机械加工精度定位误差
关于机械加工精度与加工误差的分析
关于机械加工精度与加工误差的分析笔者具体分析了加工精确度和加工误差等的基础内容。
以实践情况为例，具体的论述了误差产生的缘由，并且论述了降低误差现象发生几率的措施。
标签：加工精度；加工误差；减小误差引言在平时的工作中，我们不乏见到加工方面的内容，对精确性和误差等都不陌生。
不过真正深入了解的话，会发现其是一门非常深入的学科知识。
不管我们工作中如何努力，都无法将误差发生的几率降低为零，因此我们可以做的只能是通过合理的措施来切实的提升精确性，进而降低误差现象的发生几率。
1 加工精度与加工误差概述所谓的精确度，具体的说是零件在生产之后的具体的数值和设想数值之间符合程度。
不论是我们如何努力，都无法保证生产的零件和我们期待中的一模一样，都会存在各种各样的问题，我们将这种问题称为误差。
以工艺体系来看，它的组成部分有四个，分别是机床、刀具、工件以及夹具。
它们在工作的时候会生成很多不一样的误差，而此类误差在不一样的状态中会通过不一样的形式体现出来。
2 机械加工精度与加工误差的分析2.1 工艺系统集合误差2.1.1 机床的几何误差。
在工作中，刀具的的成形活动均是经由机床来实现的，所以，零件的加工精确性会对机床的精确性产生很大的干扰。
常见的机床生产方面的误差有如下的一些：主轴回转误差、导轨误差等。
如果机床磨损的话，就会导致它的精确性明显的变低。
（1）主轴回转误差。
主轴是机床非常关键的一个组成部分，它把力和运动传递给刀具等，一旦它出现了回转误差的话，就会导致零件的精确性受到很大的干扰。
所谓的回转误差，具体的说是主轴短时间的回转轴线比对于它的平均轴线来讲，出现的变动量。
常见的类型有三个，分别是径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动。
导致它形成的原因有很多，比如轴承自身的问题，主轴的挠度等等。
不过它们对回转精确性的影响并不是完全一样的，会因为加工状态而产生变化。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
机械加工出现误差的原因与防范措施
机械加工出现误差的原因与防范措施摘要：机械加工误差导致的原因是各种各样的，要想减少加工误差产生的机率，就需要提高产品性能与使用寿命。
本文首先从相关概念着手，分析了机械加工误差导致的原因，然后提出了机械加工误差防范措施，以供相关工作人员研究和参考。
关键词：机械加工；误差；原因；防范措施基于机械加工零件类型不一样的情况，通常需要使用各种加工技艺，结合加工零件用途的差异性，灵活选择和运用。
精准的加工工艺可以提高机械零件质量，继而保证产品使用年限延长。
据此，技术工作者需要进一步认识到机械加工的重要性，持续改革与创新产品工艺，保证机械加工质量，从而有效预防机械加工过程中出现的误差。
一、概念分析所谓机械加工误差，指的就是零件加工以后的实际几何参数和理想中的几何参数相互之间的偏差。
在具体实践过程中，实际加工以后的零件和理想中的零件无法完全相同。
在机械加工过程中，加工误差对加工精度有很大的影响。
对于某些加工误差问题，需要采用科学方法进行综合分析，找出产生加工误差的原因并进行解决。
虽然不能完全避免误差产生，不过可以提升加工工艺，提高操作者操作能力，根据主观与客观方面，尽可能地降低加工误差产生的概率，从而增加机械加工精度[1]。
二、误差原因机械加工过程中，出现误差可以说是必然的，需要经过防范误差提高精度，从而满足精度要求。
在机械加工中，误差的出现通常是由多种因素导致的，为了确保机械加工质量，对机械加工误差原因进行分析有一定的现实作用与意义。
（一）定位误差通常而言，定位误差就是机械阿积功过程未能精准定位，继而造成定位原界河加工零件二者之间产生了误差。
该种误差会缩小机械零件于尺寸、规格上的精度，带来质量与使用年限等问题。
通常而言，该种因为定位导致的误差涵盖了基准不重合、定位基准错误两种，所谓基准不重合就是技术工作者加工过程尚未全部根据施工图纸进行，定位基准有所偏差，造成加工零件于规格、尺寸等精度受到了不良影响。
定位基准错误就是技术工作者的主观意愿符合图纸要求，可是加工过程中定位错误，造成不能精准固定加工零件具体位置。
机械制造基础7.3 定位误差的分析与计算
O1A1 O1O2 O2 A2
d 2
Td
2sin
d
Td 2
2
Td 2
1
sin
1
2
例7-2 如图所示，工件以外圆柱面在V形块上定位加工
键槽，α=900,保证键槽深度 34.800.17 mm，试计算其
定位误差。
解：
1) Δjb≠ 0
2) Δjy≠ 0
d
Td 2
1
sin
2
1
=0.15+0 = 0.15(mm )
图7-35 平面上加工孔
2.工件以圆孔定位时的定位误差
(1)心轴（或定位销）水平放置 例:
a)工序图
b）误差分析
图7-36 心轴（定位销）水平放置的定位误差
(1)心轴（或定位销）水平放置
解：1) Δjb= 0
2)
jy
h
h
O
O1
1 2
(Dmax
d
m in)
1 2
第7章 机床夹具设计
重庆大学
7.3 定位误差的分析与计算
重庆大学
7.3.1 定位误差的概念及产生的原因 1.定位误差的概念
什么是定位误差? 为什么会产生定位误差?
