定位誤差的分析

1、定位誤差的分析計(jì)算定位誤差的分析計(jì)算 定位包含確定確定和正確正確，定位基本原理解決了確定問題，如何解決正確問題，是本節(jié)要討論的主要問題。 、定位誤差及其產(chǎn)生的原因 (1)舉例 如圖2.39所示，工件以內(nèi)孔在心軸上固定單邊接觸定位，在外圓面上銑平面，保證圖示加工要求，試分析加工一批工件時(shí)，對(duì)工序加工要求H或H1或H2或H3產(chǎn)生的定位誤差。 圖2.39 定位誤差產(chǎn)生分析 O1 軸心；O2 孔心；D 孔min直徑；D 孔公差；d 軸max直徑；d 軸公差；R 、R工件外圓半徑、公差圖2.40(a) H定位誤差產(chǎn)生分析A是工序基準(zhǔn)上極位點(diǎn)、A2是工序基準(zhǔn)下極位點(diǎn)分析：本工序加工要求有：H或H1或H2或

2、H3。 對(duì)H1：為上下方向，定位基準(zhǔn)是O2，工序基準(zhǔn)是A。 1)當(dāng)d=D時(shí)(工件定位基面與定位元件工作表面重合，稱定位付準(zhǔn)確)，最小配合間隙為0，O1與O2重合： 當(dāng)工序尺寸為H1時(shí)，工序基準(zhǔn)A與定位基準(zhǔn)O2不重合，R直接影響H1 ； 當(dāng)工序尺寸為H時(shí)，工序基準(zhǔn)O2與定位基準(zhǔn)O2重合，無這項(xiàng)誤差； 基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差(jb)： 因工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合(原因)，用調(diào)整法加工一批工件時(shí)(條件) ，引起工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上產(chǎn)生的最大變化量 (結(jié)果)，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。 jb為工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的為工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的max變化量變化量 把工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)

3、系尺寸稱定位定位尺寸尺寸，jb的值就是定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。 由上定義知，當(dāng)dD時(shí)，工件平移并不影響jb。 2)當(dāng)dD時(shí)(稱定位付不準(zhǔn)確，因設(shè)計(jì)、制造原因產(chǎn)生)，O2與O1不重合： 工件向下產(chǎn)生最大平移，即O2相對(duì)O1在加工尺寸方向上向下產(chǎn)生的最大變化量：1/2(Dmaxdmin)，也影響H1產(chǎn)生誤差。 基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差(db)： 因定位付不準(zhǔn)確(原因)，用調(diào)整法加工一批工件時(shí)(條件)，引起定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上相對(duì)產(chǎn)生的最大變化量(結(jié)果)，稱為基準(zhǔn)位移誤差。 db為定位基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的為定位基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的max變化量變化量 上述jb、db均影響H1，把綜合影響

4、稱定位誤差dw。 由圖2.39a)知：dw=jb+db。 l定位誤差定位誤差(dw)：l 因工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合和定位付不準(zhǔn)確(原因)，用調(diào)整法加工一批工件時(shí)(條件)，引起工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上相對(duì)產(chǎn)生的最大變化量(結(jié)果)，稱為定位誤差。 dw為工序基準(zhǔn)相對(duì)工序基準(zhǔn)的為工序基準(zhǔn)相對(duì)工序基準(zhǔn)的max變化量變化量由此可見：定位誤差值是一批工件可能產(chǎn)生的最大定位誤差范圍，它是一個(gè)界線值，并非某個(gè)工件的定位誤差值。 圖2.40(b) H定位誤差產(chǎn)生分析C是工序基準(zhǔn)上極位點(diǎn)、C2是工序基準(zhǔn)下極位點(diǎn) 對(duì)H2：為上下方向，定位基準(zhǔn)是O2，工序基準(zhǔn)是C。由圖2.39b)知： jb=D/2 db=1/2(

