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：机床夹具设计是制造行业中非常重要的一环，而其中的定位误差计算更是至关重要。
本文将探讨机床夹具设计中的定位误差计算问题，分析其影响因素及影响程度，提出相关解决方法，以期对机床夹具设计工作有所裨益。
关键词：机床夹具设计；定位误差；计算；影响因素；解决方法一、引言机床夹具是工件在机床上固定和定位用的装置，是加工中尤为关键的一环。
机床夹具设计的好坏直接影响到工件的加工精度和生产效率。
而在机床夹具设计中，定位误差是一个非常重要的问题。
定位误差的大小直接关系到夹具的稳定性和精度，因此必须对定位误差进行准确的计算和分析。
本文将对机床夹具设计中的定位误差计算进行深入探讨，希望对相关领域的工程师和设计师有所帮助。
二、定位误差的影响因素定位误差是指工件在夹具内的相对位置与设计位置的偏差，它受到多种因素的影响。
在机床夹具设计中，定位误差的主要影响因素可以总结为以下几个方面：1. 夹具结构设计：夹具结构设计的合理与否直接影响到夹具的稳定性和精度。
若夹具结构不合理，容易出现变形或者松动，从而导致定位误差的增大。
2. 夹具夹持力：夹具的夹持力大小对定位误差有很大的影响。
夹持力过大容易导致工件变形，从而影响了工件的定位精度；夹持力过小则容易导致夹具松动，也会增大定位误差。
4. 夹具的精度和加工工艺：夹具的加工精度和加工工艺对定位误差也有很大的影响。
如果夹具本身的精度不够高，或者加工工艺不合理，都会导致夹具的几何形状和尺寸不稳定，从而增大了定位误差。
5. 夹具的使用状况：夹具在长时间使用后，由于磨损和疲劳等因素，也会导致定位误差的增大。
夹具的使用状况也是影响定位误差的重要因素之一。
三、定位误差的计算方法针对机床夹具设计中的定位误差问题，可以采用一定的计算方法进行分析和评估。
定位误差的计算方法大体可以分为理论计算和实测计算两种。
1. 理论计算：理论计算是指根据夹具的结构、材料、夹持力以及工件的尺寸等，通过一定的公式和理论推导，来计算夹具的定位误差。
谈机床夹具设计中定位误差的分析与计算(精)
科技信息2010年第27期SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 《机械制造技术》这门课是机械类专业中的一门实践性很强的专业课程，在学习本课程之前既要掌握基本的专业理论知识，又要掌握基本的加工技能，具有较为丰富的感性认识。
在本书（由陈根琴、宋志良主编的21世纪高等院校应用型规划教材）中，本章节内容过于简单抽象，对于培养目标是高级技工的学生来说，课后习题学生总感到无从下手，故本人根据学生知识现状结合有关教学资料，从典型定位方式及定位元件入手，分别讲解定位误差的分析和计算，把最常见的误差分析讲透彻，由易及难，加上适当的例题讲解，使学生触类旁通，增强学生学习信心，从而达到教学目的。
1复习之前的两个重要概念：定位基准及工序基准定位基准：是指零件在加工过程中，用于确定零件在机床上或夹具上的位置的基准，可以是点/线/面；工序基准：是指用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
和本道工序尺寸有关。
2讲清常用的三类典型定位方式的定位元件2．1工件以平面定位：常用支承钉或支承板作为定位元件；2．2工件以外圆柱表面定位：最常用的是V 型块；2．3工件以内孔定位：常用的是心轴或销轴。
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1/3，则该定位方案能满足本工序加工精度的要求3．1定位误差（ΔD ）及其产生的原因：定位误差是由于工件在夹具上或在机床上的定位不准确而引起的加工误差，换句话说，在对一批工件进行加工时，所引起工序尺寸的极限变动量（即工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量）就是定位误差。
