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定位基准为孔的轴线 不重合

2018-09-15 13:42 - 织梦58 - 查看:
定位误差阐发计较_数学_天然科学_专业材料。1. 定位误差的计较示例 1. 定位误差的准确叠加 由定位误差发生的缘由可知,定位误差由基准不重合误差 B和基准位移误差 Y构成。 ( 1 )当 B = 0 , Y0 时 , 定 1. 定位误差的计较示例 1. 定位误差的准确叠加 由定

  定位误差阐发计较_数学_天然科学_专业材料。1. 定位误差的计较示例 1. 定位误差的准确叠加 由定位误差发生的缘由可知,定位误差由基准不重合误差 Δ B和基准位移误差Δ Y构成。 ( 1 )当 Δ B = 0 , Δ Y≠0 时 , 定

  1. 定位误差的计较示例 1. 定位误差的准确叠加 由定位误差发生的缘由可知,定位误差由基准不重合误差 Δ B和基准位移误差Δ Y构成。 ( 1 )当 Δ B = 0 , Δ Y≠0 时 , 定位误差是由基准位移惹起 的,Δ D=Δ Y。 (2) 当Δ B≠0,Δ Y=0时, 定位误差是由基准不重合引 起的, Δ D=Δ B。 ( 3 ) 当 Δ B≠0 , Δ Y≠0 时,若是工序基准不在工件定位 面上(形成基准不重合误差和基准位移误差的缘由是彼此独立 的要素)时,则定位误差为两项之和,即Δ D=Δ Y+Δ B;若是 工序基准在工件定位面上(形成基准不重合误差和基准位移误 差的缘由是统一要素)时, 则定位误差为 Δ D=Δ Y±Δ B (1-3) 此中,“+”、 “-”号的鉴定准绳为:在力图使定位误差为 最大(即极限位置法例)的可能前提下,当Δ Y和Δ B均惹起工 序尺寸作不异标的目的变化时取“+”号, 反之则取“-”号。 申明如下: ① 当工序尺寸为H1时,因基准重合,Δ B=0。 故有 ?d ΔD ( H1 ) ? ΔY ? 2 sin(? / 2) ② 当工序尺寸为H2时,因基准不重合, 则 ΔB ? ?d 2 ?d ΔY ? 2 sin(? / 2) 阐发:当定位外圆直径由大变小时,定位基准下移,从而使 工序基准也下移,即Δ Y使工序尺寸H2增大;与此同时,假定定 位基准不动,当定位外圆直径仍由大变小时(留意:定位外圆 直径变化趋向要同前分歧),工序基准上移,即Δ B使工序尺寸 H2减小。 因Δ B、Δ Y惹起工序尺寸H2作反标的目的变化,故取“-”号。 则有 ?d ?d ΔD ( H 2 ) ? ΔY ? ΔB ? ? 2 sin(? / 2) 2 ③ 当工序尺寸为H3时,同理可知: (1-4) ?d ?d ΔD ( H 3 ) ? ΔY ? ΔB ? ? 2 sin(? / 2) 2 (1-5) 2. 定位误差计较示例 例1-1 差。 如图1-38所示为一盘类零件钻削孔¢1时的三种定 位方案。 试别离计较被加工孔的位置尺寸L1、L2、L3的定位误 图1-38 以短销定位时的定位误差阐发计较 (1) 对图1-38(a)所示的定位方案,加工尺寸L1±0.10的 工序基准为定位孔的轴线,定位基准也是该孔的轴线,二者重 合,则Δ B=0。 因为定位内孔与定位销之间的共同尺寸为 22H7/g6 (属于 间隙共同),当在夹具上装夹这一批工件时,定位基准必然会 发生相对位置变化, 从而发生基准位移误差。 按式(1-1)求得 ? Y ? X max ? ES ? ei ? 0.021 - (-0.02) ? 0.041mm 也即 Δ D=Δ Y=0.041 mm 因 1 1 ΔD ? ? G ? ? 0.20 ? 0.067 mm 3 3 则该定位方案及格。 (2) 对图1-38(b)所示的定位方案, 加工尺寸L2±0.05的 工序基准为外圆面的左母线,定位基准为孔的轴线 ΔB ? ? 