【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 mm； T ──工件的加工 誤差，單位為 mm。 10 定位誤差產(chǎn)生的原因 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主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差；二是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。 誤差分類 Y 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用Δ Y 表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也不同。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合， 即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙?？砂聪率接?jì)算： Δ Y = amax amin = 1/2 (Dmax dmin) = 1/2（δ D +δ d） 式中Δ Y──基準(zhǔn)位移誤差單位為 mm； Dmax──孔的最大直徑單位為 mm； dmin──軸的最小直徑單位為 mm。 δ D ──工件孔的最大直徑公差，單位為 mm； δ d──圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為 mm。 基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差Δ Y值，以提高定位精度。 B 加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用Δ B 表示。此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。 11 誤差計(jì)算： Δ B —— 基準(zhǔn)不重合誤差 δ i —— 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間的尺寸鏈各組 環(huán)公差 β —— δ i 方向與加工尺寸方向間的夾角 定位誤差是兩誤差的合成即：Δ D=ΔB+ΔY 在圓柱間隙配合定位和 V 形塊中心定位中，當(dāng)基 準(zhǔn)不重合誤差和位移誤差都存在時(shí)，定位誤差的合 成需判斷“＋”、“－”號(hào)。 例如下圖 21 圖 11 V形塊中 Δ B＝ δd ／ 2 當(dāng)Δ B與 ΔY 的變動(dòng)方向相同時(shí) ： ΔD ＝ ΔB ＋ ΔY ＝ 當(dāng)Δ B與 ΔY 的變動(dòng)方向相反時(shí) ΔD ＝ ΔB － ΔY ＝ 12 工件組合定位應(yīng)注意問題 工件常以平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面、圓錐面等的各種組合，工件組合定位時(shí)，應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵性問題。 ，實(shí)現(xiàn)工件的完全定位或不安全定位。 。 ，一些定位元件單獨(dú)使用時(shí)限制沿坐標(biāo)方向的自由度，而在組合定位時(shí)則轉(zhuǎn)化為限制繞坐標(biāo)軸方向的自由度。 ，應(yīng)特別注意定位元件所限制的自由度與加工精度關(guān)系，以滿足加工要求。 因工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)發(fā)生位移、定位基準(zhǔn)與工序其準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差。基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差分別獨(dú)立、互不相干，它們都使工序基準(zhǔn)位置產(chǎn)生變動(dòng)。定位誤差包括基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差。當(dāng)無基準(zhǔn)位移誤差時(shí)，Δ Y=0；當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合時(shí)，ΔB=0；若兩項(xiàng)誤差都沒有，則Δ D=0。分析和計(jì)算定位誤差的目的，是為了對(duì)定位方案能否保證加工要求，有一個(gè)明確的定量概念，以便對(duì)不同定位方案進(jìn)行分析比較，同時(shí)也是在決定定位方案時(shí)的一個(gè)重要依據(jù)。 工件以兩孔一面定位 組合定位方式很多，常見的組合 方式：一個(gè)孔及其端面，一根軸及其端面，一個(gè)平面及其上的兩個(gè)圓孔。生產(chǎn)中最常用的就是“一面兩孔”定位，如加工箱體、杠桿、蓋板支架類零件。采用“一面兩孔”定位，容易做到工藝過程中的基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的相對(duì)位置精度。 工件采用“一面兩孔”定位時(shí)，兩孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是定位需要專門設(shè)計(jì)的工藝孔。相應(yīng)的定位元件是支承板和兩定位銷。當(dāng)兩孔的定位方式都選用 短圓柱銷時(shí)，支承板限制工件三個(gè)自由度；兩短圓柱銷分別限制工件的兩個(gè)自由度；有一個(gè)自由度被兩短圓柱銷重復(fù)限制，產(chǎn)生過定位現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生工件不能安裝的現(xiàn)象。因此，必須正確處理過定位，并控制各定位元件對(duì)定位誤差的綜合影響。為使工件能方便地安裝到兩短圓柱銷上，可把一個(gè)短圓柱銷改為菱形銷，采用一圓柱銷、一 13 菱形銷和一支承板的定位方式，這樣可以消除過定位現(xiàn)象，提高定位精度，有利于保證加工質(zhì)量。 菱形銷，應(yīng)用較廣，其尺寸見下表 11。 表： 11 菱形銷的尺寸 d 3～ 6 6～ 8 8～ 20 20～24 24～30 30～40 40～50 B d1 d2 d3 d4 d5 d6 b1 1 2 3 3 3 4 5 b 2 3 4 5 5 6 8 14 2 工件的夾緊 在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。 工件定位后將工件固定并使其 在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。 夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成。 （ 1）動(dòng)力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。手動(dòng)夾緊的力源來自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。 （ 2）傳力機(jī)構(gòu) 它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦 消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重。 （ 3）夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。 夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： （ 1）工件不移動(dòng)原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 （ 2）工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 （ 3）工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及 15 不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。 （ 4）安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 （ 5）經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。 確定夾緊力的基本原則 夾緊力三要素 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的 方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則： （ 1）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 （ 2）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 （ 3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 夾緊力作用點(diǎn)是指 夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則： （ 1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之 16 外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。 （ 2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加 可靠。 （ 3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。 夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。 理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率 等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即 Fwk = KFw 式中 Fwk—— 實(shí)際所需夾緊力，單位為 N； Fw—— 在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為N； K—— 安全系數(shù)，粗略計(jì)算時(shí)，粗加工取 K＝ ～ 3，精加工取K＝ ～ 2。 夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的夾緊裝置。 17 減小夾緊變形的措施 有時(shí)一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊 點(diǎn)。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。 若高支座可采用增加一個(gè)