项目3.2夹具定位误差

1）用圆柱定位销、圆柱心轴中心定位 如图3-33所示， 当工件竖直放置时，工件的定位孔与定位销的接触位置是 随机的，由于定位配合间隙的影响，会使工件的中心发生 偏移，其偏移量即为最大配合间隙，可按下式计算：
Y X max D d 0 X min
图 3-33 Xmax对基准位移误差的影响
图3-30 基准不重合误差
B
仅与基准的选择有关，故通常在设计时遵循基准重合原 则，即可防止产生。另外，当基准不重合误差有多个尺 寸影响时，应将其在工序尺寸方向上合成。基准不重合 误差的一般计算式为
B i cos
i 1
n
式中 i —定位基准与工序基准间的尺寸链组成环的公差
则 D ＝ B + Y ＝(0.038+0.007)mm＝0.045mm 定位误差值小于工序尺寸公差的三分之一。故此方案可行。
D X max D d X min
例 3 图3-37是在金刚镗床上镗活 塞销孔的示意图，活塞销孔轴线 对活塞裙部内孔轴线的对称度要 求为0.2mm。以裙部内孔及端面 定位，内孔 与定位销的配合为95H7/g6。求对 称度的定位误差
第四节 定位误差的分析与计算
一、定位误差产生的原因 1.定位误差的定义 由定位引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大 变动量，称为定位误差，以表示。在初步确定工件的定位方案 时，可以先假设定位误差小于或接近工件公差的三分之一，最 后可根据实际情况进行调整。 定位误差研究的主要对象是工件的工序基准和定位基准。它的 变动量将影响工件的尺寸精度和位置精度。
2.菱形销设计
图3-39 菱形销设计
Y D0 d X min
式中 D 0 —定位套孔径公差（mm）； d —工件定位外圆的直径公差（mm）。 其基准位移误差的方向也是任意的。
D0
3）平面支承定位 平面支承定位的位移误差较容易 计算。在图3-29中，认为工序尺寸h1的基准位移误 差为零。
图 3-34 V形块定心定位的基准位移误差
图3-31 铣键槽夹具简图
图3-32 基准位移误差
由图3-31b）可知，孔中心是工序基准，内孔表面是定 位基面。从理论上分析，当内孔与心轴的直径完全相 同时，内孔和外圆两者的中心线重合。实际上，定位 副不可能无制造误差，从设计角度分析，不论是内孔 直径还是心轴直径在允差范围内是随机的，使得定位 基准（工件内孔轴线）与心轴轴线不重合，定位基准 相对于心轴轴线下移了一段距离，从而造成工序尺寸 变动。
式中 d —工件定位基准的直径公差（mm） 2 —Ｖ形块的半角（°）。
当 ＝90°时，Ｖ形块的位移误差可由 下式计算：

