零件加工定位誤差的分析與計(jì)算

摘 要：工件的定位誤差如果大于工件加工精度中規(guī)定的公差值的1/3，該定位方案不能滿足本工序的加工精度要求，加工的零件是廢品，造成工件材料及工時(shí)的浪費(fèi)。零件加工時(shí)定位基準(zhǔn)的選擇是否合理關(guān)系到零件加工的質(zhì)量，工藝人員必須正確計(jì)算工件的定位誤差。

關(guān)鍵詞：定位誤差；計(jì)算

要保證工件的加工要求，就要求工件正確定位，如定位不正確將產(chǎn)生定位誤差，定位誤差超出工件加工精度中規(guī)定的公差值的1/3，會(huì)導(dǎo)致加工產(chǎn)生廢品，造成工件材料及工時(shí)的浪費(fèi)，如果超差，就不加工，重新確定定位方案，所以在加工前必須計(jì)算定位誤差。

一、定位誤差產(chǎn)生的原因

六點(diǎn)定位原則解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問(wèn)題。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問(wèn)題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用ΔD表示，如果工件的定位誤差不大于工件加工精度中規(guī)定的公差值的1/3，一般認(rèn)為該定位方案能滿足本工序的加工精度要求。一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工尺寸公差的1/5～1/3，

即 （1）

式中 ΔD——定位誤差（mm）；

T ——工件加工尺寸公差（mm）。

二、定位誤差

成批加工工件時(shí)，夾具相對(duì)機(jī)床的位置及切削運(yùn)動(dòng)的行程調(diào)定后不再變動(dòng)，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動(dòng)的，但因一批工件中每個(gè)工件在尺寸形狀及表面相互位置上均存在差異，所以定位后各表面有不同的位置變動(dòng)。定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。

工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因是基準(zhǔn)不重合，分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合。

1.基準(zhǔn)不重合誤差

由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔB 表示。

如圖1所示，在工件上銑通槽，要求保證尺寸 ，為使分析問(wèn)題方便僅討論如何保證尺寸 的問(wèn)題。

圖1a方案是以工序基準(zhǔn)面B為定位基準(zhǔn)，即工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合?；鶞?zhǔn)不重合誤差ΔB=0。

a） 以工序基準(zhǔn)面B為定位基準(zhǔn) b） 以工件上的C面為定位基準(zhǔn)

圖1 基準(zhǔn)不重合誤差分析

圖1b方案是以工件上的C 面為定位基準(zhǔn)，因定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合。這時(shí)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸L（定位尺寸）的公差ΔLd ，將引起工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上發(fā)生變動(dòng)。其變動(dòng)的最大范圍，即為基準(zhǔn)不重合誤差值，故ΔB=ΔLd。

當(dāng)定位尺寸與工序尺寸方向一致時(shí)，則基準(zhǔn)不重合誤差就是定位尺寸的公差；若定位尺寸與工序尺寸方向不一致時(shí)，則基準(zhǔn)不重合誤差就等于定位尺寸公差在加工尺寸（即工序尺寸）方向的投影。

2.基準(zhǔn)位移誤差

由于定位副的制造誤差而造成定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的位置變動(dòng)，對(duì)工件加工尺寸造成的誤差，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔY來(lái)表示。

ΔY =Amax - Amin = imax - imin （2）

式中 ΔY——基準(zhǔn)位移誤差（mm）；

i——定位基準(zhǔn)的位移量（mm）。

當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸方向一致時(shí)，則基準(zhǔn)位移誤差就等于定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍；當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸方向不一致時(shí)，則基準(zhǔn)位移誤差就等于定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍在加工尺寸（即工序尺寸）方向的投影。

三、定位誤差的計(jì)算方法

由于定位誤差ΔD是由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差組合而成的，因此在計(jì)算定位誤差，先分別算出ΔB和ΔY，然后根據(jù)不同情況按照下述方法將兩者進(jìn)行組合而得ΔD。

1.兩種特殊情況

ΔY = 0，ΔB ≠0時(shí)，ΔD = ΔB （3）

ΔB = 0，ΔY ≠0時(shí)，ΔD = ΔY （4）

2.一般情況

ΔB ≠0， ΔY ≠0

1）如果工序基準(zhǔn)不在定位基面上， （5）

2）如果工序基準(zhǔn)在定位基面上， （6）

“+”“-”的確定可按如下原則判斷：

①分析定位基面尺寸由大變小（或由小變大）時(shí)，定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向；

②當(dāng)定位基面尺寸作同樣變化時(shí)，設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，分析工序基準(zhǔn)變動(dòng)方向；

③若兩者變動(dòng)方向相同即“ + ”號(hào)，兩者變動(dòng)方向相反即“-” 號(hào)。

計(jì)算出定位誤差后，根據(jù) 判定是否滿足要求。

四、定位誤差的計(jì)算實(shí)例

工件以外圓定位銑鍵槽，工序尺寸（槽底尺寸）的標(biāo)注方法有H1、H2、H3三種，如圖2b、c、d所示，現(xiàn)分別計(jì)算這三種標(biāo)注工序尺寸的定位誤差。

圖2 工件以外圓柱表面在V形塊上時(shí)定位誤差分析

解：1）當(dāng)工序尺寸標(biāo)為H1時(shí)，因基準(zhǔn)重合，ΔB=0，所以

2）當(dāng)工序尺寸標(biāo)為H2時(shí)，工序基準(zhǔn)為外圓柱面上母線，與定位基準(zhǔn)不重合，二者以 相聯(lián)系，所以 。由于工序基在定位基面上，因此定位誤差 ，“+”“-”的確定，當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)朝下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，假定定位基準(zhǔn)不動(dòng)，工序基準(zhǔn)向下運(yùn)動(dòng)，兩者變動(dòng)方向相同，故有

3）當(dāng)工序尺寸標(biāo)為H3時(shí)，工序基準(zhǔn)為外圓柱面下母線，與定位基準(zhǔn)不重合，二者以 相聯(lián)系，所以 。由于工序基在定位基面上，因此定位誤差 ，“+”“-”號(hào)的確定，當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)朝下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)定位基面直徑由大變小時(shí)，假定定位基準(zhǔn)不動(dòng)，工序基準(zhǔn)向上運(yùn)動(dòng)，兩者變動(dòng)方向相反，故有

結(jié)束語(yǔ)：

當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差△B與基準(zhǔn)位移誤差△Y都不為零時(shí)，分別計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差，如果工序基準(zhǔn)在定位基面上應(yīng)用

進(jìn)行計(jì)算，確定“+”“-”號(hào)，就可以計(jì)算定位誤差，定位誤差計(jì)算后，根據(jù)

判定是否滿足要求。

參考文獻(xiàn)

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