5、Dmaxdmin) dw =jb+db 圖2.40(c) H3定位誤差產(chǎn)生分析 B是工序基準(zhǔn)上極位點(diǎn)、B2是工序基準(zhǔn)下極位點(diǎn) 對(duì)H3：為上下方向，定位基準(zhǔn)是O2，工序基準(zhǔn)是B，由圖2.39c)知： jb=D/2 db=1/2(Dmaxdmin) dw=dbjb 可見可見db與工序基準(zhǔn)變化無關(guān)。與工序基準(zhǔn)變化無關(guān)。 結(jié)論工件定位的任務(wù)：a)確定：限制了應(yīng)該限制的自由度 b)正確：dw1/3T dw產(chǎn)生的原因a)基準(zhǔn)不重合 b)定位付不準(zhǔn)確 定位限制自由度 定位：定位：指一批工件的定位基準(zhǔn)先后和夾具上的定位元件相接觸，限制了滿足該工序加工要求應(yīng)該限制的自由度，同時(shí)使該工序的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上

6、相對(duì)產(chǎn)生的最大變化量小于三分之一工序位置尺寸的公差。 2、jb與db的合成規(guī)律： 當(dāng)jb與db無共同變量因素時(shí)，稱其“獨(dú)立”，合成“+” ； 當(dāng)jb與db有共同變量因素時(shí)，稱其“相關(guān)”（ 當(dāng)工序基準(zhǔn)在定位基面上時(shí)，一定“相關(guān)”）； 合成同同 異異 + ：在工序尺寸方向上，工件的工序基準(zhǔn)與工件與定位元件的定位接觸點(diǎn)位于工件定位基準(zhǔn)同側(cè)時(shí)，合成，異側(cè)時(shí)，合成+。3、定位單個(gè)典型表面時(shí)定位誤差的分析計(jì)算 jb的計(jì)算 首先找到要分析方向的工序位置尺寸的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)其次找到定位尺寸最后把定位尺寸公差向工序位置尺寸方向投影即得jb 例1：如圖2.41(a)工件以A面定位加工F面，計(jì)算jb分析： a)

7、找工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)：工序基準(zhǔn)為C、定位基準(zhǔn)為A； b)找定位尺寸：解如圖(b)尺寸鏈得定位尺寸的公差：L=0.05 c)因定位尺寸方向與工序位置尺寸方向一致，即有jb=0.05 例2：如圖2.42工件以A、B面定位加工E面，計(jì)算jb。 圖2.42 銑平面jb分析 分析：工序尺寸為h，工序基準(zhǔn)為內(nèi)孔中心，定位基準(zhǔn)為A、B面定位尺寸為a、b個(gè)，a、b的變化均產(chǎn)生jb，但方向不一致，需投影： 見圖2.42a)的影響：jba=2asin 見圖2.42b)的影響： jbb=2bcos jb=jba+jbb= 2asin + 2bcosdb的計(jì)算 工件以平面定位：定位基準(zhǔn)是平面本身。 db=0 例3：如

8、圖2.43兩種方案銑平面，試分析定位誤差。 圖2.43平面定位誤差分析 分析：方案(a)：jb=0.28 db=0 T=0.3 dw=0.281/3T 此方案不可用方案(b)：jb=0 db=0 dw=0 此方案可用 工件以圓孔面定位：一般定位基準(zhǔn)為孔中心線。 D、D孔徑、孔公差； d、d軸徑、軸公差； min最小配合間隙 a)靜配合定位： db=0 b)動(dòng)配合定位固定單邊接觸：db= 1/2(Dmaxdmin) =1/2(D+d +min) 任意邊接觸：db=1/2(D+d +min)D+d +min 例：如圖2.44，工件以內(nèi)孔在心軸上固定單邊接觸或任意邊接觸定位加工平面，試分析工序尺寸分

9、別為 h1、h2、h3(工序基準(zhǔn)為外圓中心線)、h4、h5時(shí)的定位誤差。 DDdd圖2.44 圓孔定位誤差分析 分析：若工件外圓和內(nèi)孔的同軸度誤差為b固定單邊接觸：不考慮內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差固定單邊接觸：不考慮內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差 工序尺寸jbdbdw備注h1R1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)+R獨(dú)立“+”h21/2D1/2(D+d+min)1/2(d+min)相關(guān)同“”h301/2(D+d+min)1/2(D+d+min)h41/2D1/2(D+d+min)D1/2(d+min) 相關(guān)異“”h5R1/2(D+d+min)1/2(D+d+min) +R獨(dú)立“+”固定單邊接觸

