第六章定位误差

都是合理的定位方式。
考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度， 再以相应定位点去限制。
(3)欠定位与过定位
工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，
在实际生产中是绝对不允许的。 工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的
定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合 理的。
过定位造成的后果： （1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差； （2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销） 过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。
空间得到唯一确定的位置，此即
六点定位原理。
实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，
视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定
定位与夹紧的区别：
定位是使工件占有一个正
确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。 (2)完全定位与不完全定位 工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位，
允许少于六点的定位称为不完全定位。
jw2 O1O 2 Td 1 2 sin 2
jb2
dw2

j w2
Td 1 ( 1) 2 sin 2
(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差
② 工序尺寸以H2标注，其定位误差也可以这样求得：
Δd2=A1A2=A1O1+43;1 α + sin sin 2 2 2 2 2 2
(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差
工件在V形块上定位（ V形块是一种对中——定心元件）
(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差
① 工序尺寸以H1标注（设计基准为工件轴心线，定位基准也 是工件轴心线），其定位误差为： a .基准不重合误差：Δdjb1=0
b. 但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工 件外圆中心在V形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基 准位置误差：
辅助时间，提高了成品率，降低了成本。 （3）扩大机床的加工范围 如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。 （4）减轻工人劳动强度
二、工件在夹具中的定位
工件定位目的：使同批工件在机床或夹具上有正确位置
1. 工件的定位方法
(1)直接找正定位 效率低，适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况 (2)划线找正定位
适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工
(3)夹具中定位 效率高，易保证质量，广泛用于批量生产
2. 工件在夹具中的定位
(1)六点定位原理
未定位工件在空间有六个自由度， 定位就是限制其自由度。 合理布置六个定位支承点，使工 件上的定位基面与其接触，一个 支承点限制工件一个自由度，使
工件六个自由度被完全限制，在
① 心轴垂直放置（图6.22（a））
dw O1O2 Dmax d min ( D TD ) (d Td ) TD Td ( D d ) TD Td min max
6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算 (3)工件以内孔表面定位时的定位误差
Y
2.导向定位基准 （限制2个自由度）
3.止动定位基准 （限制1个自由度）
X
图 6-9 六点定位原理
6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算 (1) 工件以平面定位时的定位误差
平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略(即 △jw=0)，所以定位误差主要由基准不重合引起。
6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算 (1) 工件以平面定位时的定位误差
4）外圆定心夹紧
三爪卡盘、双V形铁定心夹紧、弹簧夹头
外圆定位分析
(4) 工件以其它表面定位
渐开线齿面定位分析
(5) 组合表面定位 1）一个平面和与其垂直的两个孔组合
这种定位属于过定位
解决办法是：
将销2做成
削边销
2）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合
3）一孔和一平行于孔中心线的平面组合
6.2.3 定位误差
(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差
工件在V形块上定位
④ 定位误差分析：
a) 定位误差Δdw 随工件误差Td 的增大而增大；
b) 定位误差Δdw 随V形块夹角α 增大而减小，但稳定性变差； c) 定位误差Δdw 与工序尺寸标注方式有关，Δdw2 ＞Δdw1 ＞ Δdw3 d) 水平方向定位误差Δdw ＝0
第六章 机床夹具设计原理
6.1 机床夹具概述
在机床上用于装夹工件或 引导刀具的装置。 夹具的作用：定位+夹紧
1. 夹具的组成
（1）定位元件 （2）夹紧元件 （3）导向元件（钻套、对刀块） （4）夹具体 此外有连接元件、分度机构、
操作元件等。
2.机床夹具的分类
按使用特点分： （1）通用夹具 （2）专用夹具 （3）成组夹具 （4）组合夹具 （5）随行夹具 按使用机床分：
dw jb jw jw
6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算 (3)工件以内孔表面定位时的定位误差
根据工件装夹时心轴放置位置的不同，可分为如下两种情况： ① 心轴垂直放置（图6.22（a））改错
6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算 (3)工件以内孔表面定位时的定位误差
jw1 O1O 2 O1C - O 2 C d Td d 1 1 2 sin 2 sin 2 2 Td 1 2 sin 2
j b1
dw1

