4.8工件在夹具中的误差与误差估算（课件）- 《 机械加工技术》同步教学（清华版·2017）

单元四　机床夹具及其设计方法 导　　读 模块一 工件的定位 模块二 工件的夹紧 模块三　车床夹具 模块四　铣床夹具 模块五　钻床夹具 模块六　镗床夹具 模块七 高效机床夹具 模块八 工件在夹具中的误差与误差估算 模块九　专用夹具设计方法 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 一、 工件在夹具中的加工误差的组成 工件在夹具中的加工误差一般由定位误差△D、夹紧误差△J、夹具装配与安装误差△P和加工方法过程误差△m四部分组成。 1. 定位误差△D 定位误差是指一批工件在用调整法加工时，仅仅由于定位不准所引起的工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围，用△D表示。 在工件的加工过程中，产生误差的因素很多，定位误差仅是加工误差的一部分。为了保证加工精度，一般限定定位误差△D不超过工件加工公差δ的1/5~1/3，即 工件逐个在夹具中定位时，各个工件定位不准的原因主要 是基准不重合，而基准不重合又分为两种情况：一是定位基准 与限位基准不重合，产生的定位基准位移误差△Y；二是定位基 准与工序基准不重合，产生的基准不重合误差△B。 计算公式为： 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 （1）定位基准位移误差 由于定位副的制造误差或定位副之间配合间歇所导致的定位基准在工序 尺寸方向上的最大可能的位置变动量，称为基准位移误差，用△Y表示。不 同的定位方式，基准位移误差的计算公式也不同。 例4-1 如图4-80所示，工件以圆柱孔在心轴上定位铣键槽，要求保证尺寸B和A。其中尺寸B由铣刀宽度保证，而尺寸A由按心轴中心调整的铣刀位置保证。 实际上，如图4-80b所示，心轴和工件内孔都有制造误差，于是工件 套在心轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批 工件的工序尺寸的误差中附加了工件工序基准变动误差，其变动量即为最大 配合间隙。可按下式计算： 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 图4-80 基准位移误差 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 （2）定位基准与工序基准的基准不重合误差△B 基准不重合误差△B的数值，等于同批工件工序基准与定位基准之间距 离尺寸的公差在工序尺寸方向上的投影。 例4-2 图4-81是以平面定位，加工工件的一个缺口。 图4-81 平面定位 时的基准不重合误差 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 （3）定位误差的计算方法 1）几何法。定位误差的计算可按定位误差的定义，画出一批工件定位 时可能产生定位误差的工序基准的两个极端位置（如例4-1），再通过几何 关系直接求得，即所谓的几何法求解定位误差。 2）公式法。定位误差的计算也可根据定位误差的组成，按公式 △D=△Y±△B计算得到。但计算时应特别注意公式中“+、—”号的判别。这里有两种情况： ①工序基准在定位基面上：当工件由一种可能极端位置变为另一种可能 极端位置时，如果定位基准位置的变动方向与工序基准相对于理想定位基准 位置的变动方向一致，公式中取“+”号，反之取“—”号。 ②工序基准不在定位基面上：此时公式中取“+”号。 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 定位误差计算举例 工序基准在定位基面上，公式法计算定位误差时加、减符号的判别举例 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 工序基准不在定位基面上，公式法计算定位误差时加、减符号的判别举例 定位误差计算举例 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 （4）关于定位误差的几点结论 1）定位误差只发生在用调整法加工一批工件时，如果工件逐个用试切法加工，则不存在定位误差。 2）定位误差是工件定位时由于定位不准而产生的加工误差。它的表现形式为工序基准相对于被加工表面可能产生的最大尺寸或位置变动量。它的产生原因是工件制造误差、定位元件制造误差、两者配合间隙及基准不重合。 3）定位误差由基准位移误差和基准不重合误差两部分组成。但不是在任何情况下二者都存在。当定位基准无位置变动时△Y =0；当定位基准与工序基准重合时△B=0。 4）在先进的数控机床上，只要将工件可靠地装夹，检测装置就可以准确测定工件的位置，然后控制刀具到达预定位置，因此可以不必考虑定位误差的影响。 模块八 工件在夹具中的加工误差与夹具误差估算 2. 夹紧误差△J 夹紧误差指工件夹紧变形在工件上产生的误差，其大小是工件基准面至刀具调整面之间距离的最大与最小尺寸之差。它包括工件在夹紧力作用下的弹性变形、夹紧时工件发生的位移量或偏转量（这