0.025 mm 2 同理,因为定位副之间具有共同间隙,其基准位移误差 Δ Y =0.041 mm 由于基准不重合误差是由尺寸 ? 50 ?0.05 惹起的,而基准位 0 移误差是由共同间隙惹起的, 二者为彼此独立要素,则有 Δ D=Δ Y+Δ B =0.025+0.041=0.066 mm 因 1 1 ΔD ? ? G ? ? 0.10 ? 0.033 mm 3 3 则该定位方案不及格。 ( 3 ) 对 1-38 图( c )所示的定位方案,加工尺寸 L3±0.10 的工序基准为外圆面的右母线,定位基准为孔的轴线 不重合, 联系尺寸为 50 0 / 2 ? (0 ? 0.05) ,(出格留意同 轴度的影响),故 ? B ? 0.025 ? 2 ? 0.05 ? 0.125 mm 同理, 基准位移误差为Δ Y=0.041 mm。? 因工序基准不在工件定位面(内孔)上,则有 Δ D=Δ Y+Δ B =0.125+0.041=0.166mm 因 1 1 ΔD ? ? G ? ? 0.20 ? 0.067 mm 3 3 则该定位方案不及格。 会商: ① 在图(b)和图(c)方案中,因定位基准选择不妥, 均呈现定位误差太大的环境,从而影响工序精度,定位方案不 合理。现实上,尺寸 L2 的定位误差占其工序允差的比例为? 0.066/0.10 = 66% ,尺寸 L3 的定位误差占其工序允差的比例为 0.166/0.20=83%,所占比例过大,不克不及包管加工要求,需改良 定位方案。 若改为图1-39所示以V形块定位的方案, 则此时尺 寸L2±0.05的定位误差为 0.05 0.05 ΔD ? ΔY ? ΔB ? ? 2 sin(90 ? / 2) 2 ? 0.035 ? 0.025 ? 0.01mm 只占加工允差0.10的10%。 图1-39 以V形块定位时的定位误差阐发计较 ② 阐发计较定位误差时,必然会碰到定位误差占工序允差 比例过大问题。事实所占比例值多大才合适,要想确定如许一 个值来阐发、比力是很坚苦的。由于加工工序的要求各不不异, 分歧的加工方式所能达到的经济精度也各有差别。 这就要求 工艺设想人员有丰硕的现实工艺经验学问, 并按现实加工情 况具体问题具体阐发,按照从工序允差中扣除定位误差后余下 的允差部门大小,来判断具体加工方式可否经济地包管精度要 求。 在阐发定位方案时,一般保举在一般加工前提下, 定位 误差占工序允差的1/3以内比力合适。 例1-2 如图1-40(a)所示的定位方案,以直径为d1的外圆 面在 90° V 形块上定位加工阶梯轴大端面上的小孔。已知 0 d1 ? ? 20 0 mm , d ? ? 45 ? 0.013 2 ?0.016 mm ,两外圆的同轴度 公役为¢ 0.02mm。试阐发、计较工序尺寸H±0.20 mm的定位 误差, 并阐发其定位质量。 图1-40 台阶轴在V形块上定位 阐发 为便于阐发、计较,画出图1-40(b)所示简图。 同 。 轴度可标为e=0±0.01mm, 因为工序尺寸H的工序基准为d2外圆下母线外圆轴线,基准不重合,二者的联系尺寸为e及r2。故有 ΔB=2×0.01+0.008=0.028mm。 又因外圆直径d1有制造误差,惹起定位基准相对定位元件 发生位置变化,其最大变化量即基准位移误差为 ?d 0.013 ΔY ? ? ? 0.0092 mm 2 sin(? / 2) 2 sin(90? / 2) 1 因工序基准G不在工件定位面(d1外圆)上,故有 ΔD ? ΔB ? ΔY ? 0.028 ? 0.0092 ? 0.0372 mm 计较所得定位误差 0.20 ? 2 ΔD ? 0.0372 mm ? ? 0.13mm 3 故此方案可行。 