用符号ΔD 表示。
如图1所示，在轴上铣键槽，要保证尺寸H 。
若采用的定位元件为V 型块，键槽铣刀按尺寸H 调整好位置，由于工件外圆直径有公差，使工件中心位置发生变化，造成加工尺寸H 发生变化（若不考虑加工过程中产生的其他加工误差）。
此变化量（加工误差）是由于工件的定位而引起的，故称为定位误差。
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【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。
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
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是很重要的一部分，它直接关系到机床夹具的定位精度，而定位精度是机床加工精度的重要保证。
本文主要探讨机床夹具设计中的定位误差计算方法以及需要注意的问题。
一、定位误差的概念机床夹具设计中的定位误差是指工件在夹具上的位置与加工中心的目标位置之间的偏差。
定位误差可通过设定夹具与工件之间的定位元件来控制，如销、支撑、膜和方块等。
定位元件的瑕疵或者设计不当均可能导致定位误差，而粗糙的表面质量和工件偏心也可能影响定位误差。
二、定位误差的影响因素1.夹具本身精度2.定位元件精度、数量、布局及间距3.工件的材质、形状、大小、质量、表面质量及偏心4.加工工艺及机床本身精度5.温度、湿度、振动等环境因素以上因素均可能影响到定位精度的准确性。
三、定位误差的计算方法定位误差计算的具体方法多种多样，如点法、线法、平面法、三维法等。
在夹具设计中，通常采用平面法和三维法。
1.平面法平面法一般适用于平面工件的定位。
将被加工工件放置于夹具滑台上，用形位公差的约束条件来描述工件尺寸和形状，然后再进行夹具的设计。
平面法通过平移运动来实现定位，因此可用简单的平移矢量描述定位误差。
2.三维法三维法适用于复杂形状的工件定位。
在三维法中，工件与夹具的定位用拓扑和几何关系来描述，包括互相咬合、嵌合和支撑等。
这种方法可以准确地描述定位误差的大小和方向以及工件在夹具上的位置和姿态。
四、注意事项1.定位误差的计算需要考虑夹具和工件的尺寸和形状等具体参数，因此在进行计算前需要对夹具和工件进行精确的测量。
2.对于复杂工件的定位误差计算，应考虑工件在夹具上的不同姿态，而不仅局限于单一的平面。
3.定位误差计算结果要进行可靠性分析，以确保夹具定位误差在一定范围内。
如果定位误差过大，则需要重新设计夹具。
4.实际加工中定位误差还受到环境因素的影响，因此在实际操作时应注意环境的温度、湿度和振动等因素。
总之，在机床夹具设计中，定位误差的计算和控制是重要一环，它直接影响到机床加工精度和产品质量。
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
（ 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
定位误差的分析和计算
此时为定位基准与工序基准不重叠，不但有基准位移误差，
而且还有基准不重叠误差，又定位尺寸与加工尺寸方向一致，
所以尺寸B1旳定位误差为
DB1 B1max B1min P1P2 P1O2 O2 P2
O1O2 O1P1 - O2P2
(
2
d
sin
d ) (d 22
d )
2
2
d 2sin
床夹具中旳正确位置所采用旳基准。 工序基准：在工艺图上用以标定被加工表
面位置旳基准。
实例分析
如图1所示，在工件上铣一种通槽，要求确保尺寸a、b、h， 为使分析问题以便，仅讨论尺寸a怎样确保旳问题。
加工a尺寸时，当以A面和B面定位时，此 时加工尺寸a旳定位基准面和工序基准面都 是B面，即基准重叠。
则 又因为
Df
OA1 OA2
1 2
d o max
1 2
d o min
