差一、引言在设计机床夹具时，需要确定工件在夹具中的定位误差。

定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸方向上的最大变动范围。

其大小是判断夹具定位方案合理与否的重要依据。

众所周知，造成定位误差的原因有两个方面：一是定位基准与工序基准不重合引起的基准不重合误差；二是定位基准与限位基准不重合引起的基准位移误差。

所以，工件在夹具中的定位误差的计算公式为：式中：为工序基准的变动方向与工序尺寸方向的夹角；为定位基准移动方向与工序尺寸方向的夹角。

由上式计算定位误差，其实就是正确算出和，最后得出两者在加工尺寸方向上的矢量和。

但在计算过程中，容易犯以下错误。

二、计算时容易出现的错误计算是把影响基准不重合误差的所有尺寸在工序尺寸方向上合成。

其计算公式为：公式中为定位基准与工序基准间的尺寸链组成环的公差（mm）；为的方向与加工尺寸方向间的夹角（）计算中，容易把影响的尺寸忽略掉，却把对没有影响的尺寸错误认为会影响尺寸。

例如定位方案在阶梯轴上铣槽，V形块的V型角，计算加工尺寸 mm的定位误差。

判断分析：加工尺寸 mm的工序基准是大圆柱的下母线，定位基准是小圆柱的轴线，工序基准和定位基准不重合，所以，得：；计算中，有许多尺寸公差，影响的尺寸只有：同轴度公差0.02和大圆直。

判断中，很容易将同轴度公差0.02忽略掉，却错将加工尺寸 mm的公差和小圆柱直径列为影响的尺寸。

出现这种错误是由于对的概念不清。

使用夹具时，造成工件加工误差的因素包括4个方面：与工件在夹具中定位有关的误差，以表示；与夹具在机床上安装有关的误差，以表示；与导向或对刀（调整）有关的误差，以表示：与加工方法有关的误差，以表示。