1.4.3 组合面定位 1. 采用“一面两孔”定位时须处理的次要问题 “一面两孔”定位时所用的定位元件是:平面采用支承板 定位,限制工件三个自在度;两孔采用定位销定位,各限制工 件两个自在度。因两销连心线标的目的上的挪动自在度被反复限制 而呈现了过定位。 ? 因为两定位销核心距和两定位孔核心距都在划定的公役范 围内变化,孔心距与销心距很难完全相等, 当一批工件以其两 个孔定位装入夹具的定位销中时,就可能呈现工件安装干与甚 至无法装入两销的严峻环境。 为此,基准位置误差如何求采用一面两孔组合定位时, 必需留意处理以下两个次要问题: (1)准确处置过定位; (2) 节制各定位元件对定位误差的分析影响。 2. 处理一面两孔定位问题的无效方式 (1) 以两个圆柱销及平面支承定位。由上述阐发可知, 工件以一面两孔在夹具平面支承和两个圆柱销上定位时,呈现 过定位。当工件上第一个定位孔装上定位销后, 因为孔间距 和销间距有制造误差,第二个定位孔将有可能装不到第二个定 位销上。处理的方式是:通过减小第二个定位销的直径来添加 连心线标的目的上定位副的间隙,达四处理两孔装不进定位销的矛 盾。 如图1-41所示,假定工件上圆孔1与夹具上定位销1的核心 重合,这时第一孔能装入的前提为 d1max ? D1min ? X 1min 式中: d1max——第必然位销的最大直径; D1min——第必然位孔的最小直径; X1min——第必然位副的最小间隙。 工件上孔心距的误差和夹具上销心距的误差完全用缩小定 位销2的直径的方式来弥补。当定位销2的直径缩小到使工件在 图1-41所示的两种极限环境下都能装入定位销 2时,考虑到安 装成功,还应在第 2 定位副中添加一最小安装间隙 X???? 2min, 此时,第二个定位销的最大直径为 d 2 max ? D2 min ? 2? LD ? 2? LD ? X 2 min ? D2 min X 2 min ? ? ? 2? ? LD ? ? Ld ? ? 2 ? ? 式中: d2max——第2个定位销的最大直径; D2min——第2个定位孔的最小直径; X2min——两孔同时定位时, 在极限环境下, 第2个定位副 留下的最小安装间隙; δ LD、δ Ld——孔间距和销间距误差。 图1-41 两圆柱销定位阐发 1—第必然位副 2—第二定位副 ( 2 ) 以一圆柱销和一削边销及平面支承定位。这种方式 没有缩小定位销的直径,而是通过改变定位销布局(即“削 边”)来增大连心线标的目的的间隙,弥补核心距的误差,消弭 了过定位(削边销限制一个动弹自在度)的影响。同时也因 在垂直连心线的直径并未减小,而使工件的转角误 差没有增大, 大大提高了定位精度。 ① 削边销的布局。为了包管削边销的强度,一般多采用 菱形布局,故又称为菱形销。常用削边销的布局如图 1-42 所 示。 图中 A 型别名菱型销,刚性好,使用广,次要用于定位 销直径为3~50 mm的场所; B型布局简单, 容易制造, 但刚 性差, 次要用于销径大于50 mm时。 在 “一面两孔” 组合定位中, 安装菱形销时, 应留意使 其削边标的目的垂直于两销的连心线 菱形销布局 ② 削边销尺寸简直定。如图1-43所示,削边销未削边圆柱 部门的最大直径为 d2max=D2min-X2min 。 AE 和 CF 应能弥补±δ ±δ Ld,则 LD 、 AE ? CF ? a ? ? LD ? ? Ld X 2 min X 1min ? ? 2 2 弥补值a转角误差、 装卸工件能否便利、 削边销宽度及其 利用寿命对定位精度都有影响。 图1-43 削边销尺寸计较 在现实工作中,弥补值一般按下式计较: a=δ LD+δ Ld (1-6) 需要时, 颠末精度阐发后,再行调整。 