Df
1 2
do
Df
1 2
do
(
1 2
D
1 2
do
)
1 2
D
而
1 2
D
1 2
do
Y
1 2
D
B
则
Df Y B
综合上述分析计算成果可知，当工件以圆 柱孔在间隙配合圆柱心轴（或定位销上）定位， 且为固定单边接触时，工序尺寸旳定位误差值、 随工序基准旳不同而异。其中以孔上母线为工 序基按时，定位误差最小；以孔心线为工序基 按时次之，以孔下母线为工序基按时，定位误 差较前几种情况都大。
当定位尺寸与工序尺寸方向一致时，则定位误 差就是定位尺寸旳公差。
若定位尺寸与工序尺寸方向不一致时，则定位 误差就是定位尺寸公差在加工尺寸方向旳投影。
浅析机床夹具设计中工件定位误差及数值计算
浅析机床夹具设计中工件定位误差及数值计算作者：高克梁杉杉张旭来源：《中国科技博览》2017年第29期[摘要]机床夹具设计是保证机床夹具质量精度的前提条件，从实际工作来看，机床夹具设计中存在工件定位误差。
为了使此类误差得到有效控制，有必要对其误差进行详细分析，并采取有效计算方法，從而使误差控制在合理范围内。
本文从机床夹具设计工件定位误差、数值计算两大方面进行分析，以期为机床夹具设计的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。
[关键词]机床夹具设计；工件定位误差；数值计算中图分类号：G223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0033-01近年来，随着社会经济的发展，我国加工业也得到了相应的发展。
对于机床夹具设计来说，是确保机床夹具质量及精度的前提条件。
换而言之，要想使机床夹具的质量得到有效保障，便需要做好机床夹具设计工作。
从工件与夹具两者的关系来看，工件主要在夹具当中定位，进而能够使本道工序尺寸的加工精度得到有效保障[1]。
但是，从实际工作发现，机床夹具设计中存在工件定位误差，如果此类误差未能得到有效解决，将会使加工面的尺寸精度难以得到有效保障。
所以，本文对“机床夹具设计中工件定位误差及数值计算”进行研究具备一定价值作用。
1、机床夹具设计问题分析结合实际工作，发现需解决的机床夹具设计问题主要有两个，包括：（1）定位正确性问题。
对于工件来说，基于夹具当中的定位，对确保本道工序尺寸的加工精度起到了非常重要的作用。
在确保工件定位正确性的条件下，才能够使加工表面的质量得到有效保障，而工件在定位环节首先便需要解决定位是否正确性这一问题。
（2）定位误差问题。
在实际工作当中，不难发现不管加工方法有多精密，均难以控制在加工过程中产生一定的误差。
同理，对于夹具当中的被定位工件与定位元件也是一样的，其加工误差也在一定程度上存在。
并且，元件在夹具中的定位基准的选取存在差异，当存在这些客观因素的情况下，同一基本尺寸的各工件在夹具当中的几何位置便有发生改变，进而使本道工序加工误差发生，所以上述呈现的定位误差问题也需解决[2]。
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是评价夹具定位精度的重要方法之一，对于提高夹具定位精度和确保加工质量具有重要意义。
本文对机床夹具设计中的定位误差计算进行探讨。
机床夹具的定位误差主要包括绝对定位误差和相对定位误差两个方面。
绝对定位误差是指夹具工作部位与参考点之间的误差，而相对定位误差是指夹具工作部位之间的相对位置误差。
绝对定位误差的计算一般可以通过以下两种方法进行：1. 利用精确测量方法：在夹具工作部位与参考点之间进行精确测量，得到实际的定位误差。
这种方法一般适用于小型夹具或者相对简单的夹具，但对于复杂的大型夹具，由于夹具体积较大，无法直接进行测量，因此需要借助其他的计算方法。
2. 利用数值仿真方法：通过计算机建立夹具的数值模型，并进行仿真计算，得到夹具的定位误差。
这种方法可以较为准确地计算夹具的定位误差，但需要提前对夹具进行较为精确的建模和仿真计算。
