談機床夾具設(shè)計中定位誤差的分析與計算

1、科技信息2010年第27期SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 機械制造技術(shù)這門課是機械類專業(yè)中的一門實踐性很強的專業(yè)課程,在學習本課程之前既要掌握基本的專業(yè)理論知識,又要掌握基本的加工技能,具有較為豐富的感性認識。在本書(由陳根琴、宋志良主編的21世紀高等院校應用型規(guī)劃教材中,本章節(jié)內(nèi)容過于簡單抽象,對于培養(yǎng)目標是高級技工的學生來說,課后習題學生總感到無從下手,故本人根據(jù)學生知識現(xiàn)狀結(jié)合有關(guān)教學資料,從典型定位方式及定位元件入手,分別講解定位誤差的分析和計算,把最常見的誤差分析講透徹,由易及難,加上適當?shù)睦}講解,使學生觸類旁通,增強學生學習信心,從而達到教

2、學目的。1復習之前的兩個重要概念:定位基準及工序基準定位基準:是指零件在加工過程中,用于確定零件在機床上或夾具上的位置的基準,可以是點/線/面; 工序基準:是指用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準。和本道工序尺寸有關(guān)。2講清常用的三類典型定位方式的定位元件2.1工件以平面定位:常用支承釘或支承板作為定位元件;2.2工件以外圓柱表面定位:最常用的是V 型塊;2.3工件以內(nèi)孔定位:常用的是心軸或銷軸。 3一般認為如果工件定位誤差不超過工件加工尺寸公差值的1/3,則該定位方案能滿足本工序加工精度的要求3.1 定位誤差(D 及其產(chǎn)生的原因:定位誤差是由于工件在夾具上或在機床上的定位不

3、準確而引起的加工誤差,換句話說,在對一批工件進行加工時,所引起工序尺寸的極限變動量(即工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量就是定位誤差。用符號D 表示。如圖1所示,在軸上銑鍵槽,要保證尺寸H 。若采用的定位元件 為V 型塊,鍵槽銑刀按尺寸H 調(diào)整好位置,由于工件外圓直徑有公差,使工件中心位置發(fā)生變化,造成加工尺寸H 發(fā)生變化(若不考慮加工過程中產(chǎn)生的其他加工誤差。此變化量(加工誤差是由于工件的定位而引起的,故稱為定位誤差。定位誤差的來源主要有兩個方面:(1基準不重合誤差(B :由于工件的工序基準與工件的定位基準不重合而造成的加工誤差稱為基準不重誤差,用符號B 表示。 如圖2所示,工件以底面定位

4、銑臺階面,要求保證尺寸a ,工序基準是工件的頂面,定位基準是工件底面,這時刀具 的位置按定位面到刀具端面間的距離調(diào)整,由于一批工件中尺寸b 的公差使工件頂面(即工序基準位置在某一范圍內(nèi)變動,從而使加工尺寸a 產(chǎn)生誤差。這個誤差就是基準不重合誤差,它等于工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量B 。(2基準位移誤差(Y :由于定位副制造不準確,使定位基準在加工尺寸方向上產(chǎn)生位移,導致各個工件的位置不一致而造成的加工誤差,稱為基準位移誤差,用符號Y 表示。如圖3所示,在圓柱面上銑鍵槽,加工尺寸為A 和B 。(a 為零件斷面圖,由圖可知,工序基準為該圓柱體孔的軸心;(b 為加工示意圖,工件

5、以內(nèi)孔在圓柱心軸上定位,則定位基準就是心軸的軸心,對工序尺寸A 來說,工序基準和定位基準重合,即B =0。但是,由于心軸外圓和工件內(nèi)孔都存在制造誤差,造成心軸直徑d 和工件孔徑D 分別在Td 和T D 范圍內(nèi)變化,從而使加工尺寸A 在AminAmax 范圍內(nèi)發(fā)生變化,此即為基準位移誤差。由圖計算得到:由上式可知基準位移誤差Y 是由定位副(心軸和孔配合的制造誤差造成的。注意兩點:按調(diào)整法加工一批工件時,產(chǎn)生定位誤差,用試切法加工時,不產(chǎn)生定位誤差;定位誤差與工件定位方式有關(guān)。3.2定位誤差計算方法:在出現(xiàn)以曲面為定位基準時:若B 、Y 引起的加工尺寸變化方向相同,取“+”號;若B 、Y 引起的加