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利用矩阵齐次变换建立定位点变动与工件加工特征
0
前言
夹具定位误差分析的基本方法是基于刚体无
[1]
偏差之间关系，然后将各种误差源转化为定位点的 变动量， 最后对坐标变换结果进行解释。 数十年来， 许多学者利用定位矩阵对夹具设计的各个相关领域 进行了研究
[2-3]
摩擦点接触模型的运动学分析方法 ，这种方法的 基本原理是首先根据定位接触关系建立定位矩阵，
Abstract：The modeling method of fixture location error is proposed. By the analysis of location error transmit route, the workpiece-fixture system is defined as a composition of four elements, i.e. machining feature, process datum, location datum and locators. The fixture location errors are obtained by calculating the relative position variations among the four elements. The position variation relationships among the four elements are represented by link mechanism model. The workpiece-fixture system is composed by the contact pair equivalent mechanisms, tolerance equivalent mechanism and process dimension equivalent mechanism. The rules mapping from contact pairs to equivalent mechanism components are established, the modeling methods of the equivalent mechanisms of tolerance and process dimension are proposed, here, tolerance mechanism reflects the relationships between process datum and location datum, and process dimension mechanism embodies the relationship between process datum and machined surface, and the approaches to using mechanism structure & motion parameters to represent the process information and the inner relationship of workpiece-fixture system are explored. According to the mapping rules mentioned above, the equivalent mechanism model is established automatically, and the automatic solution of location error can be realized by means of the position calculation methods of mechanism. Key words：Location errors Automated modeling Equivalent mechanism Mapping ruies
以及柔性装配
[10]
和测量夹具的优
[13]
。此外，夹具误差的诊断和误差模式识别研 、夹具设计 也基于定
[14]
、多工位尺寸偏差流建模与分析
方案优化
、 定位边界的曲率影响分析
[15]
位矩阵。 基于定位矩阵的定位误差分析方法的研究虽 然取得了大量的成果，但由于模型的本质缺陷使得 现有的分析方法存在许多不足，主要表现在夹具计 算模型的建立过程缺少自动化机制，难以利用现有 的分析方法编制通用的计算机辅助夹具设计与分析 软件。现有定位误差分析方法对几何尺寸与公差的 表示和处理也没有直接、简洁和一致的方法，分析 过程过于复杂、通用化程度较低。为此，本文作者 [16-17] 提出了工件—夹具系统的机构模型 ，试图建立 一个与夹具的类型、工件的复杂程度无关的夹具定 位误差计算模型。 本文进一步研究工件 — 夹具系统机构模型的 通用化和自动化问题。对工件定位基准和夹具定位 元件的接触副进行归纳和分类，建立工件和夹具定 位元件接触副与等价机构构件的映射关系，对尺寸 公差和几何公差的表示进行研究，建立公差的机构 表示模型和参数确定方法。将工件—夹具系统整体 的定位误差分析转换为连杆机构的位置计算问题， 为定位误差建模和分析方法的自动化提供理论 基础。
表1
接触副
基本接触副的等价构件和运动副
构件和平面运动副 构件和空间运动副
定位支承钉与平面
转动滑块副
球铰直线滑动副
定位支承钉与圆弧
转动圆弧滑动副
球铰圆弧滑动副
短圆柱与孔
圆柱铰曲柄
球铰曲柄
短菱形销与孔
滑块+圆柱铰链
滑块+球铰
短圆锥销与孔
圆柱铰链
球铰
长圆锥销与孔
第 48 卷第 5 期 2012 年 3 月
机
械
工
程
学 报
Vo l . 4 8 Mar.
No.5 2012
JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
DOI：10.3901/JME.2012.05.172
夹具定位误差分析自动建模方法*
吴玉光 1 张根源 2 李春光 1
(1. 杭州电子科技大学机械工程学院 杭州 310018； 2. 浙江传媒学院电子信息学院 杭州 310018)
174
机
械
工
程
学
报 表2
第 48 卷第 5 期期 复合接触副的等价机构和运动副
空间等价机构 立面等价机构 水平面等价机构
2
2.1
接触副等价机构
基本接触副和复合接触副
接触副
基本接触副是指两个表面在夹具定位意义上 以一点或两点相接触的情况，如平面支承钉与工件 表面接触、短圆柱销与圆孔接触、短 V 形块和圆柱 接触等。基本接触副只能约束工件的一个或两个移 动自由度。各种常见接触副的简图如表 1 中的第一 列所示。
摘要：提出一般夹具的定位误差分析模型建立方法。根据工件—夹具系统的误差形成和传递路线分析，将工件—夹具系统分 为定位元件、定位基准、工序基准和加工特征等四个要素组成，通过求解四个要素之间的位置变动获得工件—夹具系统整体 的定位误差。将四个要素之间的位置及其变动关系用连杆机构模型等价表示，工件—夹具系统转换为接触副等价机构、公差 关系等价机构、工序尺寸等价机构等三个等价机构的组合。研究工件和夹具定位元件接触副与等价机构之间的映射关系的建 立方法，研究定位基准与工序基准、工序基准与加工特征之间的尺寸与公差关系所对应的等价连杆机构的建立方法，研究采 用机构的结构参数和运动参数表示工件—夹具系统的所有工序信息及其内在联系的方法。 利用机构学的机构位置计算方法求 解定位误差，实现定位误差分析的自动化。 关键词：定位误差 中图分类号：TG701 自动建模 等价机构 映射关系
173
通过建立定位元件的误差空间和工件的定位误差空 间的映射关系，根据给定工件关键加工部位的公差 要求确定定位元件的几何要求，根据夹具公差计算 定位误差 。利用定位矩阵 和定位 合理性检查 化 究
[11] [12] [9] [8] [6] [7]
* 国家自然科学基金资助项目(50875069)。20110415 收到初稿，20111218 收到修改稿
，提出了许多方法，如利用坐标转换
[4-5]
技术建立定位接触点位置误差、定位元件定位表面 误差与工件位置误差之间关系的通用计算模型 ，
月 2012 年 3 月
吴玉光等：夹具定位误差分析自动建模方法
Approach to Automated Modeling of Fixture Location Errors Analysis
WU Yuguang1 ZHANG Genyuan2 LI Chunguang1
(1. School of Mechanical Engineering, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018; 2. School of Electronic & Information, Zhejiang University of Media and Communications, Hangzhou 310018)
副等价机构、公差等价机构和尺寸关系等价机构等 三个机构来等价表示。 在接触副等价机构中，机构的机架是夹具本 体，接触副转化为连架杆与机架连接的运动副，而 定位基准则是机构的连杆平面。尽管工件形状复杂 多变，但是定位基准类型通常只有平面、圆柱面两 种，说明接触副类型是有限的，又由于每一种接触 副所约束的自由度固定，可以与机构运动副一一对 应。因此接触副等价机构种类是固定的。 不同定位基准之间的位置变动以及工序基准 相对定位基准的位置变动由它们的几何公差和尺寸 公差确定。公差带就是公差控制目标几何要素的 “运动空间”，故公差控制目标几何要素是等价机 构的连杆，连杆在公差带内的每一个位置都是公差 控制目标几何要素可能的实际位置。公差控制目标 几何要素理想位置是等价机构的机架，公差的基准 则与公差控制目标几何要素理想位置相固连，而公 差值则是驱动等价机构连杆运动的原动件。因此， 公差关系可以与连杆机构一一对应。 工件的工序尺寸通过量具测量获得，由于工序 基准存在误差，一批工件中量具与工序基准和加工 特征的接触点位置也是随机变化的，即量具与工序 基准和加工特征的位置关系也可以抽象成一个机构 或机构杆组。当不考虑机床和刀具误差时，加工特 征相对于夹具坐标系位置固定，即加工特征几何要 素为机构的机架，工序基准为机构的连杆，而测量 元件则是连接两者的从动件(连架杆)，从动件的变 化范围就是需要求解的定位误差。 生产实际中图样上的公差通常隐含具有限制 几何要素在误差计算平面上位置变动范围的含义， 因此需要将定位公差带投影到各个定位误差计算平 面上进行计算，或者根据各个平面上的计算结果合 成最终整体误差。可见工件—夹具系统的等价机构 可以直接在定位误差计算平面上建立，也可以将空 间的等价机构投影到定位误差计算平面上，通过计 算平面机构的连杆位置变化范围获得各个平面上的 定位误差分量，从而合成最终结果。 利用连杆机构模型等价表示夹具—工件系统 并进行定位误差分析，首先需要分析定位元件与定 位基准的接触性质、定位基准之间以及定位基准与 工序基准的公差关系；研究定位误差要素之间关系 与对应等价机构的映射规则，建立等价机构模型； 研究机构的结构和参数表达工件—夹具系统的工艺 信息及其内在联系的方法；最后利用机构位置分析 方法计算夹具的定位误差。