【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。 定位誤差分析 六點(diǎn)定位原則解決了消除工件自由度的問(wèn)題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問(wèn)題。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問(wèn)題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱(chēng)為定位誤差，用Δ D表示。 在工件的加工過(guò)程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工公差 T的 1/5~1/3， 即： Δ D≤ (1/5～ 1/3)T 式中 Δ D──定位誤差，單位為 mm； T ──工件的加工誤差，單位為 mm。 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。 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(chēng)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(wú)間隙配合，即孔的中心線(xiàn)與軸的中心線(xiàn)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(xiàn)與軸的中心線(xiàn)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： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) `` 13 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(xiāo)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。 加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線(xiàn)時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線(xiàn)。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(chēng)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。 常見(jiàn)的定位方式中基準(zhǔn)位移誤差 、圓柱心軸中心定位 計(jì)算式：Δ Y＝ Xmax=δ D+δ d0+Xmin（定位心軸較短） Xmax 工件定位后最大配合間隙 δ D 工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差 δ d0 圓柱定位銷(xiāo)或圓柱心軸的直徑公差 Xmin 定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì) 而定 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 當(dāng)工件用長(zhǎng)定位心軸定位時(shí)，需考慮平行度要求 計(jì)算式：Δ Y＝ Xmax=（δ D+δ d+Xmin） L1／ L2 L1 加工面長(zhǎng)度 L2 定位孔長(zhǎng)度 計(jì)算式：Δ Y＝ Xmax=δ D0+δ d+Xmin δ D0 定位套的孔徑公差 δ d 工件定位外圓的直徑公差 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 平面支承定位的位移誤差較容易計(jì)算，當(dāng)忽略支承誤差且定位基準(zhǔn)制作精度較高時(shí)，工序尺寸的基準(zhǔn)位移誤差視為零。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) `` 14 形體定心定位 若不計(jì) V形體制造誤差，僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，工件的定位中心會(huì)發(fā)生偏移即 O1O2＝ T1－ T2，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 即：Δ Y＝ O1O2= T1－ T2 故： 對(duì)于 90176。 V形體Δ Y＝ d 定位誤差的合成 定位誤差是兩誤差的合成即：Δ D=Δ B+Δ Y 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： V形塊中 Δ B＝δ d／ 2 當(dāng)Δ B與Δ Y 的變動(dòng)方向相同時(shí)Δ D＝Δ B＋ Δ Y＝δ d／ 2+Δ Y 當(dāng)Δ B與Δ Y 的變動(dòng)方向相反時(shí)Δ D＝Δ B－Δ Y＝δ d／ 2－Δ Y 工件的夾緊 在機(jī)械加工過(guò)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。 第一節(jié)、夾緊裝置的組成及其設(shè)計(jì)原則 工件定位后，將工件固定并使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的裝置，稱(chēng)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。 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(lái)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(lái)自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。 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?。痪哂幸欢ǖ淖枣i性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) `` 15 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。 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(guò)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： 工件不移動(dòng)原則 夾緊過(guò)程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 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。 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)。 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。 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。 定夾緊力的基本原則 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： 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。 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。 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。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) `` 16 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(wèn)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： 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外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。 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?jiàn)A緊更加可靠。 夾緊力可的作用點(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(guò) 小則夾緊不牢靠，在加工過(guò)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(guò)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(lèi)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(guò)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(wèn)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)出較為理想的夾緊河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) `` 17 裝置。 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(chē)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。 ，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過(guò)調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 。 若高支座可采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力 ，就可以使工件獲得滿(mǎn)意的夾緊狀態(tài)。 ，用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。 ，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過(guò)剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。 ，應(yīng)保證形 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。 對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度 而需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿(mǎn)足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類(lèi)夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行的。 工件的組合定位 工件組合定位應(yīng)注意問(wèn)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(wèn)題。 1．合理選擇定位元件，實(shí)現(xiàn)工件的完全定位或不安全定位。 2．按基準(zhǔn)重合原則選擇定位基準(zhǔn) 。 3．組合定位中，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。 4．從多種定位方案中選擇定位元件時(shí)，應(yīng)特別注意定位元件所限制的自由度與加河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) `` 18 工精度關(guān)系，以滿(mǎn)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