在弥补值确定后, 便可按照图1-43计较削边销的尺寸: D2 min X 2 min b1 ? 2a 或 X 2 min 2ab1 ? D2 min (1-7) 当采用修圆削边销时,以b替代b1。尺寸b、b1及B能够按照 表1-6拔取。 削边销的布局尺寸已尺度化, 选用时可参照国度 尺度《机床夹具零件及部件》尺度GB/T 2203—91。 表1-6 削边销的尺寸 3. 工件以一圆柱销和一削边销定位时定位误差的计较 (1) 基准不重合误差Δ B。计较方式同前。 (2) 基准位移误差Δ Y。 在计较某一加工尺寸的基准位移 误差时,要考虑加工尺寸的标的目的和位置。因为两定位副的最大 间隙惹起的基准位移误差纷歧样,从而使公共定位基准发生错 移而动弹。定位基准的位移体例有两种: ① 平移变更。如图1-44(a)所示,给出了两定位副的间 隙同标的目的时定位基准的两个极限位置,最高位置O1 O2 , 最低 位置 O1O2 。 ② 交叉变更。 如图1-44(b)所示, 两定位副的间隙反方 向时定位基准的两个极限位置为 O1 。因而,在计 O2 和 O1O2 算垂直于两孔连心线标的目的上位置尺寸的基准位移误差时,要看 定位基准的两种位移体例谁占劣势,然后视哪种变更对加工尺 寸影响最大而采用之。 图1-44 定位基准位移示企图 一般的,当加工尺寸在两定位基准孔之间时,取平移变更 体例;当加工尺寸在两定位基准孔之外时,取交叉变更体例。 图中 O1O1 ? X 1max 为第必然位副的最大间隙, O2 O2 ? X 2 max 为第二定位副的最大间隙,按照图1-44能够推导出Δ α 、Δ β 的 计较公式。图中被加工的五个小孔的工序尺寸对应的基准位移 误差大小, 可参考表1-7中的公式来计较。 表1-7 一面两孔定位时基准位移误差的计较公式 4. 工件以一面两孔定位时的设想步调和计较实例? (1) 确定定位销的核心距和尺寸公役。销间距的根基尺寸 和孔间距的根基尺寸不异,销间距的公役可按下面公式计较: ? Ld ?1 ?? ~ ?3 1? ?? LD 5? (2) 确定圆柱销的尺寸及公役。圆柱销直径的根基尺寸是 该定位孔的最小极限尺寸,其共同一般按g6或f7拔取。 (3) 按表1-6拔取削边销的宽度尺寸b1或b及B。 (4) 确定削边销的直径尺寸及公役共同。起首求出削边销 与定位孔的最小共同间隙X2min,然后求出削边销工作部门的直 径,即d2max=D2min-X2min。削边销与定位孔的共同一般按 h6拔取。 (5) 计较定位误差, 阐发定位质量。 例1-3 图1-45所示为连杆盖工序图, 欲加工其上的4个定 ?0.027 位销孔。按照加工要求, 用平面A和 2 ? ?12 0 mm 的孔定 位。 试设想两定位销尺寸并计较其定位误差。 2 0 .0 2 7 2- ?12 ?0 3 A 59± 0.1 29.5± 0.1子科 技大 学出 版社 西 安电 0.1 20± 2-?3深5 0.15 10± 31.5± 0.2 63± 0.1 图1-45 连杆盖工序图 解 (1) 确定定位销核心距及尺寸公役。 取 ? Ld 1 1 ? ? LD ? ? 0.2 ? 0.04 mm 5 5 故两定位销核心距为(59±0.02)mm。 (2) 确定圆柱销尺寸及公役。 取 ?12g6 ? ?12 ?0.006 ? 0.017 mm (3) 按表1-6选定削边销的b1及B之值。取 b1=4 mm B=d-2=12-2 =10 mm (4) 确定削边销的直径尺寸及公役。 取 a=δ 则 Ld+δ LD=0.02+0.1=0.12 mm X 2 min 2ab1 2 ? 0.12 ? 4 ? ? ? 0.08mm D2 min 12 所以 d2max=D2min-X2min=12-0.08=11.92 mm 削边销与孔的共同取h6, 其下误差为-0.011 mm,故削边 销直径为 ?0.08 ?11.92 0 mm ? ? 