淺談工件以外圓定位的定位誤差分析與計算

李海勝 彭海燕

摘 要：在使用夾具裝夾批量生產過程中，定位誤差的分析與計算有著非常重要的作用。為了理清定位誤差計算的內容，本文主要討論采用幾何法分析與計算以外圓定位時的定位誤差，拋磚引玉，以使學習者獲得觸類旁通、融會貫通的學習效果。

關鍵詞：工序基準；定位基準；定位誤差；基準不重合誤差；基準位移誤差

在大批量生產中，廣泛使用專用夾具對工件進行裝夾加工。由于工件的工序尺寸及夾具存在誤差，在裝夾過程中存在定位基準和設計基準不統(tǒng)一的情況，導致某個工序的加工精度產生誤差產生定位誤差?；赩型塊以外圓定位的定位方案較為常用，對其的定位誤差的分析和計算有著重要的應用意義。

1 定位誤差的定義

用夾具裝夾加工一批工件時，由于定位元件及工件的定位基準在制造時存在誤差影響了工件定位的準確性，導致加工存在誤差，我們把它稱定位誤差，用dw表示。

2 定位誤差產生的原因及其組成

我們在分析工件的定位誤差前，首先明確與夾具定位誤差計算有關的基本概念。1）設計基準是指在零件圖上用來確定某一表面的尺寸、位置的基準。2）工序基準是指在工序圖上用來確定加工表面位置所依據(jù)的基準。在設計過程中，我們一般追求工序基準與設計基準統(tǒng)一。分析計算定位誤差時的設計基準是指零件圖上的設計基準或工序圖上的工序基準。3）定位基準是指在加工過程中確定工件加工位置所依據(jù)的基準，即為工件與夾具接觸或配合的表面或軸線。當以V型塊定位工件時，工件的軸線一般為定位基準。

下面我們以圖1所示為例，分析定位誤差產生的原因。圖1是以V型塊定位，在軸的外圓上銑削鍵槽的定位方案。鍵槽深度表示尺寸h的設計基準是軸外圓的母線A，定位基準是工件軸線O，而批量生產的軸直徑d在其公差范圍內改變，故會存在定位不準確的問題，導致工件加工精度的變化，即定位誤差。1）圖1的定位方案，當以V型塊定位加工鍵槽時，工件的設計基準與與定位基準不重合，引起加工精度參數(shù)槽底尺寸h的變化（即產生定位誤差）；即：由于設計基準與定位基準不重合產生的定位誤差稱為基準不重合誤差，用符號“jb”表示，為設計基準與定位基準之間尺寸的公差值。2）同時，工件外圓直徑尺寸在其公差范圍內變化，引起定位基準的位移發(fā)生變化，引起加工精度參數(shù)槽底尺寸h的變化（即產生定位誤差），即定位基準與設計基準的不重合和定位基準相對V型鐵（限位基準）的位移變動。由于定位副制造誤差引起定位基準位產生的誤差稱為移基準位移誤差，用符號“db”表示，為定位基準線O的在加工方向的最大變動量。（一般情況下，工件在V型塊上定位時，V型塊的角度誤差不計，因為在支撐定位的情況下，定位元件的誤差——此處為V型塊的角度誤差，可以通過調整刀具相對于夾具的位置來進行補償。）可見，定位誤差主要由基準不重合誤差jb和基準位移誤差db組成，其計算公式如下：

3 工件以外圓定位時定位誤差分析及計算

3.1 以外圓中心為設計基準

如圖2所示，由于V型塊具有對中定心作用，工件以中心線為設計基準時，定位基準和設計基準重合而不產生基準不重合誤差（jb=0），但是工件外圓直徑在公差范圍內變化（圖2b中粗實線圓為工件的下極限尺寸dmin=d-Ts，雙點劃線圓為工件的上極限尺寸dmax=d），將引起工件中心在V型塊的對稱中心線上發(fā)生誤差，造成基準移位誤差db，其值為圖2b中的O1點到O2點的距離。其計算方法如下：

由幾何關系可以得知：

3.3 以外圓下母線為設計基準

計算公式如下：

在圖4c中，由幾何關系可以得知：

4 結語

采用V型塊支承定位方式在生產實踐中的應用范圍較廣，弄清以外圓定位的定位誤差的計算對生產實踐有著較重要的意義。根據(jù)計算結果可以看出，采用外圓下母線為設計基準的定位誤差較小，采用外圓下母線為設計基準的方案較優(yōu)。

參考文獻：

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