7.3.1 定位误差的概念及产生的原因 2.定位误差产生的原因
一是由于基准不重合而产生的误差，称为基准不重 合误差Δjb；
7.3.1 定位误差的概念及产生的原因
(3)转角误差
4.工件以组合表面定位时的定位误差
(3)转角误差
4.工件以组合表面
定位时的定位误
(
2
)
tan
X1max X 2L
2max
A
机械制造工艺学03(定位误差)
（3）定位误差由基准位置误差和基准不重合误差两部
分组成，但并非在任何情况下这两部分都存在。定 位基准无位置变动，基准位置误差为零；定位基准 与工序基准重合，基准不重合误差为零。 （4）定位误差的计算可按定位误差的定义，根据所 画出的一批工件定位可能产生定位误差的良种极端 位置，再通过集合关系直接求得。也可按定位误差 的组成，由公式： δ定位=δ位置± δ不重 计算得到，根据一批工件的定位由一种可能的极端 位置变为另一种极端位置时δ位置和δ不重的方向的异同， 以确定公式中的加减号。
2、消除或减小基准不重合误差的措施 （1）尽可能以工序基准作为定位基准
（2）根据加工精度高低，选择第一、第二定位基准
四、工件定位方案设计及定位误差计算举例
1、 2、槽两侧面C、D对 B面的垂直度公差 0.05mm 3、槽的对称中心面 与两孔中心连线之 间的夹角为
（一）定位方案设计
1、按加工精度要求， 至少应限制五个不 定度，从加工稳定 性来说，可限制六 个不定度。 2、为保证垂直度，应 以B面作为定位基准， 但因B面较小，为稳 定考虑，选择A作为 基准。 3、为保证角度精度， 应以两孔轴线作为 定位基准。
2、圆孔表面定位时的定位误差 （1）工件上圆孔与刚性心轴或定位销过盈配合 基准位置误差： δ位置（O）=0
基准不重合误差：
（四）提高工件在夹具中定位精度的措施 即如何减少或消除基准位置误差和基准不重合误差。 1、减少或消除基准位置误差的措施 （1）选用基准位置误差小的定位元件 A、以毛坯平面作为定位基准时，可以多点自位支承取代 球头支承钉。 B B、以内孔和端面定位时，可应用浮动球面支承，以减小 轴向定位误差。
2、定位误差的组成及计算 定位误差主要由基准位置误差δ位置（O）和基准不重合误差δ不重（A） 组成。
机械加工误差产生的原因及措施
机械加工误差产生的原因及措施汇报人：2024-01-01•机械加工误差产生的原因•减小机械加工误差的措施•机械加工误差的补偿措施目录•提高机械加工精度的途径01机械加工误差产生的原因原理误差总结词原理误差是由于加工原理的不完善而导致的误差。
详细描述原理误差主要表现在机床或刀具的转动和移动过程中，由于设计原理或机构原理的限制，导致加工出的零件与理论值存在偏差。
例如，齿轮加工中，由于齿轮的齿廓理论是完美的，但在实际加工中，由于机床和刀具的精度限制，无法完全复制理想的齿廓形状，从而产生原理误差。
工具、夹具与机床的制造误差总结词工具、夹具与机床的制造误差是由于这些设备的制造精度不足而导致的误差。
详细描述工具、夹具和机床是机械加工中的重要组成部分，它们的制造精度直接影响着零件的加工精度。
例如，刀具的制造误差会导致加工表面的粗糙度不均匀，夹具的定位精度不高会导致零件的位置精度偏差，机床的主轴回转误差则会影响零件的圆度等。
调整误差是由于加工过程中的调整不准确而导致的误差。
详细描述在机械加工过程中，需要对工具、夹具和机床进行多次调整，如刀具的更换、夹具的定位、机床的校准等。
由于调整过程中的人为操作和设备本身的特性，往往会产生一定的调整误差。
例如，刀具的安装角度偏差会影响切削深度和表面粗糙度，夹具的调整不当会导致零件的定位不准确。
总结词VS总结词测量误差是由于测量设备的精度限制和测量方法的不完善而导致的误差。
要点一要点二详细描述测量是机械加工中不可或缺的一环，但由于测量设备的精度限制和测量方法的不完善，往往会产生测量误差。
例如，使用卡尺测量时，由于卡尺的刻度精度有限，会导致测量结果存在误差；同时，测量方法的不正确也会导致误差的产生。
如测量时没有保证工件与卡尺之间的平行度或垂直度，就会产生测量误差。
02减小机械加工误差的措施直接减小或消除误差法直接减小或消除误差法是通过直接减少或消除原始误差来降低加工误差的方法。
例如，通过提高机床的几何精度、减小刀具和夹具的制造误差、提高工件的定位精度等措施，可以有效地减小加工误差。
机械加工中典型定位误差的计算
影响机械加工精度的因素
影响机械加工精度的因素机械加工系统（简称工艺系统）由机床、夹具、刀具和工件组成。
影响加工精度的原始误差主要包括以下几方面：1) 工艺系统的几何误差（包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损）；2) 工件装夹误差；3) 工艺系统受力变形引起的加工误差；4) 工艺系统受热变形引起的加工误差；5) 工件内应力重新分布引起的变形；6) 其它误差（包括原理误差、测量误差、调整误差）。