1. 几何定位分析法：根据夹具的设计图纸和工艺要求，进行几何定位分析，通过几何关系计算夹具工作部位之间的相对定位误差。
2. 动力学分析法：根据夹具设计中涉及的运动学和动力学原理，进行动力学分析，并计算夹具工作部位之间的相对定位误差。
这种方法适用于涉及复杂运动的夹具定位误差计算。
在机床夹具设计中，除了定位误差的计算，还需要对夹具进行优化设计，进一步提高夹具的定位精度。
一般来说，可以从以下几个方面进行夹具设计的优化：1. 结构优化：通过优化夹具的结构，减少夹具的变形和刚度缺陷，提高夹具的定位精度。
2. 定位系统优化：通过优化夹具的定位系统，如采用更加精确的定位元件和定位装置，提高夹具的定位精度。
4. 装夹力优化：通过优化夹具的装夹力，减少在加工过程中由于装夹力引起的夹具定位误差。
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是一个非常重要的问题，其正确的计算方法可以保证机床夹具的定位精度，并且可以提高生产效率和产品质量。
本文将探讨机床夹具设计中的定位误差计算方法。
首先，需要明确的是，机床夹具的定位误差是指实际定位点和理论定位点之间的距离差。
它是由多个因素造成的，如夹具本身的精度、工件形状的偏差、夹紧力的大小等。
在机床夹具设计中，定位误差可以通过以下四个步骤进行计算：
第一步是夹具的设计。
在机床夹具设计中，夹具的定位面应该与工件的轮廓一致，并且要考虑工件的形状、大小和重量等因素。
同时，还要注意夹具的材料选择，以使其具有足够的强度和刚性。
第二步是夹具的加工制造。
机床夹具的加工制造过程需要严格控制夹具的精度和表面质量，以降低定位误差的大小。
加工过程中还需要使用高精度的测量工具对夹具的尺寸进行检测，以确保其符合设计要求。
第三步是工件的夹紧。
在机床夹具夹紧工件之前，需要对工件的表面进行清洁，并且要使用合适的夹紧力。
夹紧力过大或者过小都会导致定位误差的增加。
第四步是测量和调整。
在夹具夹紧工件之后，需要进行精确的测量和调整，以确保工件的定位精度满足要求。
如果存在定位误差，可以通过重新调整夹具、重新夹紧工件或者调整加工程序等方式进行纠正。
总之，机床夹具设计中的定位误差计算是一个较为复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
通过严格的设计、制造、夹紧和调整操作，可以控制定位误差的大小，并提高机床夹具的定位精度和生产效率。
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一、引言在机械加工过程中，机床夹具是不可或缺的一部分。
它能确保工件在加工过程中的准确定位和可靠固定，从而保证加工质量。
在机床夹具设计中，定位误差是一个非常重要的问题。
定位误差的大小将直接影响到工件的加工精度和加工质量。
对于机床夹具设计中的定位误差的计算和控制是非常重要的。
二、机床夹具的定位误差来源1. 夹具本身的误差：夹具零件的设计、制造和装配误差；2. 工件的几何误差：工件本身的尺寸和几何形状误差；3. 夹紧力引起的变形误差：夹具在夹紧工件的过程中，由于夹紧力的作用，会导致夹具和工件产生变形；4. 夹具和机床的连接误差：夹具和机床之间的连接精度造成的误差。
三、定位误差的计算方法在机床夹具设计中，定位误差的计算是非常重要的。
通常情况下，定位误差可以通过以下几种方法进行计算：1. 几何误差传递法：根据工件的几何误差和夹具零件的几何误差，通过几何误差传递法计算出最终的定位误差；2. 弹性变形法：通过有限元方法，分析夹具在夹紧工件时产生的变形，从而计算出定位误差；3. 统计学方法：通过大量的设计数据和实验数据，进行统计分析，得出定位误差的概率分布和统计特性；4. 实验法：通过实际的试验，测量夹具在夹紧工件时产生的变形，从而得出定位误差。
