定位誤差對(duì)工件加工精度的影響及控制

杜可可 李 鑫

（河南工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，鄭州 451191）

定位誤差對(duì)工件加工精度的影響及控制

杜可可 李 鑫

（河南工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，鄭州 451191）

分析并指出了定位誤差的構(gòu)成及產(chǎn)生原因，結(jié)合生產(chǎn)加工案例，對(duì)幾種定位方案的定位誤差進(jìn)行計(jì)算，分析其對(duì)被加工工件位置尺寸公差的影響，并提出控制定位誤差的方法。

定位誤差 加工精度 控制

1 定位誤差的概念

定位誤差是工件使用夾具定位加工時(shí)的一項(xiàng)主要誤差因素，也是影響工件位置尺寸公差的主要誤差因素。

根據(jù)工件在夾具中的六點(diǎn)定位原理，工件安裝于夾具中形成的不多于六個(gè)點(diǎn)定位副，即可實(shí)現(xiàn)工件的定位，以保證被加工工件的位置尺寸精度及位置公差。由于每個(gè)定位副都可能偏離理想位置，從而造成定位誤差。對(duì)于一般精度的夾具，工件的定位基準(zhǔn)對(duì)夾具定位元件的位置基準(zhǔn)產(chǎn)生的誤差，稱定位誤差，用符號(hào)?jW表示。

形成該項(xiàng)誤差主要有兩種因素：

（1）當(dāng)工件的定位基準(zhǔn)和某尺寸的工序基準(zhǔn)（工序尺寸的起始位置）不重合時(shí)，產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，用符號(hào)?jb表示。

（2）工件的定位基準(zhǔn)在夾具中定位時(shí)發(fā)生位移而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差，用符號(hào)?jW表示。

定位誤差等于基準(zhǔn)不重合誤差?jb和基準(zhǔn)位移誤差?jW的線性和，即：

2 定位誤差對(duì)工件加工精度的影響及控制

2.1 基準(zhǔn)不重合誤差?jb對(duì)工件加工精度的影響及控制

當(dāng)工件的定位基準(zhǔn)和某尺寸的工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差等于工序基準(zhǔn)至定位基準(zhǔn)之間的尺寸公差（或之和）。

基準(zhǔn)不重合誤差是定位誤差的重要一項(xiàng)。當(dāng)工序基準(zhǔn)至定位基準(zhǔn)之間有多個(gè)工序尺寸時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差數(shù)值較大，對(duì)工件的加工精度保證造成困難。因此，工件加工過程中，應(yīng)首先保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合原則，才能控制定位誤差對(duì)加工精度的影響。

2.2 基準(zhǔn)位移誤差?jW對(duì)工件加工精度的影響及控制

基準(zhǔn)位移誤差?jW主要由工件定位面的制造公差、定位元件的制造公差及定位副配合間隙引起。

如圖1所示，工件以內(nèi)孔和定位元件圓柱心軸間隙配合定位銑削鍵槽示意圖。

圖1 銑削鍵槽示意圖

假定工件的外徑為理想正確尺寸，造成工序尺寸H的基準(zhǔn)位移誤差?jW主要由以下因素構(gòu)成。

（1）工件定位內(nèi)孔的制造公差δD會(huì)使工序尺寸H產(chǎn)生最大為的位移誤差。

（3）工件內(nèi)孔和心軸直徑方向的裝配間隙?min，在垂直向下的銑削力作用下，會(huì)使工序尺寸H產(chǎn)生最大為的位移誤差。

若要控制定位誤差中的基準(zhǔn)位移誤差?jW對(duì)工序尺寸加工精度的影響，首先應(yīng)提高工件定位基準(zhǔn)面的加工精度，即控制δD；其次，要正確選用夾具中的定位元件，使其制造精度和所需要保證的工序尺寸精度相適應(yīng)；最后，還應(yīng)正確選用定位副的配合精度，既要保證裝配方便，又要保證配合間隙最小。

3 定位誤差的計(jì)算在工件加工中的應(yīng)用

案例：如圖2（a）所示，采用鉆模夾具鉆削工件上φ 5mm（O1孔）和φ8mm（O2孔）兩孔，除保證圖紙尺寸要求外，還要求保證兩孔連心線通過的軸線，其偏移量公差為0.08mm。若定位誤差不得大于加工允差的，分析如圖2（b）、（c）兩種定位方案（α＝90o）是否可行？

圖2 鉆削O1孔和O2孔三種定位方案

［解］（1）圖2（b）定位方案分析及定位誤差的計(jì)算：

（3）圖2（b）和圖2（c）兩孔均為垂直方向放置，因此基準(zhǔn)位移誤差不影響兩孔的同軸度，同軸度誤差為：

可見，兩種定位方案中，圖2（b）定位方案可行，圖2（c）定位誤差不滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

從以上分析和加工案例得到啟示，當(dāng)工件的定位基準(zhǔn)和工件尺寸的工序基準(zhǔn)重合時(shí)，可減小定位誤差對(duì)工件位置尺寸精度的影響；當(dāng)定位誤差中同時(shí)包含基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩項(xiàng)誤差時(shí)，為了降低定位誤差對(duì)工件位置尺寸精度的影響，除了提高工件定位基準(zhǔn)面的制造精度外，還可變換工件定位方式，尋求基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差的線性差，或者去除兩項(xiàng)誤差中的一項(xiàng)，以降低定位誤差對(duì)工件位置尺寸精度的影響。

Effect of Position Error on Workpiece Machining Accuracy and Its Control

DU Keke, LI Xin
(School of Mechanical Engineering, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191)

This paper analyzes and points out the composition and causes of positioning errors. Combining the production and processing cases, the position errors of several positioning programs are calculated, and the influence of position tolerance on the workpiece is analyzed. The method of controlling positioning error is proposed.

positioning error, machining precision, control