10、：考慮內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差固定單邊接觸：考慮內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差b 工序尺寸jbdbdw備注h1R+b1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)R +b獨(dú)立“+”h21/2D1/2(D+d+min)1/2(d+min)相關(guān)同“”h30+b1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)+bh41/2D1/2(D+d+min)D1/2(d+min) 相關(guān)異“”h5R+b1/2(D+d+min)1/2(D+d+min)R +b獨(dú)立“+”L =R+bjb= R+b任意邊接觸：不考慮內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差任意邊接觸：不考慮內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差 工序尺寸jbdb上=db下dw備注h1R1/2

11、(D+d+min)jb+db上+db下=R+D+d+min獨(dú)立“+”h21/2D1/2(D+d+min)(db上+jb)+( db下jb)=D+d+min上移：jb與db上異+下移：jb與db下同h301/2(D+d+min)db=D+d+minh41/2D1/2(D+d+min)(db上jb)+(jb+ db下)=D+d+min 上移：jb與db上同下移：jb與db下異+h5R1/2(D+d+min)jb+db上+db下= R+D+d+min獨(dú)立“+”1、工件以外圓在V型塊上定位 2、工件以外圓支承定位 3、工件以外圓在套筒中定位 最常見的是工件以外圓在V型塊上定位，定位基準(zhǔn)是外圓中心線。當(dāng)

12、工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)，其中心線在V型塊對(duì)稱面上下移動(dòng)，如圖2.45 ，d、T(d)為工件外圓直徑、公差，分析計(jì)算db： 圖2.45 v型塊定位誤差分析 CO1=T(d)/2O1O1=dbSin(/2)= T(d)/2/ db db= T(d)/2/ Sin(/2)db=T(d)/2sin(/2) 當(dāng)=60時(shí) db=1.0 T(d)當(dāng) = 9 0 時(shí) ( 以 后 不 告 訴 均 為 9 0 ) db=0.707T(d)當(dāng)=120時(shí) db=0.577 T(d)由上結(jié)果知：V型塊夾角越小，db越大，但對(duì)中性越好；V型塊夾角越大，db越小，但對(duì)中性越差。 例1：如圖2.46工件以外圓在V型塊上定位銑

13、槽，試分析當(dāng)工序尺寸分別為L(zhǎng)1、L2、L3時(shí)的定位誤差。 圖2.46 工件以外圓在V形塊定位誤差分析 工序工序尺寸尺寸jbdbdw備注備注L100.707T(d)0.707T(d)L20.5 T(d) 0.707T(d)1.207 T(d)相關(guān)異“+”L30.5 T(d) 0.707T(d)0.207 T(d)相關(guān)同“”2) 工件以外圓支承定位，定位基準(zhǔn)是接觸的點(diǎn)線，所以有db=0例2：如圖2.47工件以外圓d-T(d)雙支承定位銑通槽見圖2.47，保證左右方向的對(duì)稱度P和上下方向的工序尺寸L1或L2或L3，試分析定位誤差。 圖2.47 雙支承立定位誤差分析 分析如下表：定位基準(zhǔn)是接觸的兩母線

14、 工序工序尺寸尺寸jbdbdw備注備注pT(d)/20T(d)/2L1T(d)/20T(d)/2L2T(d)0T(d)L3000 分析如下表：認(rèn)為定位基準(zhǔn)是中心線 工序尺寸工序尺寸jbdbdw備注備注p0T(d)/2T(d) /2L10T(d)/2T(d)/2L2T(d)/2T(d)/2T(d)相關(guān)異“+”L3T(d)/2T(d)/20相關(guān)同“”3）工件以外圓在套筒中定位，定位基準(zhǔn)是外圓中心線。分析與工件以內(nèi)孔在心軸上定位相同 009. 0025. 0025. 00/406/740gH4、組合定位時(shí)定位誤差的分析計(jì)算、組合定位時(shí)定位誤差的分析計(jì)算 基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)算與前方法基準(zhǔn)不重合誤差的計(jì)

