【PPT】机械加工工艺基本知识[1]

第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备1第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备2上堂课内容回顾第七节常用的定位元件一、对定位元件的基本要求1．足够的精度2．足够的强度和刚度3．有较高的耐磨性4.良好的工艺性二、工件以平面定位时的定位元件1．主要支承2．辅助支承三、工件以圆孔定位时的定位元件1．圆柱销（定位销）2．圆柱心轴3．圆锥销4．圆锥心轴（小锥度心轴）四、工件以外圆柱面定位1．V形块2．定位套3．半圆套4．圆锥套第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备3第八节定位误差分析使用夹具时造成工件加工误差的因素包括如下四个方面：1．与工件在夹上保定位的关的误差，称为定位误差ΔD；2．与夹具在机床上安装有关的误差，称为安装误差ΔA；3．与刀具同夹具定位元件调整有关的误差，称为调整误差ΔT；4．瑟加工方法有关的误差，称为加工方法误差（过程误差）ΔG。误差不等式ΔD+ΔA+ΔT+ΔG≤δK第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备4第八节定位误差分析一、定位误差产生的原因及计算造成定位误差的原因有两个：基准不符误差基准不符误差是由于定位基准与设计基准不重合而产生的误差，以ΔB来表示。基准位移误差基准位移误差是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移，以以ΔY来表示。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备5第八节定位误差分析（一）基准不重合误差及计算第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备6第八节定位误差分析显然基准不重合误差的大小应等于定位基准与设计基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围，由图可知：ΔB=Amax-Amin=Smax-Smin=δSS是定位基准E与设计基准F间的距离尺寸。当设计基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准不重合误差就等于定位基准与设计基准间尺寸的公差，如图4-37，当S的公差为δS，即ΔB=δS当设计基准的变动方向与加工尺寸方向有一夹角（其夹角为β）时，基准不重合误差等于定位基准与设计基准间距离尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即ΔB=δS×cosβ第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备7第八节定位误差分析当定位基准与设计基准之间有几个相关尺寸的组合，应将各相关连的尺寸公差在加工尺寸方向上投影取和，即式中δi——定位基准与工序基准之间各相关连尺寸的公差（mm）；βi——δi的方向与加工尺寸方向之间的夹角（0）。cos1iniiB第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备8第八节定位误差分析（二）基准位移误差的计算下面分析几种常见的定位方式产生的基准位移误差的计算方法：1.工件以平面定位工件以平面定位时的基准位移误差计算较方便。如图4-37所示的工件以平面定位时，定位基面的位置可以看成是不变动的，因此基准位移误差为零，即工件以平面定位时ΔY=0第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备9第八节定位误差分析2.工件以圆孔在圆柱销上定位工件以圆孔在圆柱销定位、其定位基准为孔的中心线，定位基面为内孔表面。定位基准偏移的方向有两种可能：一是可以在任意方向上偏移；二是只能在某一方向上偏移。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备10第八节定位误差分析当定位基准在任意方向偏移时，其最大偏移量即为定位副直径方向的最大间隙，即ΔY=Xmax=Dmax—d0min=δD+δd0+Xmin当基准偏移为单方向时，在其移动方向最大偏移量为半径方向的最大间隙，即如果基准偏移的方向与工件加工尺寸的方向不一致时，应将基准的偏移量向加工尺寸方向上投影，投影后的值才是此加工尺寸的基准位移误差。XdDXdDYminmax0maxmax212121第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备11第八节定位误差分析3.工件以外柱圆在V形块上定位工件以外圆柱面在V形块上定位时，其定位基准为工件外圆柱面的轴心线，定位基面为外圆柱面。由右图可知，若V形块的夹角α=900，且不计V形块的误差，仅考虑工件的外圆尺寸公差δd的影响，使工件中心沿Z向从O1移至O2，即在Z向的基准位移量可由下式计算0.7072sin2d21dOO第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备12第八节定位误差分析位移量的大小与外圆柱面直径公差有关，因此对于较精密的定位，需适当提高外圆的精度。V形块的对中性好，所以沿其X方向的位移量为零。