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加工定位误差


 三:定位误差

  定位误差是指一批工件采用调整法加工时因定位不正确而引起的尺寸或位置的最大变动量。定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。(一)基准不重合误差

  在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工|深圳电脑锣加工|东莞治具设计加工在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下,工序基准应与设计基准重合。在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工(或测量)时的定位基准(或测量基准),如果所选用的定位基准(或测量基准)与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。 图示零件,设e面已加工好,今在铣床上用调整法加工f面和g面。在加工f面时若选e面为定位基准,则f面的设计基准和定位基准都是e面,基准重合,没有基准不重合误差,尺寸A的制造公差为TA。加工g面时,定位基准有两种不同的选择方案,一种方案(方案Ⅰ)加工时选用f面作为定位基准,定位基准与设计基准重合,没有基准不重合误差,尺寸B的制造公差为TB;但这种定位方式的夹具结构复杂,夹紧力的作用方向与铣削力方向相反,不够合理,操作也不方便。另一种方案(方案Ⅱ)是选用e面作为定位基准来加工g面,此时,工序尺寸C是直接得到的,尺寸B是间接得到的,由于定位基准e与设计基准f不重合而给g面加工带来的基准不重合误差等于设计基准f面相对于定位基准e面在尺寸B方向上的最大变动量TA。

  定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差,只有在采用调整法加工时才会产生,在试切法加工中不会产生。

  基准不重合误差分析示例

  (二)定位副制造不准确误差

  工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确,东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工|深圳电脑锣加工|东莞治具设计加工它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公差范围内变动。同时,工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副,由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。 右图所示工件的孔装夹在水平放置的心轴上铣削平面,要求保证尺寸h,由于定位基准与设计基准重合,故无基准不重合误差;但由于工件的定位基面(内孔D)和夹具定位元件(心轴d1)皆有制造误差,如果心轴制造得刚好为d1min,而工件得内孔刚好为Dmax(如图示),当工件在水平放置得心轴上定位时,工件内孔与心轴在P点接触,工件实际内孔中心得最大下移量△ab=(Dmax-d1min)/2,△ab就是定位副制造不准确而引起的误差。

  基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同,定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。

  由定位副制造不准确引起的误差

  四:工艺系统受力变形引起的误差

  (一)基本概念

  机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下,会产生相应的变形,从而破坏了东莞电脑锣加工|东莞机械零件加工|深圳电脑锣加工|东莞治具设计加工刀具和工件之间的正确的相对位置,使工件的加工精度下降。如右图a示,车细长轴时,工件在切削力的作用下会发生变形,使加工出的轴出现中间粗两头细的情况;又如在内圆磨床上进行切入式磨孔时,右图b,由于内圆磨头轴比较细,磨削时因磨头轴受力变形,而使工件孔呈锥形。

  垂直作用于工件加工表面(加工误差敏感方向)的径向切削分力Fy与工艺系统在该方向上的变形y之间的比值,称为工艺系统刚度k系, k系=Fy/y 式中的变形y不只是由径向切削分力Fy所引起,垂直切削分力Fz与走刀方向切削分力Fx也会使工艺系统在y方向产生变形,故

  y=yFx+yFy+yFz

  (二)工件刚度

  工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低,在切削力的作用下,工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大,其最大变形量可按材料力学有关公式估算。

  (三)刀具刚度

  外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大,其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔,刀杆刚度很差,刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。

  (四)机床部件刚度

  1.机床部件刚度

  机床部件由许多零件组成,机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法,目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。分析实验曲线可知,机床部件刚度具有以下特点:

  (1)变形与载荷不成线性关系;(2)加载曲线和卸载曲线不重合,卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量,它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功;(3)第一次卸载后,变形恢复不到第一次加载的起点,这说明有残余变形存在,经多次加载卸载后,加载曲线起点才和卸载曲线终点重合,残余变形才逐渐减小到零;(4)机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。2.影响机床部件刚度的因素

  (1)结合面接触变形的影响(2)摩擦力的影响(3)低刚度零件的影响(4)间隙的影响

  (五)工艺系统刚度及其对加工精度的影响

  在机械加工过程中,机床、夹具、刀具和工件在切削力作用下,都将分别产生变形y机、y夹、y刀、y工,致使刀具和被加工表面的相对位置发生变化,使工件产生加工误差。工艺系统刚度的倒数等于其各组成部分刚度的倒数和。

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