机床夹具设计中工件定位误差的分析和其数值计算.doc

机床夹具设计中工件定位误差的
分析及其数值计算
工件在夹具中的定位, 对保证本道工序尺寸的加工精度起着至关重要的作用, 正确的工件定位是保证得到我们所需要的加工表面的前提, 这也是工件在定位过程中要解决的第一个问题———位规律问题。但是再精密的加工方法和手段都不可避免地使被加工对象产生加工误差。对于夹具中的被定位工件和定位元件同样如此, 它们也存在着或大或小的加工误差, 加上元件在夹具中的定位基准的选取不同, 这些因素的客观存在都会使同一基本尺寸的各个工件在夹具中的几何位置有所变化, 从而造成本道工序的加工误差,这就是工件在定位时要解决的第二个问题———定位误差问题。由此可以看出, 工件在夹具中的定位问题。是夹具设计过程中要解决的首要问题, 下面就定位误差的产生及定位误差的计算方法, 需要强调的是: 分析定位误差的前提是用夹具安装法安装工件, 保证被加工表面之间的位置精度, 用调整法保证被加工面的
尺寸精度。
1 相关文献对定位误差的阐述
111 定位误差的定义
相关文献对定位误差定义有下面几种叙述: 其一: 一批工件由于在夹具中定位而使得工序基准在沿工序尺寸方向上产生的最大位移。其二: 用夹具装夹加工一批工件时, 由于定位不准确引起该批工件某加工参数的误差。其三: 因定位引起的工序尺寸误差。其四: 工件加工尺寸方向上设计基准的最大变动量。其五: 由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸或定位要求方面的加工误差。其六: 工件在夹具中定位不准确引起的加工误差为定位误差等等。各文献所述定义的一致点是定位误差的方向都是在工序方向上, 区别是产生最大位移量的主体是工序基准还是定位基准。
112 定位误差的计算
由于对定位误差的定义各文献的叙述有所区别,导致在对定位误差进行计算时其结果也不相同。在工
图1 心轴水平放置件采用内孔定位, 定位元件采用心轴, 工件和定位元件的配合关系采用间隙配合时所产生的定位误差区别最大。对于其中的基准不重合误差观点一致, 不同之处是基准位移误差。如对于图1 所示心轴水平放置时的定位方案, 其中TD 是工件定位内孔的公差, Td 是定位元件心轴的公差, TD1是工件外圆的公差, 2e是工件内外圆的位置误差(同轴度或跳动公差等) 。按照文献[ 1, 4, 5, 6 ] 的叙述, 其定位误差为TD + Td + TD12+ 2e, 按文献[ 2 ] 的算法, 定位误差是TD + Td + TD1 + Xm in2+ 2e, 按文献《机床与液压》20051No11 ·45·[ 3 ] 的观点计算得到的定位误差则是TD + Td + TD12+e。下面就上述两方面存在的不同论述阐述作者的观点。
2 定位误差的产生
在应用夹具安装工件进行调整法加工时, 当工件的定位基准与设计基准不重合, 同时由于工件和位元件又都存在着制造误差时, 将使工件被加工表面的设计基准沿工序尺寸方向上产生位移, 称之“定
图2 心轴竖直放置位误差”, 用ΔDW 表示, 它是由以下两个原因引起的。211 基准不重合误差当工件的定位基准与其设计基准不重合时, 必然使设计基准在沿工序尺寸方向上产生位移, 产生了“基准不重合误差”, 用
ΔBC表示。
212 基准位移误差
由于工件和定位元件本身存在着制造误差, 又因为是用调整法进行加工,必然使一