四、定位误差的控制与修正1. 加工工艺控制：通过优化加工工艺，减少工件的几何误差；2. 夹具结构设计调整：通过对夹具的结构进行合理设计和调整，减小夹具本身的误差；3. 弹性补偿设计：在夹具设计中，通过弹性补偿设计，降低夹具变形误差；4. 检测与修正：在机床夹具使用过程中，定期进行检测与修正，及时发现和修正定位误差。
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是机床加工的重要设备，而夹具定位是保证工件加工精度的关键。
夹具设计中的定位误差计算是为了预测夹具设计的定位精度，从而指导夹具设计的改进和优化。
夹具定位误差是指夹具在使用过程中因各种因素而产生的偏移误差。
夹具定位误差的来源主要有三个方面：工件尺寸误差、夹具结构误差和夹具刚度误差。
工件尺寸误差是由于工件尺寸与设计尺寸之间存在差异而导致的。
工件的尺寸误差主要是由工艺过程中的加工误差和测量误差引起的。
夹具的设计应该考虑到工件尺寸误差对定位误差的影响，并合理选择夹具工作台面的支撑方式和定位方式。
夹具结构误差是由于夹具结构的不精确性而导致的。
夹具结构误差主要包括材料误差、加工误差和装配误差。
材料误差是指夹具材料的弹性变形和热胀冷缩引起的。
加工误差是指夹具加工过程中的机械变形和表面粗糙度引起的。
装配误差是指夹具的各个部件之间的松动和不对称引起的。
夹具的设计应该尽量减小结构误差，选择合适的工艺和装配方式，加强质量控制。
夹具刚度误差是由于夹具结构的刚度不足而导致的。
夹具刚度误差主要是由于夹具结构在使用过程中的变形引起的。
夹具的刚度越大，夹持力越大，定位精度就越高。
夹具的设计应该合理选择夹具结构和夹具材料，增加夹具的刚度。
夹具定位误差的计算方法主要有两种：仿真计算和实验测试。
仿真计算是通过计算机仿真软件对夹具结构进行建模，并进行力学分析和位移分析，从而预测夹具的定位误差。
仿真计算在夹具设计中的应用越来越广泛，可以帮助夹具设计人员快速准确地评估夹具设计的优劣。
实验测试是通过实际制作夹具，并进行定位精度测试，从而得到夹具的定位误差。
实验测试可以直接反映夹具的定位精度，但需要消耗大量的时间和资源。
夹具定位误差的计算不仅可以评估夹具设计的优劣，还可以为夹具的改进和优化提供指导。
夹具设计人员可以根据定位误差的计算结果，优化夹具的结构和材料，提高夹具的刚度和精度。
夹具使用人员可以根据定位误差的计算结果，选择合理的夹具使用方式和夹持力大小，提高工件的加工精度。
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。
定位误差的分析和计算
⑵基准位移误差△基
定位基准与限位基准不重叠引起旳误差。 工件定位面与夹具定位元件共同构成定位 副，因为定位副制造得不精确和定位副间旳 配合间隙引起旳工件最大位置变动量，也称 为定位副制造不精确误差。 这是因为定位基面和限位基面旳制造公差 和间隙造成旳。
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如图所示，工件以内孔中心O
为定位基准，套在心轴上，铣上
定位误差： △定 = 0
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加工台阶面1，定位同工序一，此时定位基准为底面3，而设 计基准为顶面2，即基准不重叠。
虽然本工序刀具以底面为基准调整得绝对精确，且无其他加工 误差，仍会因为上一工序加工后顶面2在 H ± △H 范围内变 动，造成加工尺寸A ± △A 变为A ± △A ± △H，其误差为2 △H。
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基准位移误差旳示例阐明
一批工件定位基准旳最大变动量应为
∆ = =OO -OO = i
Amax
Y
Amin
TD Td
2
Dmax d min
即
1 轴公差
2 孔公差
2
2
Dmin
d max
2
TD
Td
2