15、算與前方法相同，下面重點(diǎn)分析基準(zhǔn)位移誤差的相同，下面重點(diǎn)分析基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算。計(jì)算。 工件以兩孔一面在兩銷一面上定位 由前面分析知，工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，兩孔常用定位元件為圓柱銷和削邊銷，工件在平面上的運(yùn)動(dòng)方式有：平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、平移與轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2.48(a) 基準(zhǔn)相對(duì)位置變化分析 圖2.48(b) 基準(zhǔn)相對(duì)位置變化分析 在兩銷連線方向上的平移因削邊銷間隙的增大，平移由圓柱銷所在定位付決定db1 =D1 +d1+1 垂直兩銷連向方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)：分析如圖2.48(a)tg 1 =( + +1+ + +2)/2L1D1d2D2d 在垂直兩銷連向方向上平移db1后轉(zhuǎn)動(dòng)： 分析如圖2.48(b)

16、tg 2=( D2 +d2 +2 D1 d11) / 2L(2)定位誤差要結(jié)合具體加工要素來分析計(jì)算 由上分析見圖2.49知： 對(duì)于垂直兩孔連線方向的加工要求：對(duì)于垂直兩孔連線方向的加工要求： 1)當(dāng)加工要素位于兩孔之間時(shí)，平移db1轉(zhuǎn)動(dòng)2后，基準(zhǔn)位移誤差最大 。 2)當(dāng)加工要素位于兩孔之外時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)1后誤差最大； 對(duì)于平行兩孔連線方向的加工要求：對(duì)于平行兩孔連線方向的加工要求： db=db1。圖2.49 兩孔定位時(shí)垂直兩孔連線方向工序尺寸的定位誤差分析 例1：如圖2.50工件以兩孔一面在兩銷一面上定位加工孔，試設(shè)計(jì)兩銷直徑并進(jìn)行定位誤差分析10H7(+0.015)。 解：a)銷1布右孔 d1

17、=10g6= 1=0.005 b) LKK=700.05 LJ J =700.02 c)查表2.1 b=4 2 =2b/D2（ kJ1/2） 8/10(0.05+0.020.005/2)=0.054 d2=(100.054)h6= 005. 0014. 010054. 0063. 010對(duì)30：jb=0 db= db1 =0.015+0.009+0.005=0.029dw=0.029d)定位誤差分析對(duì)20： 1max=0.029 2max=0.078 jb=0 db應(yīng)是上下平移db1 轉(zhuǎn)動(dòng) 2后最大：由下圖分析知：X/70=Y/30(2max1max)/2/ 70 = Y/30Y =(2max

18、1max) / 2/ 7030 =0.0105db=1max+2Y =0.029+0.021 =0.05dw=0.052.6 定位方案設(shè)計(jì)定位方案設(shè)計(jì)及定位誤差分析示例及定位誤差分析示例 例1：如圖2.53a)加工平面保證A= ，已知：d= ；B= ； =60,求dw。 16. 040035. 090062. 035圖2.51 組合定位誤差分析 對(duì)A：jb=0 dbd=d/2sin30 =0.035 dbB=tg60 =0.107db =0.035+0.107 =0.142dw=0. 142 021. 025025. 04017. 08 .34圖2.52 定位誤差分析實(shí)例 解：對(duì)稱度0.1：jb=0.02 db=0 dw=0.02 尺寸A： jb=0.02+0.0125=0.0325 db=0.7070.021=0.0148 dw=0.04731/3 T 滿足 例3：如圖2.53加工寬度為4的通槽，試確定位方案。解：圖2.53 兩孔定位誤差分析 xyz圖2.53 定位方案設(shè)計(jì) 工序加工要求：槽寬4；槽深3；槽的對(duì)稱度。1) 限