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(xué)習(xí)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(rèn)識。在本書(由陳根琴、宋志良主編的21世紀(jì)高等院校應(yīng)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(biāo)是高級技工的學(xué)生來說,課后習(xí)題學(xué)生總感到無從下手,故本人根據(jù)學(xué)生知識現(xiàn)狀結(jié)合有關(guān)教學(xué)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(dāng)?shù)睦}講解,使學(xué)生觸類旁通,增強學(xué)生學(xué)習(xí)信心,從而達到教

2、學(xué)目的。1復(fù)習(xí)之前的兩個重要概念:定位基準(zhǔn)及工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn):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(zhǔn),可以是點/線/面; 工序基準(zhǔn):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(zhǔn)。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(rèn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)不重合誤差(B :由于工件的工序基準(zhǔn)與工件的定位基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差稱為基準(zhǔn)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(zhǔn)是工件的頂面,定位基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)不重合誤差,它等于工序基準(zhǔn)相對于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量B 。(2基準(zhǔn)位移誤差(Y :由于定位副制造不準(zhǔn)確,使定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上產(chǎn)生位移,導(dǎo)致各個工件的位置不一致而造成的加工誤差,稱為基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)就是心軸的軸心,對工序尺寸A 來說,工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)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(zhǔn)位移誤差。由圖計算得到:由上式可知基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)時的定位誤差(D=B ,Y=0,以平面為定位準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)時定位誤差(D=Y ±B 以外圓為定位基準(zhǔn)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(zhǔn)(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(zhǔn)不同,分三種情況:(1設(shè)計基準(zhǔn)為外圓軸線:如圖,設(shè)計基準(zhǔn)為工件中心O ;定位元件為V 型塊,也即定位基準(zhǔn)同樣為工件外圓中心,則基準(zhǔn)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(xué)院福建龍巖364000圖1基準(zhǔn)位移引起的定位誤差圖2基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差圖3基準(zhǔn)位移誤差設(shè)計基準(zhǔn)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(zhǔn)確所造成的基準(zhǔn)位移誤差

8、Y。 (2計基準(zhǔn)為外圓上母線:如圖,設(shè)計基準(zhǔn)為工件外圓上母線,定位基準(zhǔn)為工件外圓軸心,故存在基準(zhǔn)不重合誤差B ;同時仍存在定副制造不準(zhǔn)確誤差Y 。 設(shè)計基準(zhǔn)為上母線時V型塊定位誤差 (3設(shè)計基準(zhǔn)為外圓下母線:如圖,設(shè)計基準(zhǔn)為工件外圓下母線,定位基準(zhǔn)為工件外圓軸心,故存在基準(zhǔn)不重合誤差B ;同時也存在定位副制造不準(zhǔn)確誤差Y 。 設(shè)計基準(zhǔn)為下母線時V型塊定位誤差 由以上三種情況比較得知,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)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(zhǔn)時的定位誤差(D=Y ±B 以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)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(zhǔn)為軸心,基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)(或設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)的前提下,始終圍繞基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)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(dǎo)“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(fēng)。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(fēng)氣的

11、盛行,言過其實、夸夸其談?wù)哧犖樵絹碓烬嫶?言者口沫橫濺,意氣洋洋,“一行白鷺上青天”,聞?wù)呷缱槡?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(xí)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(fēng)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(yán),甚至生命。當(dāng)然,這種千年劣根一時難除,我們不妨學(xué)會告誡自己,“當(dāng)你遇到嫉妒,說明你很卓越;當(dāng)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(yán)謹(jǐn)治學(xué),實事求是,民主求實的作風(fēng);要甘于寂寞,淡破名利,力戒浮躁,潛心研究;要認(rèn)真讀書,多思慎思,關(guān)注世界,注重學(xué)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(xué)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(xué)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(jì):“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(xué)院副教授,主要研究方向為文學(xué)。責(zé)任編輯:王靜科例2、如圖所示為采用