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若定位基准与限位基准旳最大变动量为Δi。 定位基准旳变动方向与设计尺寸方向相同步：
△基 =Δi 定位基准旳变动方向与加工尺寸旳方向不一致， 两者之间成夹角时，基准位移误差等于定位基准旳 变动范围在加工尺寸方向上旳投影。
但若采用试切法进行加工，则一般不考虑定位误差。
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[思索题] 工件以外圆表面在V型块上定位铣键槽，若工序尺寸
标注如图2-45所示，其定位误差为多少？
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答案：
1）若工件旳工序基准为外圆旳下母线时（相应旳工序尺寸 为H1，参照图2-45a），C点至A点旳距离为：
机床夹具设计中定位误差的计算与分析
机床夹具设计中定位误差的计算与分析
机床夹具设计中定位误差的计算与分析
游丹
【期刊名称】《中国科技博览》
【年(卷),期】2012(000)035
【摘要】机床夹具设计中的定位误差计算分析是一个难点，同时也是一个重点，他可以直接决定这一夹具加工出的产品是否合格。
本文就对机床夹具设计中的定位误差产生原因以及计算方法进行分析研究。
【总页数】1页(P.397-397)
【关键词】机床夹具;定位误差;计算分析
【作者】游丹
【作者单位】湖南省株洲市中航工业南方公司
【正文语种】英文
【中图分类】C32
【相关文献】
1.机床夹具设计中定位误差的分析计算 [J], 乔志花
2.机床夹具设计中工件定位误差的分析及其数值计算 [J], 于凤云
3.定位误差分析与计算在机床夹具设计中的实践 [J], 满娜
4.设计机床夹具时计算定位误差容易出错的几个问题 [J], 余凤燕
5.设计机床夹具时计算定位误差容易出错的几个问题 [J], 余凤燕
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定位误差分析与计算在机床夹具设计中的实践
定位误差分析与计算在机床夹具设计中的实践论文主要是从机床夹具设计过程中定位误差出现的原因入手，针对机床夹具定位误差的计算方法进行细致说明，并针对定位误差分析与计算在机床夹具设计中的实践应用情况进行充分介绍。
【Abstract】This paper mainly starts from the reason of the positioning error in the process of machine fixture design，the calculation method of positioning error of machine tool fixture is described in detail.And the application of positioning error analysis and calculation in the design of machine tool fixture is fully introduced.标签：定位误差；分析；计算1 引言充分使用多种机床夹具，对于工业生产工作的顺利进行，提升工业生产的效率和质量具有重要的意义和作用。
在开展机床夹具设计工作的过程中，有效保证设计工作的准确性和可靠性，是重要的工作方向和要求。
定位元件是机床夹具中的重要组成部分，能够准确提供相应的定位位置，保证机械零件加工工作的精确性。
典型零部件涉及的类型较多，较多的涵盖到了轴类、盘类、箱体类以及套类方面，这就造成了定位元件自身的类型和几何形状较多，所采用的定位方式也是不同的。
针对定位元件对于零件加工精度和误差方面的影响，积极做好定位误差分析和计算工作，就显得很有必要，对于机床夹具设计工作的整体实施效果具有良好的效果和意义。
2 机床夹具设计过程中定位误差出现的原因在设计机床夹具的过程中，需要积极采用良好的定位手段，保证各个零件的加工和安装都处在良好的状态位置之中。