12 ? 0.011 ? 0.091 mm 所以 d2max=11.92mm (5) 计较定位误差。本工序要包管的尺寸有4个: (63±0.10)mm, (20±0.10) mm,(31.5±0.20) mm, (10±0.15) mm。此中(63±0.10) mm和(20±0.10) mm取决于夹具上两钻? 套之间的距离,与工件定位无关,因此无定位误差。这里我们 只需计较尺寸 (31.5±0.20) mm和尺寸(10±0.15) mm 的定位误 差即可。 ① 加工尺寸(31.5±0.20) mm的定位误差。因为定位基准 与工序基准不重合, 两者之间的联系尺寸为(29.5±0.10) mm, 基准不重合误差应等于该定位尺寸的公役,即ΔB=0.2 mm。 因为(31.5±0.20) mm是程度尺寸, 按照表1-7中的公式求得 Δ Y=X1max=0.027+0.017 =0.044 mm 因为工序基准不在定位基面上,所以 Δ D=Δ Y+Δ B=0.044+0.2 =0.244 mm ② 加工尺寸(10±0.15)mm的定位误差。因为定位基准与工 序基准重合,因而Δ B=0。 尺寸(10±0.15)mm在垂直标的目的上,别离计较出右边两小孔 和左边两孔的基准位移误差,取最大的作为 (10±0.15) mm? 的基准位移误差。因左、右两小孔都在O1、O2外侧,故按图144(b)体例计较: X 1max ? X 2 max 0.044 ? 0.118 tan Δ? ? ? ? 0.00138 2L 2 ? 59 左端两小孔的尺寸相当于表1-7中的A1尺寸, B1=2 mm, 故 Δ Y=X1max+2B1tanΔ β =0.044+2×2×0.00138 =0.05 mm? 右端两小孔的尺寸相当于表1-7中的A5尺寸,B3=2 mm,故 ΔY ? X 2 max ? 2 B3 tan ? ? ? 0.118 ? 2 ? 2 ? 0.00138 ? 0.124 mm 所以, (10±0.15) mm的基准位移误差 ΔY ? 0.124 mm 即 Δ D=Δ Y=0.124mm 1.4.4 定位安装设想实例 1. 定位安装设想的根基准绳 在定位安装设想时应尽可能遵照“基准重合”和“基准 同一”等准绳,以削减定位误差。在组合定位中,次要定位 基准面的选择应便于工件的装夹和加工,并使夹具的布局简 单。 当基准不重应时,应按工艺尺寸链计较,求得新的工 序尺寸, 并以新的基准定位包管加工精度。 2. 定位安装设想示例 图1-46所示为支座工序图,本工序要求钻2-M8螺纹底孔, 钻、扩、铰¢ 8H8孔,其余加工概况均已加工及格,试设想其 定位安装。 Z 西安电子科技大学出书社 6.3 其余 0.05 25.5± 0.05 40± 6.3 ?8H8 1.6 C 0.03 B 6.3 40± 0.1 60± 0.1 8 X 3.2 D A 25 1.6 0.1 20± E ?15H7 2-M8 图1-46 支座工序简图 ?0.1 A B 6.3 ( 1 ) 阐发加工要求。 2-M8 螺纹底孔相距( 40±0.1 ) mm , 此中一孔距侧面E为8mm;两螺孔核心连线±0.1)mm的对称平面内, 且距底面 B 的尺寸为( 25.5±0.05 ) mm ;¢ 8H8 孔轴心线孔轴心线) 按照加工要求确定工件所需限制的自在度。 (3) 选择定位基准, 确定工件定位面上的支承点分布。 ① 以概况C为定位基准,设置两个支承点(见图1-47)。 这种方案因概况 C为毛面,难以包管尺寸 (20±0.1)mm及¢8H8 孔轴线 支座定位方案阐发 ② 以¢15H7孔为定位基准,设置两个支承点(见图1-48)。 