汽车制造装配工艺

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1.工件定位原理

（1）定位基准的概念

定位基准是指工件在机床上或夹具中进行加工时，用作定位的基准，称为定位基准。严格地说，定位基准与定位基面有时并不是一回事，但可以替代，这中间存在一个误差问题。

定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过表面为定位基准的称精基准。

（2）工件位置公差的保证方法

机械加工中，被加工表面对其他表面位置精度，主要取决工件的装夹。工件位置公差的保证方法有下述两种：

（一）一次夹装获得法——即零件有关表面间位置是直接在工件的同一次装夹中，由各有关刀具相对工件的成形运动之间的位置关系保证的

（二）多次夹装获得法——即零件有关表面间的位置精度是由刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面（亦是工件在前几次装夹时的加工面）之间的位置关系保证的。多次夹装获得法中，又可根据工件的不同装夹方式划分为直接找正法、划线找正法、用夹具装夹即是三种。

a．直接找正装夹

此法是用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。

b．划线找正装夹

此法是先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的装夹位置。

这种装夹方法生产率低，精度低，且对工人技术水平要求高，一般用于单件小批生产中加工复杂而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而无法直接用夹具装夹的场合。

c．用夹具装夹

夹具是按照被加工工序要求专门设计的，夹具上的定位元件能使工件相对于机床与刀具迅速占有正确位置，不需找正就能保证工件的装夹定位精度，用夹具装夹生产率高，定位精度高，但需要设计、制造专用夹具，广泛用于成批及大量生产。

（3）工件定位的基本原理

一．六点定则

工件在机床或夹具中的定位问题，可以采用类似于确定刚体在空间直角坐标系中位置的方法加以分析。任一工件在夹具中未定位前，可以看成空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴平行方向放在任意位置，即具有沿三个坐标轴移动的自由度X，Y，Z；同样，工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自由度X，Y，Z。因

此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必须限制工件的X，Y，Z；X，Y，Z六个自由度。为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位规则”，简称“六点定则”。

使用六点定则时，六个支承点的分布必须合理，否则不能有效地限制工件的六个自由度。在具体的夹具结构中，所谓定位支承是以定位元件来体现的。

二．对定位的两种错误理解

一种认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度而言，因此，工件也就定了位。这种把定位和夹紧混为一谈，是概念上的错误。我们所说的工件的定位是指所有加工工件在夹紧前要在夹具中按加工要求占有一致的正确位置，(不考虑定位误差的影响)而夹紧是在任何位置均可夹紧，不能保证各个工件在夹具中处于同一位置。因为工件的定位是以工件的定位基准面与定位元件相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件也就不成为其定位，也就谈不上限制其自由度了。至于工件在外力的作用下，有可能离开定位元件，那是由夹紧来解决的问题。

另一种错误的理解认为工件定位后，仍具有沿定位支承相反的方向移动的自由度，这种理解显然也是错误的。因为工件的定位是以工件的定位基准面与定位元件相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件也就不成为其定位，也就谈不上限制其自由度了。至于工件在外力的作用下，有可能离开定位元件，那是由夹紧来解决的问题。

三．定位的几种通常情况

a．完全定位：工件在机床或夹具中定位，若6个不定度都被限制时，称为完全定位。

b．部分定位：工件在机床或夹具中定位，若6个不定度没有完全被限制，称为部分定位。

c．欠定位：工件在机床或夹具中定位时，若定位支撑点数少与工序加工要求应予以限制的不定度数，则工件定位不足，称为欠定位。

d．重复定位（过定位）：工件在机床或夹具中定位，若几个定位支撑点重复限制同一个或几个不定度，称为重复定位。过定位在一般情况下，由于定位不稳定，在夹紧力的作用下会使工件或定位元件产生变形，影响加工精度和工件的装卸，应尽量避免；但在有些情况下，只要重复限制自由度的支承点不使工件的装夹发生干涉及冲突，这种形式上的过定位，不仅是可取的，而且有利于提高工件加工时的刚性，在生产实际中也有较多的应用。

（4）定位误差分析：

一．定位误差的概念：

定位误差：是指由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。用表示。定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的条件下，若按试切法加工则不考虑定位误差。

对某一定位方案经分析计算可能产生的定位误差，只要小于工件有关尺寸或位置公差的1/3或满足夹具装夹中加工加工误差不等式，即认为此方案能满足工序加工精度要求。

二．定位误差的产生原因及组成：

定位误差是由于工件定位不准而产生的加工误差。它的表现形式为工序基准相对加工表面可能产生的最大尺寸或位置的变动范围。它的产生原因是工件的制造误差、定位元件的制造误差、两者的配合间隙及基准不重合。

定位误差由基准位置误差和基准不重合误差两部分组成，但并不是在任何情况下两部分都存在。当定位基准无位置变动，则δ位置=0；当定位基准与工序基准重合，则δ不重=0。

三．定位误差的计算：

定位误差的计算了按定位误差的定义，根据所画的一批工件定位可能产生的定位误差两种极端位置，再通过几何关系直接求得。也可按定位误差的组成，由公式δ定位=δ位置±δ不置计算得到。

但计算时应特别注意，一批工件的定位由一种可能的极端位置变为另一种可能的极端位置时δ位置和δ不置的方向的同异，以确定公式中的加减号。

（5）加工误差的合成及影响因素

工件的加工误差是多种原始误差影响的综合结果。影响加工精度的因素往往是错综复杂的，需要用数理统计的方法来找出主要影响因素，寻求解决问题的途径.

一.根据统计性质的不同，加工误差可以分为系统性误差和随机性误差

a.系统误差: 系统性误差又分为常值系统性误差和变值系统性误差两大类：

常值系统性误差 在一批工件的加工过程中误差的大小、方向不变。例如原理误差、机 床或夹具的制造误差、工艺系统静态变形、机床一次调整情况下的调整误差等都属于常值系 统误差。

变值系统性误差 在一批工件的加工过程中误差的大小、方向按一定规律变化。例如，一般刀具的磨损误差、热平衡之前的热变形误差等都属于变值系统性误差。

b. 随机性误差: 随机性误差也称为偶然性误差。它是指在一批工件的加工过程中，误差的大小、方向不同，且呈现不规则变化。

二.加工误差的影响因素

a.工艺系统的原有误差：主要有加工原理误差、机床误差、夹具和刀具误差、工件误差、测量误差、以及定位和安装调整误差等；

b.加工过程中的其它因素:主要有工艺系统的受力变形、工艺系统的热变形、工艺系统的磨损和工艺系统的残余应力等。

2．尺寸链原理及其运用

（1）尺寸链的基本概念