6、工尺寸變化方向相反,取“-”號。4常用定位方式定位誤差的分析計算4.1以平面為定位基準時的定位誤差(D=B ,Y=0,以平面為定位準時常用定位元件為支承釘或支承板,此時的定位誤差主要由基準不重合B 引起,因為工件以平面定位時,只有表面不平度誤差,若用已加工的平面定位時,一般可不考慮,即基準位移誤差Y=0。例1如圖所示,上下表面均已加工,分別求以下三種情況下的定位誤差。4.2以外圓為定位基準時定位誤差(D=Y ±B 以外圓為定位基準最常用的定位元件是V 型塊,可以看成是以工件外圓中心為定位基準(即圓中心,因為外圓中心始終位于V 型塊的對稱中心線上。以加工軸上的平面為例,要保證尺寸H ,

7、根據(jù)被加工零件的工序基準不同,分三種情況:(1設(shè)計基準為外圓軸線:如圖,設(shè)計基準為工件中心O ;定位元件為V 型塊,也即定位基準同樣為工件外圓中心,則基準不重合誤差B=0。但對一批工件而言,外圓直談機床夾具設(shè)計中定位誤差的分析與計算羅愛武(龍巖技師學院福建龍巖364000圖1基準位移引起的定位誤差圖2基準不重合引起的定位誤差圖3基準位移誤差設(shè)計基準為外圓中心時V 型塊定位誤差職校論壇681科技信息SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION2010年第27期徑有偏差則必然引起工件中心在V 型塊的對稱中心線上發(fā)生上下偏移,也就是說存在定位副制造不準確所造成的基準位移誤差

8、Y。 (2計基準為外圓上母線:如圖,設(shè)計基準為工件外圓上母線,定位基準為工件外圓軸心,故存在基準不重合誤差B ;同時仍存在定副制造不準確誤差Y 。 設(shè)計基準為上母線時V型塊定位誤差 (3設(shè)計基準為外圓下母線:如圖,設(shè)計基準為工件外圓下母線,定位基準為工件外圓軸心,故存在基準不重合誤差B ;同時也存在定位副制造不準確誤差Y 。 設(shè)計基準為下母線時V型塊定位誤差 由以上三種情況比較得知,當設(shè)計基準為下母線時,定位誤差D 的值最小。以下舉例加深理解。例2如圖中所示工件中,分別求出按(a、(b兩種定位方法銑平面時的定位誤差。4.3以內(nèi)孔為定位基準時的定位誤差(D=Y ±B 以內(nèi)孔為定位基準時

9、常用定位元件是以軸或定位銷,常用間隙配合。定位基準為軸心,基準重合B=0,但存在定位副制造誤差,分兩種情況:(1單邊接觸:即工件因自重而始終使圓孔與心軸的上母線接觸,定位誤差在垂直方向上。(2雙邊接觸:工件在水平方向和垂直方向上雙邊移動,此時一批工件的徑向定位誤差,是單邊接觸時定位誤差的兩倍。以上分析的三類典型定位方式的定位誤差計算,是在定位基準的變動方向與工序尺寸的方向一致時的情況分析。在搞清楚工序基準(或設(shè)計基準和定位基準的前提下,始終圍繞基準不重合誤差和基準位移誤差這兩個方面入手來確定定位誤差,這樣分析計算起來就有了明確的思路,不再無從下手。5例題解析例1、如圖(a 所示套類工件銑鍵槽,