这种方案合适基准重合准绳,能满足加工要求,但定位元件结 构相对复杂。 比力这两种方案后,确定以¢15H7孔为定位基准。 对工件x自在度的限制也有两种方案: ① 以概况E为定位基准,设置一个支承点(见图1-47)。 该方案使尺寸8mm的工序基准和定位基准重合,便于包管该尺 寸,但E面为毛面,此时很难包管 8H8孔轴线) mm 尺寸的对称平面上,且定位元件数量增加,使定位安装布局复 杂。 图1-48 支座定位方案阐发 ② 以 ¢15H7孔的端面D为定位基准,设置一个支承点(见 图 1-48 )。该方案使尺寸 8mm 的工序基准与定位基准不重合。 因工 序 基 准 为 毛 面 , 尺寸 8mm 要求较低 ,而且有益于使孔 ¢8H8的轴线)mm尺寸的对称平面内。 综上所述,选择图 1-48 作为工件的定位方案,即以底面 B 、 ¢15H7孔及端面D形成组合定位基准。 (4) 选择定位元件布局, 设想定位安装。 ① 选择布局。因工件底面尺寸较小且定位元件必需闪开钻孔位置,故选择一 块支承板和两个平头支承钉形成钉板组合,与工件的B面接触构成次要定位副(见 图1-51)。 ¢15H7孔及端面D所用定位元件的选择有两种布局: A. 选用固定式带台阶削边销和挪动削边销定位¢ 15H7 孔及端面 D ,如图 1-49 (a)所示。其布局相对复杂,夹具的制形成本高, 故不宜用。 B.选用带台阶的削边长轴定位工件的¢15H7孔及端面D, 如图1-49(b)所示 。 图1-49 定位元件布局阐发 ② 设想定位安装。该工件由平面、孔及端面组合定位。 此 时削边轴仍需弥补孔的位置误差及定位元件之间的距离尺寸公 差。设想计较方式与两孔定位类似。 A. 削边轴与平面支承元件工作面之间的距离。其根基尺寸 应为工件孔到底面的平均尺寸,公役可按照保举范畴±ΔLd=± (1/5~1/2)ΔLD拔取,再考虑尺寸(40±0.05)mm、 出产批 量及制造夹具的设备精度等。此例取削边轴至支承元件工作面 之间的距离为(40±0.02)mm。 B. 计较削边轴直径d。由表1-6查得削边轴的宽度b=4 mm, DX min 代入式 b ? 中可得 2(?LD ? ?Ld ) 2b(?LD ? ?Ld ) 2 ? 4 ? (0.05 ? 0.02) X min ? ? ? 0.037 mm D 15 0 ? 0.037 d ? (15 - 0.037)h6 ? 14.963 -0.011 ? 15 ?0.048 mm (5) 计较定位误差。 ① 尺寸 8mm 的定位误差。 因其工序基准为毛面,精度要 求低, 故不需计较。 ② 尺寸(25.5±0.05)mm的定位误差。工序基准为B面, 定位基准也为B面,且是以平面定位,故Δ D=0。 ③ 尺寸(20±0.1) mm的定位误差。 工序基准与定位基准重 合,Δ B=0。 0.2 基准位移误差?Y ? 0.018 ? 0.048 ? 0.066 ? ? 0.067 3 ④ 垂直度¢0.1mm的定位误差。工序基准与定位基准重合, ΔB=0。 基准转角误差Δθ/2的求解如下:如图1-50所示, 转角 误差 Δθ/2 是由定位基准(¢ 15H7孔轴线)相对削边轴的轴线 动弹而惹起的, 故 0.018 ? 0.048 ?? ?? 2 tan ? ? 0.0011 ? 347 2 30 2 ?? ? Y ? 25 sin ? 25 sin 347 ? 0.0275 mm 2 0.1 ? D ? ? Y ? 0.0275 mm ? ? 0.033 mm 3 图1-50 定位误差计较 Ⅱ、 Ⅲ—¢15H7孔轴线 支座定位安装布局

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