定位誤差對工件加工精度的影響及控制

杜可可 李 鑫

（河南工程學院 機械工程學院，鄭州 451191）

定位誤差對工件加工精度的影響及控制

杜可可 李 鑫

（河南工程學院 機械工程學院，鄭州 451191）

分析并指出了定位誤差的構成及產生原因，結合生產加工案例，對幾種定位方案的定位誤差進行計算，分析其對被加工工件位置尺寸公差的影響，并提出控制定位誤差的方法。

定位誤差 加工精度 控制

1 定位誤差的概念

定位誤差是工件使用夾具定位加工時的一項主要誤差因素，也是影響工件位置尺寸公差的主要誤差因素。

根據工件在夾具中的六點定位原理，工件安裝于夾具中形成的不多于六個點定位副，即可實現工件的定位，以保證被加工工件的位置尺寸精度及位置公差。由于每個定位副都可能偏離理想位置，從而造成定位誤差。對于一般精度的夾具，工件的定位基準對夾具定位元件的位置基準產生的誤差，稱定位誤差，用符號?jW表示。

形成該項誤差主要有兩種因素：

（1）當工件的定位基準和某尺寸的工序基準（工序尺寸的起始位置）不重合時，產生基準不重合誤差，用符號?jb表示。

（2）工件的定位基準在夾具中定位時發生位移而產生基準位移誤差，用符號?jW表示。

定位誤差等于基準不重合誤差?jb和基準位移誤差?jW的線性和，即：

2 定位誤差對工件加工精度的影響及控制

2.1 基準不重合誤差?jb對工件加工精度的影響及控制

當工件的定位基準和某尺寸的工序基準不重合時，產生的基準不重合誤差等于工序基準至定位基準之間的尺寸公差（或之和）。

基準不重合誤差是定位誤差的重要一項。當工序基準至定位基準之間有多個工序尺寸時，基準不重合誤差數值較大，對工件的加工精度保證造成困難。因此，工件加工過程中，應首先保證定位基準和工序基準重合原則，才能控制定位誤差對加工精度的影響。

2.2 基準位移誤差?jW對工件加工精度的影響及控制

基準位移誤差?jW主要由工件定位面的制造公差、定位元件的制造公差及定位副配合間隙引起。

如圖1所示，工件以內孔和定位元件圓柱心軸間隙配合定位銑削鍵槽示意圖。

圖1 銑削鍵槽示意圖

假定工件的外徑為理想正確尺寸，造成工序尺寸H的基準位移誤差?jW主要由以下因素構成。

（1）工件定位內孔的制造公差δD會使工序尺寸H產生最大為的位移誤差。

（3）工件內孔和心軸直徑方向的裝配間隙?min，在垂直向下的銑削力作用下，會使工序尺寸H產生最大為的位移誤差。

若要控制定位誤差中的基準位移誤差?jW對工序尺寸加工精度的影響，首先應提高工件定位基準面的加工精度，即控制δD；其次，要正確選用夾具中的定位元件，使其制造精度和所需要保證的工序尺寸精度相適應；最后，還應正確選用定位副的配合精度，既要保證裝配方便，又要保證配合間隙最小。

3 定位誤差的計算在工件加工中的應用

案例：如圖2（a）所示，采用鉆模夾具鉆削工件上φ 5mm（O1孔）和φ8mm（O2孔）兩孔，除保證圖紙尺寸要求外，還要求保證兩孔連心線通過的軸線，其偏移量公差為0.08mm。若定位誤差不得大于加工允差的，分析如圖2（b）、（c）兩種定位方案（α＝90o）是否可行？

圖2 鉆削O1孔和O2孔三種定位方案

［解］（1）圖2（b）定位方案分析及定位誤差的計算：

（3）圖2（b）和圖2（c）兩孔均為垂直方向放置，因此基準位移誤差不影響兩孔的同軸度，同軸度誤差為：

可見，兩種定位方案中，圖2（b）定位方案可行，圖2（c）定位誤差不滿足要求。

4 結語

從以上分析和加工案例得到啟示，當工件的定位基準和工件尺寸的工序基準重合時，可減小定位誤差對工件位置尺寸精度的影響；當定位誤差中同時包含基準不重合誤差和基準位移誤差兩項誤差時，為了降低定位誤差對工件位置尺寸精度的影響，除了提高工件定位基準面的制造精度外，還可變換工件定位方式，尋求基準位移誤差和基準不重合誤差的線性差，或者去除兩項誤差中的一項，以降低定位誤差對工件位置尺寸精度的影響。

Effect of Position Error on Workpiece Machining Accuracy and Its Control

DU Keke, LI Xin
(School of Mechanical Engineering, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191)

This paper analyzes and points out the composition and causes of positioning errors. Combining the production and processing cases, the position errors of several positioning programs are calculated, and the influence of position tolerance on the workpiece is analyzed. The method of controlling positioning error is proposed.

positioning error, machining precision, control