10、要求保證尺寸94-0.20,分別采用圖(b 定位銷定位方案和圖(c V 形槽定位方案,分別計算定位誤差。 例1圖職校論壇682科技信息2010年第27期 SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION (上接第680頁競爭者不謙虛。謙虛是中華民族的傳統(tǒng)美德,是實力的展現(xiàn),競爭能力的提高正是謙虛的結(jié)果。我們職院剛剛成立,百業(yè)待舉,需職工既要敢于“木秀于林、行超于眾”關(guān)心自我,創(chuàng)造自我,也要倡導“敏于事而慎語言”,“吾日三省吾身”的精神,發(fā)揚批評與自我批評的優(yōu)良作風。切忌自高自滿、我行我素、自以為是,甚至狂妄、大言不慚。無可置否,近年來,隨著“毛遂自薦”、“自我推銷”風氣的

11、盛行,言過其實、夸夸其談者隊伍越來越龐大,言者口沫橫濺,意氣洋洋,“一行白鷺上青天”,聞者如坐針氈,撫額汗顏,“唯有樽前笑不成”。其二競爭就是嫉妒。因為別人比自己強而怨恨心生嫉妒。這一劣根性不鏟除,無益于競爭氛圍的形成。自古及今,因其產(chǎn)生的“八分錢,惡心你半年”的行徑,令多少人啼笑皆非,令多少人倒霉。它一方面破壞著你美好的心境,一方面錯過了你多少機會、機遇。有些人整日無所事事,專門關(guān)注張家長李家短,男人薄女人厚,習慣于對別人評頭論足,忙碌于走東街串西巷,搜集“情報”,傳播閑話,快意于捕風捉影制造流言蜚語。用他們陰沉、低調(diào)的心理揣摩一切人和事,至于事實如何,他全然不管,隨意揮舞著這把無情的無形之

12、劍,挫傷了人的斗志和尊嚴,甚至生命。當然,這種千年劣根一時難除,我們不妨學會告誡自己,“當你遇到嫉妒,說明你很卓越;當你嫉妒別人,說明你很無能”,“君子坦蕩蕩,小人長戚戚”,“品德詳明性堅定,事理通達心氣和平”,弘揚正氣,文明行為,高貴生命。依據(jù)中華人民共和國競爭法,展開道德規(guī)范下的競爭。事實證明,有競爭意識、競爭能力的人,必將在人生舞臺上大顯身手,而那些惟命是從,沒有創(chuàng)造精神的人,是不會取得任何成就的,遲早會被淘汰出局。江澤民也殷切期望:“要堅持嚴謹治學,實事求是,民主求實的作風;要甘于寂寞,淡破名利,力戒浮躁,潛心研究;要認真讀書,多思慎思,關(guān)注世界,注重學術(shù)積累;要厚積薄發(fā)。出精品,出正

13、品;要加強團結(jié)、和諧合作,在學術(shù)研究中相互切磋,共同進步”。綜上所述,只有上下齊努力,教師的勞動才會閃現(xiàn)出創(chuàng)造的光輝和人性的魅力,學校的事業(yè)才會蒸蒸日上。但須記住:平衡的心理是我們事業(yè)的基石。注釋:指鹿為馬:出自史記·秦始皇本紀:“趙高欲為亂,恐群臣不聽,乃先設(shè)驗,持鹿獻于二世,曰:馬也。二世笑曰:丞相誤邪?謂鹿為馬。問左右,左右或默,或言馬以阿順趙高?！薄耙恍邪樕锨嗵臁?杜甫絕句兩個黃鸝鳴翠柳,一行白鷺上青天,窗含西嶺千秋雪,門泊東吳萬里船?！按颂帪殡x題萬里,不知所云?！拔ㄓ虚浊靶Σ怀伞?即對其夸夸其談無所適從?！熬犹故幨?小人長戚戚”:語出論語.述而作者簡介:段芳珍(1965,女,延安職業(yè)技術(shù)學院副教授,主要研究方向為文學。責任編輯:王靜科例2、如圖所示為采用