一、工艺系统的几何误差（一）机床的几何误差加工中，刀具相对于工件的成形运动，通常都是通过机床完成的，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。
机床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有：主轴回转误差、导轨误差和传动误差。
1. 主轴回转误差主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。
为便于分析，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摇摆三种不同形式的误差。
2．导轨误差导轨是确定机床各主要部件相对位置关系的基准。
（1）导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响（2）导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响（3）导轨间的平行度误差对加工精度的影响3．传动链误差传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差，一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
（二）刀具的几何误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。
采纳定尺寸刀具（例如钻头、铰刀、键槽铣刀、圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸误差和磨损将直接影响工件尺寸精度。
采纳成形刀具（例如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具的外形误差和磨损将直接影响工件的外形精度。
对于一般刀具（例如车刀、镗刀、铣刀等），其制造误差对工件加工精度无直接影响。
（三）夹具的几何误差夹具的作用是使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，夹具的几何误差对工件的加工精度（特殊是位置精度）有很大影响。
二、装夹误差装夹误差包括定位误差和夹紧误差两个部分。
（一）定位误差的概念因定位不精确而引起的误差称为定位误差。
机械加工精度定位误差--例题
例4：工件尺寸及工序要求如图a）所示，欲加工键槽 并保证尺寸45mm及对内孔中心的对称度0.05mm，试 计算按图b）方案定位时的定位误差。
解：（1）求45的定位误差 1）工序基准是外圆下母线， 定位基准是外圆的轴线，两 者不重合， ΔB =0.11/2=0.055mm。 2）以外圆在V型块上定位，
解：（1）求45的定位误差 1）工序基准是外圆下母线， 定位基准是孔的轴线，两者 不重合， ΔB =0.11/2=0.055mm。 2）以孔在间隙心轴上水平 放置定位，
ΔY=(0.021+0.042-0.007)/2≈0.028mm
3）工序基准不在定位基面上
ΔD=ΔY+ΔB=0.028+0.105=0.133mm
0.11 Y 2sin 45 0.078mm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3）工序基准在定位基面上 ΔD=ΔY±ΔB “+”、“-”的判别： 当定位基面直径由大变小，
定位基准朝下变动；若定位基准 位置不动时，工序基准朝上变动； 两者的变动方向相反，取“-”号。 所以45的定位误差为
ΔD=ΔY-ΔB=0.078-0.055 =0.023mm
（2）求对称度0.05的定位 误差 1）工序基准是孔轴线，定 位基准是外圆轴线，两者不 重合， ΔB =0.05=0.05mm。 2）以外圆在V型块上定位， 定位基准在水平方向无位移，
ΔY=0 3）ΔD=ΔB=0.05mm
例1：下图所示为工件铣槽工序简图，求ΔB。 ΔB = 2ΔL
例2：如图所示，以A面定位加工φ20H8孔，求加工尺 寸40±0.1mm的定位误差。
解： 工序基准B与定位基准A
不重合，因此存在基准不重 合误差。
ΔB=0.05+0.1=0.15mm
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定位误差计算实例3
（3）工序尺寸A3 定 位 误 差 计 算 实 例
