机械制造技术——定位误差分析1

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三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位 不同α的定位比较
设计基准 上母线 圆心 下母线
60° 1.5δd 1.0δd 0.5δd
90° 1.21δd 0.7δd 0.21δd
120° 1.08δd 0.58δd 0.08δd
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27
三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位
1、以工件圆心为设计基准(H1) Y
此时，设计基准与定位 基准重合，有：
Δjb·H1=0 Δdb·H1=δd/［2sin(α/2)］ Δdw·H1=δd/［2sin(α/2)］
X
α
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三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位
2、以工件上母线为设计基准(H2) Y
一般情况下，孔与轴的接
触点可能在任意方向上，
故径向定位副制造不准确 误差为：
Φd-δd
Δdb·r=δD+δd+Xmin
φDδD
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三、常用定位形式的定位误差
㈡、工件以内孔定位
3、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合
δD/2
如果心轴水平安装、
Xmin/2
或施加了方向固定的径向 δd/2
夹紧力，则孔和心轴的接
L1
造成其位置变动——基准
位置误差。
11
H1 H２
三、常用定位形式的定位误差
㈠、工件以平面定位
L２
为了减小定位误差，
应使第一定位面的三个
支承点有尽可能大的支
承面积；第二定位面的 两个支承点与第一定位
L1
基准面平行、且有尽可
能大的距离。
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H1 H２
三、常用定位形式的定位误差
㈠、工件以平面定位
L２
由于采用了过盈配合，孔和轴之间没有 间隙，故基准位置误差为：
Δdb=0 如果设计基准是工件孔的圆心，则
Δjb=0 综上，有 Δdw=0 以上结论对任意方向(径向)上都成立。
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三、常用定位形式的定位误差
㈡、工件以内孔定位 2、内孔在小锥度心轴上定位
内孔在小锥度心轴上定位可以限制工件 的五个自由度(仅绕轴心旋转的自由度未限 (δD)/2 制)，故基准位置误差为：
2、基准位置误差Δdb
定位副制造不准确引起的 2 加工误差。
L1
Δdb
3
8
H1 H２
二、定位误差及组成
误差具有方向性，定 位误差Δdw是指：一批工件 的某加工面在其加工尺寸 要求方向上的定位误差。
实际上，定位误差就 是设计基准在要求尺寸方 向上的最大变动量。
L２
A
L1
Δdb
2
3
9
H1 H２
二、定位误差及组成
A B
定位面间存在位置误差，两
者间夹角为：90±α，Δdb显然 与第二支承的高度位置有关。
当支承高度在被加工面A的 中点时，其定位误差最小， 此时为：
L1δL1
Δdb
∴Δdb=(H1-H2)tgα
2
综上，有：Δdຫໍສະໝຸດ ·L2=Δjb+ Δdb=(H1-H2)tgα
3
18
三、常用定位形式的定位误差
H1δH1 δH1
三、常用定位形式的定位误差
㈠、工件以平面定位
L2δL2
A B
对加工面A，其加工 要求为：L2δL2，其定位误 差计算为：
∵设计基准与定位基准 重合
∴Δjb=0
2
L1δL1
3
16
么么么么方面
Sds绝对是假的
三、常用定位形式的定位误差
H1δH1 H2δH2
㈠、工件以平面定位 由于第二定位面与第一
L2δL2
如果作为第一定位面
的平面有较高的精度，则
其引起的基准位置误差很
小，可以忽略不计，即：
L1
Δdb·H2=0
2
3
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H1δH1 H2δH2
三、常用定位形式的定位误差
㈠、工件以平面定位
L2δL2
A B
现以右图所示零件的
加工为例，设其余表面已
加工合格，本工序加工A、
B面，定位方案如右下图，
L1δL1
要求保证尺寸L2和H2。
此时定位基面为工件外圆，而体现的基准为其圆
心。由于一批工件的直径存在误差，故会造成工
件中心的位置变动，亦即基准位置误差。
V形块定位时，工件的中
Z
心将沿着其对称面上下变动，
但不会在水平方向变动，具有
X
很好的对中性。这也是V形块
得到广泛应用的原因之一。
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三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位
Δd/2
机械制造技术
定位误差分析
1
一、定位误差概述
图示为一轴，其上有一
键槽，如设计尺寸为H1，则 其设计基准为轴心。其加工
时涉及误差因素为：
H1
工件的安装误差 ΔAZ
夹具的对定误差 ΔDD
过程误差
ΔGC
2
H1
一、定位误差概述
ΔAZ包括：定位误差Δdw 夹紧误差Δjj
ΔDD包括：夹具位置误差Δjw 导引误差Δdi
2
3