Y 0.707 d
二、定位误差的计算方法 计算定位误差时，根据定位方式分别计算基准不重合误差⊿B和 基准位移误差⊿Y，然后按照一定的规律将它们合成。求出工序 基准在加工尺寸方向上的最大变化范围。 1）当定位基准与工序基准重合，即 B ＝0、 Y ≠0时，产生定 位误差的原因是基准位移误差，故只要计算出即可，即 D ＝Y 。 2）当定位基准与工序基准不重合，即 B ≠0，且 Y ＝0时， 产生定位误差的原因是基准不重合误差，故只要计算出即可， 即 D＝ B 。 3）当定位基准与工序基准不重合，即 B≠0，且 Y≠0，若 造成定位误差的原因是互相独立的因素时，应将两项误差相加 B 或相减，即 D＝ 。 “+”“－”号的确定方法： 若基准位移误差和基准不重合误差由小变大（或由大变小） 时，均造成工序尺寸变大或变小，即两者对工序尺寸影响 相同时，取“+”号；否则，取“－”号。
2.定位误差产生的原因 造成定位误差的原因是定位基准与工序基准不重合而产 生的基准不重合误差 B 以及定位基准与限位基面不重合， Y 由此产生的基准位移误差 两个方面。
图3-29铣削加工工序简图
(1)基准不重合误差 B由于定位基准与工序基准不 重合，而引起的工序基准相对于定位基准在加工尺 寸方向上的最大位置变动范围，称为基准不重合误 差 B ，以表示。图3-29为一个工件的铣削加工工序 简图，图3-30为其定位简图。加工工序尺寸h1的工 序基准是Ｅ，定位基准则是A，定位基准与工序基 2 准的不重合，它们之间的尺寸 h2 h（或位置）变动， 使工序尺寸h h1 随之变动，其最大变动量即为基准 1 不重合误差，由图3-30可知 B＝h2max－h2min= h2
式中Xmax－定位最 大配合间隙（mm）； 图 3-33 Xmax对基 准位移误差的影响 —工件定位基准 孔的直径公差 D （mm）； —圆柱定位销 d0 或圆柱心轴的直径 公差（mm）； Xmin—定位所需最 小间隙，由设计时 确定（mm）。基准 位移误差的方向是 任意的。
2）用定位套定位 用定位套中心定位的基准位移误差产 生的原因，与上述定位相同，其定位误差可按下式计算：
解 定位基准是圆柱d1的轴线A，工序基准则在d2外圆的素线 n Ｂ上，是相互独立的因素，故 d2 t
B i cos (
i 1
) cos0 2 2
(
又＝0.707 d 1 ＝0.707×0.01mm ＝0.007mm
0.046 0.03 )m m 0.038m m 2 2
Y
三、定位误差的综合分析与计算实例 例1 如图3-35所示，用单角度铣刀铣削斜面，求加工 尺寸为39±0.04mm的定位误差。 解 B ＝0 （定位基准与工 序基准重合） 根据上述公式可得沿竖直方 向的基准位移误差
i d 0.707 d 2 sin( / 2)
将 i 值投影到加工尺寸 方向，即
D X max D d X min =(0.035+0.022+0.012)mm=0.069mm
图3-38 铣键槽的角向定位误差计算
解 从图a)知，工序基准为OA，定位基准为OO1,工序基准和 B 定位基准不重合。定位尺寸为90º ±5′，故 =10′。
定位孔为18H8（00.021 ）；圆柱销为18f7（ 0..016 ），由图b)得 0 034
由图3-32 b）可知，当工件孔为最大（ Dmax），心轴直径 为最小（ d o min ）时，定位基准O2最靠下，它与心轴中心 的最大距离max= Rmax - rmin ;同理，当工件孔为最小，心 轴直径为最大时，定位基准最靠上，所以它与心轴中心 的最小距离 min = Rmin - rmax 。由此而造成一批工件工序尺 寸的变动量为
0.707 0.04m m 0.028m m
D＝ Y ＝ i cos 30
图3-35 单角度铣刀铣斜面 定位误差值小于工序尺寸公差的三分之一。故此方案可行。
＝0.028×0.866mm ＝0.024mm
图3-36 钻孔定位误差计算 例2 如图3-36所示，工件以d1外圆定位，加工10Ｈ8孔。已 300 0.01 mm，d2＝ 550..010 mm，H＝40±0.15mm，t 知d1＝ 0 056 ＝0.03mm，求加工尺寸40±0.15mm的定位误差。
当定位基准的变动方向与加工尺寸方向一致 cos 时， 0 ， 1，基准位移误差等于定位基准的变 动范围，即
Y
=
i
因此，基准位移误差 Y 是一批工件逐个在夹具上定位时， 定位基准相对于定位元件的最大变动 在加工尺寸方 i 向的投影。 不同的定位方式，其基准位移误差的计算方法不同。常见 的有以下几种：
四、工件以一面两孔定位 一面两孔定位是工件在定位中常用的一种定位方式。在箱体、 支架类零件加工时，常用工件的两孔一面定位，以使基准 统一，其定位元件为一面两销。以下介绍一面两销的设计 和布置，以防止产生过定位。 定位方式 工件以平面作主要定位基准，用支承板限制工件的三个自 由度（ y 、ˆ 、ˆ ）；其中一孔用定位销定心定位，限制工 x z 件的两个自由度（ x 、z ）；另一孔用菱形销定位，仅消 除工件的一个转动自由度（ ˆ ）。菱形销作为防转支承， y 其轴长方向应与两销的中心连线相垂直，并应正确选择菱 形销直径的基本尺寸和经削边后圆柱部分的宽度，以保证 仅限制一个转动自由度的功能。
４）用Ｖ形块定心定位 如图3-34 a）所示，若不计Ｖ形块 的误差而仅有工件基准面的圆度误差时，其工件的定位中心 会发生偏移，产生基准位移误差。由图3-34 b）可知， 仅由于 d 的影响，使工件中心沿Ｚ向从O1移至O2，即 基准位移量，
Y o1o2 d 2 sin( / 2 )
Y
=
i i
=
=（ D + 式中
max - =（R min a ）/2
max
- rmin）-（Rmin - rmax ）
一批工件定位基准的变动范围。
当定位基准的变动方向与加工尺寸方向不一致，两者成 夹角 时，基准位移误差等于定位基准的变动范围在 加工尺寸方向上的投影，即

Y
=
i cos

—来自百度文库
i
—的方向与加工尺寸方向间的夹角（°）。
（2）基准位移误差 Y 由于定位副有制造误差而引起 的定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动范围称为 基准位移误差，以 Y 表示。 图3-31所示工件以圆孔在心轴上定位铣键槽。要求 0 保证尺寸 b b 及 aa。其中尺寸由铣刀宽度保证b， b0 0 0 而尺寸 则是由工件相对刀具的位置决定的。 aa
O1O1 / R ( d d 0 X min ) / R
角向定位误差为
(0.021+0.018+0.016)/60=0.000917
Red≈ 39
D B 10 39 139
定位误差接近工件公差的三分之一（ 1318 ），此方案可以采用。
解 查表知95H7＝95 0.012 95g6＝95 0.034 mm。
图3-37镗活塞销孔的定位 误差计算
0.035 0
mm，
图3-37镗活塞销孔的定位误差计算 对称度的工序基准是裙部内孔轴线， 定位基准也是裙部内孔轴线，两 者重合， =0。B
定位基准相对与定位元件可任意方向移动，在对称度方向 的最大变动范围为孔轴配合的最大间隙 X max 。所以