jw 1
Td 1 2 sin 2
(2)工件以外圆柱面定位时的定位误差
②工序尺寸以H2标注（设计基准为工件上母线，定位基准是工 件轴心线），其定位误差为： a .基准不重合误差（由A1下降至A′2 ）：Δdjb2=A1A′2=Td/2 b. 但由于工件的制造误差（外圆直径变化），从而导致工件 外圆中心在V形块的对称轴线上发生上下偏移，即存在基准 位置误差(此时上母线继续下降（由A′2下降至A′′2），下降量 为 O 1 O 2)：
6.2.3.2 常见定位方法的定位误差计算 (3)工件以内孔表面定位时的定位误差
考虑工件孔与定位心轴采用间隙配合，以孔中心线为工序 基准时的定位误差。注意：心轴的中心线位置不变。 此时，工序基准和定位基准都是中心线，基准重合，故
jb 0
但是，由于工件孔和心轴是间隙配合又都有制造误差，所 以存在孔中心线的位置变化，即有基准位置误差，故
6.2.3 定位误差
对一批工件来说，刀具经调整后相对于定位基准的位置是不变的，即工件 被加工表面的位置相对于定位基准的位置也是不变的，所以定位误差就是 工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以△dw 表示。
成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动
的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的。
3. 常见定位方法与定位元件
(1) 工件以平面定位
1) 固定支承（支承钉、支承板、定位分析）
2) 可调支承
多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批 毛坯误差
3) 自位支承
支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应， 一般只限制 一个自由度， 即一点定位。
4) 辅助支承
在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度， 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。
本章只考虑定位误差对加工精度的影响。
上式可写成：
dw T
△dw——定位误差；
ω——除定位误差外，其它因素所引起的误差总和。
定位误差概念
定位误差——由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确 而引起的加工误差，即由工件定位所造成的加工面相对工序 基准的位置误差。 用夹具来定位工件——调整法加工。
ΔDW
b a
工序基准
6.2.3.1 定位误差的组成（来源） 定位误差包括基准不重合误差和基准位置误差
1）基准不重合误差△jb——定位基准与工序基准不一致所引 起的定位误差。
其大小等于工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量（公 差）。
一次安装加工两孔A和B，孔B在X方向定位基准C与设计基 准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差0.2
消除过定位及其干涉的途径：
1. 改变定位元件结构，消除对自由度的重复
限制，如长销改成短销； 2. 提高工件定位基面之间的位置精度，提高 夹具定位元件之间的位置精度，减少或消
除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚
度和定位稳定性。
3. 常见定位方法与定位元件
(1) 工件以平面定位
1) 固定支承（支承钉、支承板）
车床夹具、铣床夹具、 钻床夹具、镗床夹具 按动力源分： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电动夹具、磁力夹具、真空夹具等
3.机床夹具的功用
（1）保证加工精度 零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互 位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。 （2）提高生产率，降低生产成本
快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短
ΔDW
O O1 O2
A
图6-26 定位误差
H
2.4.5 定位误差
定位误差的实例
图 6-27 所示工件以底面 定位铣台阶面，要求保证 尺寸a，即工序基准为工件 顶面。如刀具已调整好位 置，则由于尺寸b的误差会 定位基准 使工件顶面位置发生变化， 图6-27 由于基准不重合引起 的定位误差 从而使工序尺寸a产生误差。
2）基准位置误差△jw——定位基准面和定位元件本身的制
造误差所引起的定位误差。
即工件的定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量。由工件定位面和夹 具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。
6.2.3.1 定位误差的组成 定位误差包括基准不重合误差和基准位置误差
所以，定位误差可表示为
dw jb jw
但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上 均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。 工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响。