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三、常用定位形式的定位误差
㈠、工件以平面定位
对加工面B，其加工 要求为：H2δH2，其定位误 差计算为：
L2δL2
A B
H1δH1 H2δH2
∵设计基准与定位基准 重合
L1δL1
∴Δjb=0 又∵定位基准为大平面， 2 且已加工 ∴Δdb=0
综上，Δdw·H2=Δjb+Δdb=0
3
15
H1δH1 H2δH2
㈠、工件以平面定位
如果B面的设计基准改 为工件上平面，考虑到工 件安装的稳定性及支承刚 度，故通常仍以底面为第 一定位基准。此时，加工 面B的定位误差计算为：
L2δL2
H3δH3
A B
L1δL1
Δjb=δH1
2
Δdb=0
综上，Δdw·H3=Δjb+Δdb=δH1
3
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三、常用定位形式的定位误差
㈡、工件以内孔定位 1、内孔与圆柱心轴定位：过盈配合
ΔGC包括：夹紧磨损误差Δjm 热、力变形引起的 误差ω
3
H1
一、定位误差概述
为了获得合格产品，必须 使各项误差之和等与或小于规 定的相应公差δK ，即： ΔAZ+ΔDD +ΔGC≤δK
在初步计算时，可按三项 误差平均分配： ΔAZ≤(1/3)δK ΔDD≤(1/3)δK ΔGC≤(1/3)δK
4
L２
A
L1
Δdb
2
3
6
H1 H２
二、定位误差及组成
L２
A
如果定位方案如右下 图时，则A面加工(尺寸L2 的获得)不仅会出现基准位 置误差Δdb，而且存在基准 不重合误差Δjb。
L1
Δjb
2
3
7
H1 H２
二、定位误差及组成
由此可见，定位误差是由 两种原因引起，即：
L２
A
1、基准不重合误差Δjb：
定位基准与设计基准不重 合而引起的加工误差；
此时，基准位置误差 为：
Y
Δdb·x=0 Δdb·y=δd/［2sin(α/2)］
其中：δd为工件外圆公差
α
α为V形块夹角
Δdb·y X
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H2
H1
H3
三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位 现以右图为例，说明 定位误差的计算。 图示为一轴，设外圆 (φdδd)已加工完成，现用V 形块定位铣键槽。如设计 尺寸为H1或H2 或H3，试分 别计算其定位误差。
综上所述，为了减小定 位误差Δdw、提高加工精度， 应：
L２
A
1、尽可能采用设计基准 作为定位基准；
2、尽量选形状、位置精 度高的面作为定位基准。 2
L1
Δdb
3
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H1 H２
三、常用定位形式的定位误差
㈠、工件以平面定位
L２
现加工右图所示零
件，现以其底平面作为
定位面。则由于存在底
平面形状误差，必然会
此时，设计基准与定位 不基准重合，有：
Δjb·H2=δd/2
X
Δdb·H2=δd/［2sin(α/2)］
α
Δdw·H2=(δd/2)/［1+1/sin(α/2)］
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三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位
2、以工件下母线为设计基准(H3) Y
此时，设计基准与定位 不基准重合，有：
Δjb·H3=δd/2 Δdb·H3=δd/［2sin(α/2)］
H1
一、定位误差概述
ΔAZ、ΔDD 与夹具设计及 使用有关，当单项分配不能 满足不等式要求时，也可综 合考虑：
ΔAZ+ΔDD≤(2/3)δK
这样，可根据具体情况， 在ΔAZ和ΔDD间进行调整。
由于夹紧误差一般较小， 故有：
Δdw≤(1/3)δK
5
H1 H２
二、定位误差及组成
现加工右图所示零 件，其定位方案如右下 图。加工时，刀具位置 已调定，则A面加工(尺 寸L2的获得)必然会出现 图示的定位误差。这是 由于定位副制造不准确 引起的，称为基准位置 误差Δdb 。
触点为固定点。此时，其
基准位置误差(图示垂直方
向)为：
Δdb=δD/2+δd/2+Xmin/2 =(δD+δd+Xmin)/2
Φd-δd φDδD
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三、常用定位形式的定位误差
定位心轴水平放置
单向推移工件靠紧定位
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三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位
工件以外圆定位时，定位元件常采用V形块。
径向：Δdb·r=0
轴向：Δdb·x=δD/(2tgα)
由于α很小，故轴向定位误 差较大。
φD
αX
Δdb·x
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三、常用定位形式的定位误差
㈡、工件以内孔定位
3、内孔与圆柱心轴定位：间隙配合
δD/2
由于孔和轴都有制造
Xmin/2
误差，故两者中心不会重 δd/2
合，而孔中心的最大变动
量即为基准位置误差。在
Δdw·H3=(δd/2)/［1/sin(α/2)-1］
X
α
30
H2
H1
H3
三、常用定位形式的定位误差
㈢、工件以外圆定位 由以上分析可知： 用V形块定位时，以工件 下母线作为设计基准，其定 位精度最高，便于测量；以 上母线作为设计基准时，其 定位精度最低，且不易测量。 V形块的夹角α通常为： 60°、90°和120°。