在实际开展机床夹具设计工作的过程中，容易出现一定的定位误差，这是不可避免的，但是积极进行具体定位工作，针对机床夹具的几何形狀进行全面细致的分析和研究，能将定位误差的情况控制在最小限度内。
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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。
如对于图1 所示心轴水平放置时的定位方案, 其中T是工件定位内孔的公差, T是定位元件心轴的公差, T 是工件外圆的公差, 2e是工件内外圆的位置误差(同轴度或跳动公差等> 。
按照文献[ 1, 4, 5, 6 ] 的叙述, 其定位误差为T+ T+ T2+ 2e, 按文献[ 2 ] 的算法, 定位误差是T+ T+ T+ X2+ 2e, 按文献《机床与液压》20051No11 ·45·[ 3 ] 的观点计算得到的定位误差则是T+ T+ T2+e。
下面就上述两方面存在的不同论述阐述作者的观点。
2定位误差的产生在应用夹具安装工件进行调整法加工时, 当工件的定位基准与设计基准不重合, 同时由于工件和位元件又都存在着制造误差时, 将使工件被加工表面的设计基准沿工序尺寸方向上产生位移, 称之“定图2心轴竖直放置位误差”, 用Δ表示, 它是由以下两个原因引起的。
211基准不重合误差当工件的定位基准与其设计基准不重合时, 必然使设计基准在沿工序尺寸方向上产生位移, 产生了“基准不重合误差”, 用Δ表示。
212基准位移误差由于工件和定位元件本身存在着制造误差, 又因为是用调整法进行加工,必然使一批工件的定位基准相对于调刀基准在工序尺寸方向上的位置发生变化, 产生了一定的位移, 形成了“基准位移误差”,用Δ表示。
定位误差是由于基准不重合和基准位移两项因素的影响产生的。
3定位误差的求解方法311定位误差组成法定位误差组成法是求解定位误差的最基本的方法, 它简单、直观, 一目了然。
根据定位误差产生的原因, 即基准不重合误差和基准位移误差, 由于这两项误差均是在工件定位时产生的, 二者会同时引起工序基准的变动从而引起工序尺寸的变化, 产生了定位误差, 将两种误差进行合成, 就可求得定位误差:Δ=Δ±Δ( 1>正负号是根据Δ和Δ对一批工件在定位过程中由一种极限位置变化到另一种极限位置时, 工序尺寸变化的影响同异来确定的。
适用范围: 引起定位误差的因变量较少时适合采用此方法。
312定义法按照定位误差的定义, 确定这批工件在夹具中定位时, 能够出现的两个极限位置, 求其从一个极限位置变化到另一个极限位置的最大变化量, 也可得到定位误差的大小:Δ=A- A( 2>式中: A—工序尺寸。
适用范围: 定位误差的方向和工序尺寸的方向一致, 影响定位误差的因素又少, 工件定位的极限位置易确定时用定义法较合适。
313尺寸链分析法尺寸链是指在机器装配或零件加工过程中, 由依次首尾相接的尺寸所组成的尺寸组, 封闭性和制约性是尺寸链的两个基本特征, 定位误差则是由于一个或某几个几何参数的变化而引起另外某一几何参数(工序尺寸> 变化, 我们可以将几何参数设定为“环”, 可见这些“环”具备尺寸链各环的性质, 而定位误差就是封闭环。
所以可以用尺寸链分析法求解定位误差。
设X为影响工序尺寸的工件和夹具的各有关几何量, 则工序尺寸A = F ( x, x, x, ⋯, x> 函数的增量用全微分表示如下:d A =9F9x d x+9F9x d x+ ⋯+9F9x d x式中: d A—工序尺寸误差。
d x, d x, ⋯, d x—工件和夹具各有关量误差。
9F9x,9F9x ⋯,9F9x—工件和夹具各有关几何量误差的函数。
以Δx代替d x, 则工序尺寸误差为ΔA=9F9xΔx+9F9xΔx+ ⋯+9F9xΔx( 3>则ΔA 就是定位误差。
适用范围: 引起定位误差的因变量较多(组成环数多, 一般在3个以上> , 定位情况较复杂时适合采用尺寸链法。
