零件加工定位誤差的分析與計算

摘 要：工件的定位誤差如果大于工件加工精度中規定的公差值的1/3，該定位方案不能滿足本工序的加工精度要求，加工的零件是廢品，造成工件材料及工時的浪費。零件加工時定位基準的選擇是否合理關系到零件加工的質量，工藝人員必須正確計算工件的定位誤差。

關鍵詞：定位誤差；計算

要保證工件的加工要求，就要求工件正確定位，如定位不正確將產生定位誤差，定位誤差超出工件加工精度中規定的公差值的1/3，會導致加工產生廢品，造成工件材料及工時的浪費，如果超差，就不加工，重新確定定位方案，所以在加工前必須計算定位誤差。

一、定位誤差產生的原因

六點定位原則解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，即出現工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據的位置不準確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關的誤差稱為定位誤差，用ΔD表示，如果工件的定位誤差不大于工件加工精度中規定的公差值的1/3，一般認為該定位方案能滿足本工序的加工精度要求。一般限定定位誤差不超過工件加工尺寸公差的1/5～1/3，

即 （1）

式中 ΔD——定位誤差（mm）；

T ——工件加工尺寸公差（mm）。

二、定位誤差

成批加工工件時，夾具相對機床的位置及切削運動的行程調定后不再變動，刀具經調整后位置是不動的，但因一批工件中每個工件在尺寸形狀及表面相互位置上均存在差異，所以定位后各表面有不同的位置變動。定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。

工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原因是基準不重合，分為兩種情況：一是定位基準與工序基準不重合；二是定位基準與限位基準不重合。

1.基準不重合誤差

由于定位基準與工序基準不重合而造成的加工誤差，稱為基準不重合誤差，用ΔB 表示。

如圖1所示，在工件上銑通槽，要求保證尺寸 ，為使分析問題方便僅討論如何保證尺寸 的問題。

圖1a方案是以工序基準面B為定位基準，即工序基準與定位基準重合。基準不重合誤差ΔB=0。

a） 以工序基準面B為定位基準 b） 以工件上的C面為定位基準

圖1 基準不重合誤差分析

圖1b方案是以工件上的C 面為定位基準，因定位基準與工序基準不重合。這時定位基準與工序基準之間的聯系尺寸L（定位尺寸）的公差ΔLd ，將引起工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上發生變動。其變動的最大范圍，即為基準不重合誤差值，故ΔB=ΔLd。

當定位尺寸與工序尺寸方向一致時，則基準不重合誤差就是定位尺寸的公差；若定位尺寸與工序尺寸方向不一致時，則基準不重合誤差就等于定位尺寸公差在加工尺寸（即工序尺寸）方向的投影。

2.基準位移誤差

由于定位副的制造誤差而造成定位基準與限位基準不重合，定位基準在加工尺寸方向上的位置變動，對工件加工尺寸造成的誤差，稱為基準位移誤差，用ΔY來表示。

ΔY =Amax - Amin = imax - imin （2）

式中 ΔY——基準位移誤差（mm）；

i——定位基準的位移量（mm）。

當定位基準的變動方向與加工尺寸方向一致時，則基準位移誤差就等于定位基準的最大變動范圍；當定位基準的變動方向與加工尺寸方向不一致時，則基準位移誤差就等于定位基準的最大變動范圍在加工尺寸（即工序尺寸）方向的投影。

三、定位誤差的計算方法

由于定位誤差ΔD是由基準不重合誤差和基準位移誤差組合而成的，因此在計算定位誤差，先分別算出ΔB和ΔY，然后根據不同情況按照下述方法將兩者進行組合而得ΔD。

1.兩種特殊情況

ΔY = 0，ΔB ≠0時，ΔD = ΔB （3）

ΔB = 0，ΔY ≠0時，ΔD = ΔY （4）

2.一般情況

ΔB ≠0， ΔY ≠0

1）如果工序基準不在定位基面上， （5）

2）如果工序基準在定位基面上， （6）

“+”“-”的確定可按如下原則判斷：

①分析定位基面尺寸由大變小（或由小變大）時，定位基準的變動方向；

②當定位基面尺寸作同樣變化時，設定位基準不動，分析工序基準變動方向；

③若兩者變動方向相同即“ + ”號，兩者變動方向相反即“-” 號。

計算出定位誤差后，根據 判定是否滿足要求。

四、定位誤差的計算實例

工件以外圓定位銑鍵槽，工序尺寸（槽底尺寸）的標注方法有H1、H2、H3三種，如圖2b、c、d所示，現分別計算這三種標注工序尺寸的定位誤差。

圖2 工件以外圓柱表面在V形塊上時定位誤差分析

解：1）當工序尺寸標為H1時，因基準重合，ΔB=0，所以

2）當工序尺寸標為H2時，工序基準為外圓柱面上母線，與定位基準不重合，二者以 相聯系，所以 。由于工序基在定位基面上，因此定位誤差 ，“+”“-”的確定，當定位基面直徑由大變小時，定位基準朝下運動；當定位基面直徑由大變小時，假定定位基準不動，工序基準向下運動，兩者變動方向相同，故有

3）當工序尺寸標為H3時，工序基準為外圓柱面下母線，與定位基準不重合，二者以 相聯系，所以 。由于工序基在定位基面上，因此定位誤差 ，“+”“-”號的確定，當定位基面直徑由大變小時，定位基準朝下運動；當定位基面直徑由大變小時，假定定位基準不動，工序基準向上運動，兩者變動方向相反，故有

結束語：

當基準不重合誤差△B與基準位移誤差△Y都不為零時，分別計算基準不重合誤差與基準位移誤差，如果工序基準在定位基面上應用

進行計算，確定“+”“-”號，就可以計算定位誤差，定位誤差計算后，根據

判定是否滿足要求。

參考文獻

[1]楊天云.數控加工工藝.[M].北京：北京交通大學出版社，2012年.

[2]朱淑萍.機械加工工藝及裝備.[M].北京：機械工業出版社，2009年.