第二章工件在夹具中的定位与工件的夹紧

第二章工件在夹具中的定位与工件的夹紧内容摘要：

a) (b) 图 )H1定位误差产生分析 (a) (b) 图 )H2定位误差产生分析 (a) (b) 图 )H3定位误差产生分析 孔中心 (定位基准 ) 1O —— 轴中心 (对刀基准 )，加工一批工件时，位置不 变 d—— 轴 max 直径 △ d—— 轴公差 D—— 孔 min 直径 △ D—— 孔公差 R、△ R—— 工件外圆半径、公差 分析：本工序加工要求为 H1 或 H2 或 H3。 ① 对 H1：为上下方向的尺寸，定位基准是 O2，工序基准是 A。 1) 当 d=D 时 (工件定位基面与定位元件工作表面重合，称定位付准确 )，最小配合间隙为 0， O1 与 O2 重合： 当工序尺寸为 H1 时，工序基准 A 与定位基准 O2 不重合，△ R 直接影响 H1； 当工序尺寸为 H 时，工序基准 O2 与定位基 准 O2 重合，无这项误差。 基准不重合误差 (△ jb)：因工序基准与定位基准不重合 (原因 )，用调整法加工一批工件时 (条件 ) ，引起工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上产生的最大变化量 (结果 )，称为基准不重合误差。 把工序基准与定位基准之间的联系尺寸称 定位尺寸 ，△ jb 的值就是该定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。 由上定义知，当 d≠ D 时， 工件平移并不影响△ jb。 2) 当 d≠ D 时 (称定位付不准确，因设计、制造原因产生 )， O2 与 O1 不重合： 工件向下产生最大平移，即 O2 相对 O1 在加工尺寸方向上向下产生的 最大变化量1/2(Dmax－ dmin)，也影响 H1 产生误差。 基准位移误差 (△ db)：因定位付不准确 (原因 )，用调整法加工一批工件时 (条件 )，引起定位基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量 (结果 )，称为基准位移误差。 上述△ jb、△ db 均影响 H1，把综合影响称定位误差△ dw，由图 )知： △ dw=△ jb+△ db。 定位误差 (△ dw)：因工序基准与定位基准不重合和定位付不准确 (原因 )，用调整法加工一批工件时 (条件 )，引起工序基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量 (结果 )，称为定位误差。 由此可见， 定位误差值是一批工件可能产生的最大定位误差范围，它是一个界线值，并非某个工件的定位误差值。 ② 对 H2：为上下方向尺寸，定位基准是 O2，工序基准是 C，由图 )知： △ jb=△ D/2 △ db=1/2(Dmax－ dmin) △ dw =△ jb+△ db ③ 对 H3：为上下方向的尺寸，定位基准是 O2，工序基准是 B，由图 )知： △ jb=△ D/2 △ db=1/2(Dmax－ dmin) △ dw=△ db－△ jb 可见 △ db 与工序基准变化无 关。 ⑵ 结论 ① 工件定位的任务： a) 确定：限制了应该限制的自由度 b) 正确：△ dw≤ 1/3T ② △ dw 产生的原因： a) 基准不重合 b) 定位付不准确 ③ 定位≠限制自由度 ④ 定位：指一批工件的定位基准先后和夹具上的定位元件相接触，限制了满足该工序加工要求应该限制的自由度，同时使该工序的工序基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量小于三分之一工序位置尺寸的公差。 2．△ jb 与△ db 的合成规律，由上分析知： ⑴ 当△ jb 与△ db 无共同变量因素时，称其“独立”（ 当工序基准不在定位基面上时，一定“独立”），合成“ +”； ⑵ 当△ jb 与△ db 有共同变量因素时，称其“相关”（ 当工序基准在定位基面上时，一定“相关”），合成：同‘－’异‘ +’ —— 在加工尺寸方向上，工件的工序基准与工件与定位元件的定位接触点位于工件定位基准同侧时，合成‘－’，异侧时，合成‘ +’。 3．定位单个典型表面时定位误差的分析计算 ⑴ △ jb 的计算 首先找到加工尺寸方向上的工序基准和定位基准→其次找到定位尺寸→最后把定位尺寸公差向加工尺寸 方向上投影即得△ jb。 [例 ] 如图 (a)所示工件以 A 面定位加工孔面，计算△ jb。 分析： a) 工序基准为 C、定位基准为 A，其联系尺寸 L 为定位尺寸； b) 计算定位尺寸：解如图 (b)所示， L 尺寸为封闭环的尺寸链得： L177。 △ L=177。 c) 因定位尺寸方向与工序位置尺寸方向一致，即有△ jb=2△ L= [例 ] 如图 所示工件以 A、 B 面定位加工平面，计算△ jb。 分析：工序尺寸为 h，工序基准为孔中心线，定位基准为 A、 B 面，定位尺寸为 a、 b两个尺寸， a、 b 的变化均产生△ jb，但方向与 h 不一致，需投影： 见图 )， a 的影响：△ jba=2 a sin 见图 )， b 的影响：△ jbb=2 b cos △ jb=△ jba+△ jbb 图 铣平面△ jb 分析 图 平面定位误差分析 (a) (b) 图 镗孔△ jb 分析 =2 a sin +2 b cos ⑵ △ db 的计算 ① 工件以平面定位，定位基准是平面本身，△ db=0。 [例 ]如图 所示两种方案铣平面，试分析定位误差。 分析 T= 方案 (a)：△ jb= △ db=0 ∴△ dw=＞ 1/3T 此方案不可用 方案 (b)：△ jb=0 △ db=0 ∴△ dw=0 此方案可用 ② 工件以圆孔面定位，一般定位基准为孔中心线。 