工序基准为孔的下母线，定位基准为孔的轴线 TD Td1 TD Y B 2 2 工序基准在定位基 面上，定位基面（孔） 变大，定位基准下移； 定位基准不动，工序基 准下移。 TD Td1 TD D Y B 2 2
定 位 误 差 计 算 实 例
故，ΔD=ΔB=0.15mm
平面定位时定位误差的计算
定位误差计算实例2
例2：如图所示，工件以内孔在定位销上定位铣槽， 要求保证加工尺寸，求其定位误差。 定 位 误 差 计 算 实 例
以内孔定位心轴垂直放置时定位误差的计算
定位误差计算实例2
解： 1）定位基准与工序基准重合，ΔB =0。 2）定位销垂直放置 ΔY=Xmax=Dmax-dmin=TD+Td 定 位 误 差 计 算 实 例 3）ΔD=ΔY=TD+Td
定位误差
圆孔 面
平面 及V型 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
V型面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
V型面
二、常见定位方式的定位误差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
平面 及V型 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
平面 及V型 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定 位 以上是定位基准变动方向与加工尺寸方向相同 误 差 时，基准位移误差等于定位基准的变动范围。当两者 的 方向之间有夹角α时，基准位移误差等于定位基准变 概 动范围在加工尺寸方向上的投影，即 念 与 Y Ti cos 计 算
（3）工件以外圆定位
1）将工件放置在支承钉或支承板上 定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
D Y B TD Td1 2 TD 2
工序基准为孔的上母 线，定位基准为孔的 轴线
定位误差计算实例3
（2）工序尺寸A2
定 位 误 差 计 算 实 例
工序基准与定位 基准重合 ΔB=0
Y
TD Td1 2
TD Td1 2 0 TD Td1 2
D Y B
d 2 sin
2
d Td 2 sin
2
Td 2 sin
2
3）工件以外圆在V形块上定位
定 位 Td 误 Y 差 2 sin 2 的 概 如在加工尺寸方向上与垂直方向有一夹角β，则 念 在加工尺寸方向上的基准位移误差为 与 计 Td Y cos 算
2 sin 2
V形块的对中性好，所以沿其水平方向的位移量为零。 如工件的加工尺寸方向与垂直方向相同，则在加 工尺寸方向上的基准位移误差为：
（2）工件以圆孔在圆柱销（心轴）上定位 1）垂直放置时（任意边接触）
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
定位基准偏移可以在任
意方向上偏移；其最大
偏移量即为定位副直径
方向的最大间隙。
ΔY=Xmax=Dmax—dmin
15
（2）工件以圆孔定位 2）水平放置时(单边接触）
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
定位误差计算实例3
例3：如下图所示，用工件内孔定位铣键槽时，其工 序尺寸分别为A1、A2、A3、A4 、A5 ，求各工序尺寸 定 的定位误差。 位 定位心轴尺寸为： 误 0 d1 Td 差 1 计 算 实 例
以内孔定位时,不同工序基准定位误差的计算
定位误差计算实例3
解： （1）工序尺寸A1 定 位 TD 误 B 2 差 计 心轴水平放置 TD Td1 Y 算 2 工序基准在定位基面上，定位基面（孔）变大， 实 例 定位基准下移；定位基准不动，工序基准上移。
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
圆柱 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面
垂直 面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
ΔY=0
（3）工件以外圆定位
2）将工件放置在定位套里 若与定位套有间隙且定位基准变动方向与加工尺寸 定 位 方向之间无夹角。 TD Td 误 水平放置（单边接触） Y 2 差 的 概 念 与 计 算
（3）工件以外圆定位
2）将工件放置在定位套里 定 若与定位套有间隙且定位基准变动方向与加工尺寸 位 方向之间无夹角。 误 差 垂直放置（任意边接触） ΔY=Xmax=Dmax-dmin 的 概 念 与 计 算
α
B
A