4公式推导411心轴水平放置如图1 所示, 心轴水平放置, 设心轴轴心线为O, 最小、最大直径分别为d、d, 公差为T。
工件最小直径为D、轴心线为O, 最大直径D、轴心线为O, 公差为T, 工件外圆最小、最大直径分别为D、D, 公差为T。
工件与心轴配合的最小间隙为X。
在这种定位情况下, 工件上母线始终与心轴上线单边接触。
这批工件的定位基准是内孔轴心线, 由于工件和心轴都存在制造误差及二者配合的间隙, 使得该定位方案存在基准位移误差, 定位基准由O移到O。
由图示几何关系知: 当心轴直径最小d、定位孔径最大D 时, 心轴与工件内孔的距离为Δ, 相反有距离Δ。
由此可以得出定位基准的·46·《机床与液压》20051No11最大变动量(基准位移误差> Δ为:Δ=Δ- Δ=D- d2-D- d2=12( T+ T>同时这一定位方案的定位基准是内孔轴心线, 设计基准是外圆下母线, 因此存在基准不重合误差, 另外工件的内孔和外圆还存在形位误差2e, 基准不重合误差为:Δ=12T+ 2e:则定位误差的总值为:Δ=Δ+Δ=12( T+ T+ T> + 2e ( 4>显然, 此时的定位误差与配合的最小间隙无关。
为进一步验证这一结论的正确性, 针对同一定位方案再用定义法进行推导。
如图1所示, 最大工序尺寸为A, 最小工序尺寸为A, 则工序尺寸的最大变动量(定位误差的全值> 为:Δ=A- A= (Δ+12D> - (Δ+D> +2e = (Δ- Δ> +12(D- D> + 2e =12( T+ T+ T> + 2e ( 5>由此验证了公式( 4> 的正确性。
412心轴竖直放置如图2所示, 心轴竖直放置时, 各个参考文献结论一致, 在此不再重述。
5典型实例计算图3如图2所示, 在立式铣床上加工键槽, 工件外圆Φ40h60 01016, 内孔Φ20H7+ 010210, 采用心轴Φ20g6- 01007- 01020 定位, 工件外圆对内孔的径向跳动公差为0102mm, 键槽的技术要求为: 槽宽b = 12hg0- 01043。
槽距左端面距离为20h120- 0121。
槽深为3418h110- 0116。
槽的对称度公差为0110mm。
求该定位方式的定位误差。
( 1> 对槽宽b和尺寸20h12 的定位误差计算简单, 在此略叙。
( 2> 对于尺寸3418h11 按公式( 1> 进行计算。
根据题意取“+ ”号,其中: 基准不重合误差Δ=12T= 01008mm基准位移误差Δ=Δ+Δ=12( T+T> + 0102 = 01037mm则Δ=Δ+Δ= 01045 <13T1, 满足要求。
(3> 键槽的位置误差(对称度>其解法类似于第( 2> 点Δ= 0Δ=Δ+Δ= 0 + 0102 = 0102m <对称度公差3, 满足要求。
6结束语(1> 分析定位误差的前提是在应用专用夹具安装工件情况下用调整法进行加工。
(2> 对定位误差进行计算, 必须先分析定位误差产生的原因。
工件在专用夹具上定位加工时, 其定位基准和工序基准始终是重合的, 只是定位基准和设计基准有可能不重合。
(3> 工件用内孔定位, 工件和定位元件之间采用间隙配合时所产生的定位误差与配合的最小间隙量无关, 与工件自身的形位公差的全值存在代数和的关系。
(4> 定位误差的各种计算方法的应用要结合定位方案具体分析。
引起定位误差的因变量较少时适合采用误差组成法和定义法。
定位情况较复杂及对定位误差的干扰因素(组成环> 较多时宜采用尺寸链法。
图1 心轴水平放置图2 心轴竖直放置图3参考文献【1】王秀伦等1机床夹具设计[M ] 1中国铁道出版社,【2】龚定安等1机床夹具设计[M ] 1西安交通大学出版社,【3】张树森等1机械制造工程学[M ] 1东北大学出版社,【4】赵福生等1机械制造工程学[M ] 1哈尔滨工程大学出版社,【5】李旦1机械制造工艺学试卷精选与答题技巧[M ] 哈尔滨工业大学出版社, 【6】李洪1 机械加工工艺手册[M ] 1 北京出版社,。