D、△ D—— 孔径、孔公差； d、△ d—— 轴径、轴公差； △ min —— 最小配合间隙 a) 静配合定位： △ db=0 b) 动配 合定位： 固定单边接触 (一批工件定位，与轴的接触点位置固定 )： 在位移方向： △ db=1/2(△ D+△ d +△ min) 在垂直位移方向： △ db=0 任意边接触 (一批工件定位，与轴的接触点位置不定 )，在任何方向有： △ db=177。 1/2(△ D+△ d +△min) [例 ] 如图 所示，工件以内孔 DD 在心轴 d－d 上固定单边接触或任意边接触定位加工平面，试分析工序尺寸分别为 h h h3 (工序基准为外圆中心线 )、 h h5 时的定位误差。 分析：若工件外圆和内孔的同轴度误差为△ b。 固定单边接触，接触点为 B，不考虑内孔与外圆的同轴度误差△ b，结果见表。 表 固定单边接触定位误差分析 工序尺寸 △ jb △ db △ dw 备注 h1 △ R 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ D+△ d+△ min)+ △ R 独立“ +” h2 1/2△ D 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ d+△ min) 相关同“－” h3 0 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ D+△ d+△ min) h4 1/2△ D 1/2(△ D+△ d+△ min) △ D＋ 1/2(△ d+△ min) 相关异“＋” h5 △ R 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ D+△ d+△ min) + △ R 独立“ +” 图 圆孔定位误差分析 固定单边接触定位误差分析 (考虑内孔与外圆的同轴度误差△ b) 工序尺寸 △ jb △ db △ dw 备注 1h △ R +△ b 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ D+△ d+△ min) △ R +△ b 独立“ +” 2h 1/2△ D 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ d+△ min) 相关同“－” 3h 0 +△ b 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ D+△ d+△ min) +△ b 4h 1/2△ D 1/2(△ D+△ d+△ min) △ D＋ 1/2(△ d+△ min) 相关异“＋” 5h △ R +△ b 1/2(△ D+△ d+△ min) 1/2(△ D+△ d+△ min) △ R +△ b 独立“ +” 任意边接触定位误差分析 (不考虑内孔与外圆的同轴度误差△ b) 工序 尺寸 △ jb △ db 上 =△ db 下 △ dw 备注 1h △ R 1/2(△ D+△ d+△ min) △ jb+△ db 上 +△ db 下 =△ R+△ D+△ d+△ min 独立“ +” 2h 1/2△ D 1/2(△ D+△ d+△ min) (△ db 上 +△ jb) +(△ db 下 －△ jb) =△ D+△ d+△ min 上移：△ jb 与△db 上 异 + 下移：△ jb 与△db 下 同－ 3h 0 1/2(△ D+△ d+△ min) △ D+△ d+△ min 4h 1/2△ D 1/2(△ D+△ d+△ min) (△ db 上 －△ jb) +(△ jb+ △ db 下 ) =△ D+△ d+△ min 上移：△ jb 与△db 上 同－ 下移：△ jb 与△db 下 异 + 5h △ R 1/2(△ D+△ d+△ min) △ jb+△ db 上 +△ db 下 =△ R+△ D+△ d+△ min 独立“ +” ③ 工件以外圆定位 1) 最常见的是工件以外圆在 V 形块上定位，定位基准是外圆中心线。 当工件外圆直径发生变化时，其中心线在 V 型块对称面上上下移动，如图 所示， d、 T(d)为工件外圆直径、公差，分析计算△ db： 由图知 sin( /2)=［ T(d)/2］ /△ db △ db=T(d)/2sin( /2) 当  =60186。 时 △ db= T(d) 当  =90186。 时 (以后 不告诉均为 90186。 ) △ db=(d) 当  =120186。 时 △ db= T(d) 由上结果知： V 型块夹角越小，△ db 越大，但对中性越好； V 型块夹角越大，△ db 越小，但对中性越差。 [例 ]如图 所示，工件以外圆在 V 型块上定位铣键槽 b，试分析当工序尺寸分别为 L L L3 时的定位误差。 图 V 形块定位铣键槽 [解 ]分析如下表 表 形块定位误差分析 工序尺 寸 △ jb △ db △ dw 备注 L1 0 (d) (d) L2 T(d) (d) T(d) 相关异“ +” L3 T(d) (d) T(d) 相关同“－” 图 V 形块定位误差分析 e 0 图 V 形块定位误 差分析 do e 0 2) 工件以外圆支承定位，定位基准是接触的点或线，所以有△ db=0 [例 ] 见图 所示工件以外圆 d177。 T(d)/2 双支承定位，试分析定位误差。 图 双支承定位 [解 ]认为定位基准是接触的两母线，分析如表。 表 双支承定位误差分析一 工序尺寸 △ jb △ db △ dw 备注 △ p T(d)/2 0 T(d)/2 L1 T(d)/2 0 T(d)/2 L2 T(d) 0 T(d) L3 0 0 0 认为定位基准是中心线，分析见表 表 双支承定位误差分析二 工序尺寸 △ jb △ db △ dw 备注 △ p 0 T(d)/2 T(d) /2 L1 0 T(d)/2 T(d)/2 L2。