1.基准不重合误差
h±Th O
α α
B
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
工序基准B的变动方向与加 工尺寸 h±Th 之间的夹角为α ΔB1 =2Tbcosα
A
工序基准A的变动方向与加工尺寸 h±Th 之 间的夹角为90°-α ΔB2 =Tacos(90°-α)=2Tasinα ΔB = ΔB1 + ΔB2 =2Tbcosα+ 2Tasinα
定位误差计算实例3
（4）工序尺寸A4 定 位 误 差 计 算 实 例
工序基准为外圆的下 母线，定位基准为孔 的轴线
B
Y
Td 2
2
TD Td1
工序基准不在定位基面上
D Y B TD Td1 2 Td 2
定位误差计算实例3
（5）工序尺寸A5 定 位 误 差 计 TD Td1 Y 算 2 实 工序基准不在定位基面上 例 TD Td1 Td D Y B 2 2
1.基准不重合误差
例1：下图所示为工件铣槽工序简图，求ΔB。
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
ΔB = 2ΔL
1.基准不重合误差 以上例子是工序基准的变动方向与加工尺寸方向 定 相同，当两者方向之间有夹角α时，基准不重合误差 位 等于定位尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即 误 差 B TS cos 的 概 念 与 计 算
16
（2）工件以圆孔在圆柱销（心轴）上定位
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
Dmax d min Dmin d max Y O1O2 OO1 OO2 2 2
Dmax Dmin d max d min 1 TD Td 2 2 2
（2）工件以圆孔定位 3）若圆孔与定位销或定位心轴之间无间隙（如 使用弹性可涨心轴），定位基准不偏移，ΔY=0。
2.基准位移误差
由于定位副的制造公差及最小配合间隙的影响， 定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
造成定位基准在加工尺寸方向上产生变动，导致一批 工件的位置不一致，从而给加工尺寸造成误差，这个
误差称为基准位移误差，用ΔY表示。其大小等于定位
基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量。
2.基准位移误差 下面分析几种常见的定位方式产生的基准位移误 定 差的计算方法： （1）工件以平面定位 位 误 基准位移误差ΔY=0 差 的 概 念 与 计 算
定 位 误 差 计 算 实 例
定位误差计算实例4
（3）A3的定位误差 1）工序基准是圆柱上母线， 定位基准是圆柱轴线，两者不 重合， ΔB3 =Td/2。 2）以圆柱面在的V形块上定 位时，
第三节 定位的误差
本节教学重点：
本 节 教 学 重 点 定位误差的计算。
第三节 定位的误差
一、定位误差的概念与计算
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算 由于工件在夹具中定位不准确所引起的加工误差,
称为定位误差，用ΔD表示。
它包括基准不重合误差和基准位移误差。
一、定位误差的概念与计算
1.基准不重合误差
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
平面
平面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
常 见 定 位 方 式 的 定 位 误 差
定位 基面
限位 基面
定位简图
定位误差
圆孔 面及 平面
圆柱 面及 平面
二、常见定位方式的定位误差
定位方式
ห้องสมุดไป่ตู้
（3）工件以外圆定位 2）将工件放置在定位套里
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
若与定位套无间隙时（如三爪卡盘）
ΔY=0
（3）工件以外圆定位 3）工件以外圆在V形块上定位
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
3）工件以外圆在V形块上定位
定 位 误 差 的 概 念 与 计 算
Y O1O2
1.基准不重合误差
例2：如下图，要求保证加工尺寸h±Th，工件以平面 A和B为定位基准，而工序基准为孔的中心O，属基准 的重合，两个定位（联系）尺寸分别为 a±Ta ， b±Tb ，工序基准B的方向与加工尺寸h±Th之间的夹 角为α，求加工尺寸h±Th的基准不重合误差。