如工件的加工尺寸方向与Z方向相同，则在加工尺寸方向上的基准位移误差为：如在加工尺寸方向上与Z有一夹角β，则在加工尺寸方向上的基准位移误差为dY707.0cos707.0cos2sin2cos21ddYOO第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备13第八节定位误差分析（三）定位误差的计算由于定位误差ΔD是由基准不重合误差和基准位移误差组合而成的。因此在计算定位误差时，先分别算出ΔB和ΔY，然后将两者组合而得ΔD。组合时可有如下情况：（1）ΔY≠0，ΔB=0时，ΔD=ΔY（2）ΔY=0，ΔB≠0时，ΔD=ΔB（3）ΔY≠0，ΔB≠0时，如果设计基准不在定位基面上：ΔD=ΔB+ΔY如果设计基准在定位基面上，ΔD=ΔB±ΔY“+”、“—”的判别方法为：①分析定位基面尺寸由大变小（或由小变大）时，定位基准的变动方向；②当定位基面尺寸作同样变化时，设定位基准不动，分析设计基准变动方向；③若两者变动方向相同即“+”，两者变动方向相反即“—”。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备14第八节定位误差分析二、定位误差计算实例例1.如下图所示，以A面定位加工φ20H8孔，求加工尺寸40±0.1mm的定位误差。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备15第八节定位误差分析解：设计基准B与定位基准A不重合，因此将产生基准不重合误差ΔY=0mm（定位基面为平面）ΔD=ΔB=0.15mmmmmiB15.00cos1.005.0cos0第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备16第八节定位误差分析例2.如下图所示，用角度铣刀铣削斜面，求加工距离尺寸为39±0.04mm的定位误差。解：ΔB=0mm（定位基准与设计基准重合）ΔY=0.707δdcosβ=(0.707×0.04×0.866)mm=0.024mmΔD=ΔY=0.024mm第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备17第八节定位误差分析例3.如下图所示，工件以d1外圆定位，加工φ10H8孔。已知：求加工尺寸40±0.15mm的定位误差。。0.03mmt0.15mm,40H,55,30010.0056.02001.01mmdmmd第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备18第八节定位误差分析三、工件以一面两孔组合定位时的定位误差计算在加工箱体、支架类零件时，常用工件的一面两孔定位，以使基准统一。这种组合定位方式所采用的定位元件为支承板、圆柱销和菱形销。工件以平面作为主要定位基准，限制三个自由度，圆柱销限制二个自由度，菱形销限制一个自由度。菱形销作为防转支承，其长轴方向应与两销中心连线相垂直。工件以一面两孔定位时，主要在确定两销的中心距及公差、圆柱销的直径及公差、菱形销的直径及公差，最后进行定位误差计算。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备19第八节定位误差分析解：定位基准是d1的轴线A，设计基准则在d2的外圆的母线上，是相互独立的因素mmmmmmmmmmmmtYBDdYdiB06.0)007.0053.0(007.001.0707.0707.0053.003.02046.0cos2cos12第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备20第八节定位误差分析1．两销中心距及公差两销中心距的基本尺寸应等于两孔中心距的平均尺寸，其公差为两孔中心距公差的1/3~1/5。2．圆柱销直径及公差圆柱销直径基本尺寸等于孔的最小尺寸，公差一般取g6或h7。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备21第八节定位误差分析3．菱形销直径及公差菱形销结构如下图所示。下表菱形销的尺寸第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备22第八节定位误差分析菱形销直径可按下式计算d2=D2—X2min式中D2—以菱形销定位孔的直径(mm)；X2min—菱形销定位的最小间隙(mm)。X2min以下式计算22min2DabX第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备23第八节定位误差分析式中b——菱形销圆柱部分的宽度（mm）；D2——工件定位孔的最大实体尺寸（mm）；a——补偿量。补偿量a以下式计算式中——两孔中心距公差（mm）；——两销中心距公差（mm）。2dDLLa第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备24第八节定位误差分析4．一面两孔定位的定位误差计算工件以一面两孔定位的定位误差计算与前述的计算方法基本相同。但当某个加工精度的设计基准为两孔中心连线时，由于圆柱销和菱形销与两定位孔之间有间隙，两孔中心连线（设计基准）的变动可能有如图4-45所示四个位置。因此计算定位误差时应找出两孔中心连线（设计基准）变动最大的位置进行计算。第三章机械加工工艺基本知识机电教研室机械制造工艺与装备25