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文檔簡介
《機床夾具設計》教案課程名稱學習任務§2.4定位誤差分析與計算(一)教學時數24上課日期周次審批教學班級18機電授課教師2021.9學習項目描述根據任務二工作情景描述,如圖2-4-1所示,鋼套鉆孔采用心軸定位,試計算加工尺寸200.1mm和對稱度為0.1mm的定位誤差,并判斷定位方案是否滿足加工要求。學習目標1.能描述定位誤差產生與組成。2.能分析計算基準不重合誤差。學生情況分析已經學完定位方式與定位元件的選擇,本次課為學習計算基準不重合誤差學習重點計算基準不重合誤差學習難點教學方法任務驅動場所與資源場地:機床夾具學習工作站資源:《機床夾具設計》學材,學生學習工作頁,課件,專用夾具及多媒體教學設備學習內容及教學組織流程§2.4定位誤差分析與計算(一)§2.4.1任務導入與分析§2.4.2相關知識與案例學習一、定位誤差及產生原因二、定位誤差組成三、基準不重合誤差概念四、基準不重合誤差計算案例分析§2.4.3項目實施§2.4.4小組展示與項目講評§2.4.5總結與拓展評價方法從課堂表現、課堂作業、課后作業等三個方面測評,課堂表現主要是回答問題、紀律等;課堂作業以小組合作方式完成,并進行展示、評價。課后作業由教師批改。課后記
§2.4定位誤差分析與計算(一)§2.4.1任務導入與實施夾具中工件與定位元件接觸后,限制了工件的自由度,確定工件在夾具中的位置,但這一位置是否“正確”呢?還需進行定位誤差分析。如何“正確”的問題,就是定位誤差研究的主要問題.【項目描述】如圖所示鋼套,工件材料為Q235A鋼,批量N=2000件,已經完成內外圓柱面及端面加工,本工序為鉆φ
5mm,現采用心軸定位,根據工序圖和定位方案,試分析基準不重合誤差。今天主要解決工件定位中基準不重合誤差問題。 圖2-4-1鋼套工序圖圖2-4-2心軸定位【項目分析】涉及以下幾個問題:定位誤差是如何產生的?定位誤差由哪幾部分構成?基準不重合誤差,明確基準不重合誤差的含義?如何分析與計算基準不重合誤差?§2.4.2相關知識學習定位誤差及產生原因(一)調整法加工預先用樣件或標準件調整好機床、夾具、刀具和工件的準確相對位置,用以保證工件的尺寸精度的加工方法,稱為調整法加工。因為尺寸事先調整到位,所以加工時,不用再試切,尺寸自動獲得,并在一批零件加工過程保持不變。圖2-3-4調整法加工如圖所示加工軸上鍵槽,工件的定位基準是軸線,定位基準面是圓柱面,定位元件采用V型塊,通過圓柱面與V型塊接觸進行定位。定位加工前,刀具的位置根據工件的定位基準(軸心線)調整好,并保持不變。加工時,逐個定位一批加工工件,完成鍵槽的加工。(二)定位誤差定位誤差指的是哪個尺寸的誤差?是工序尺寸的誤差。工序尺寸是加工過程中工序應保證的加工尺寸,指加工面到工序基準之間的尺寸。如圖所示鍵槽加工工序圖。加工面為鍵槽底面工序基準為圓柱體下母線,尺寸L是工序尺寸,它是鍵槽深度定位尺寸。在圖中這個基準點在水平位置變化,并不影響工序尺寸的大小。但如果沿尺寸的方向出現變化,就影響工序尺寸的大小。這個誤差是定位時誤差,不是加工時產生誤差。加工一批工件時,假設加工面的位置不變,由于工序基準不一致,加工所得的工序尺寸就會出現變動。因此,定位誤差是指一批工件定位時,被加工表面的工序基準在沿工序尺寸方向上的最大可能變動范圍。通常以符號△dw表示。Dw是定位兩個字的首拼。定位誤差產生原因如圖所示加工時,加工面的形成是通過刀具的調定尺寸進行控制的,定位基準在圓心,即在軸線上。而工序尺寸基準是在圓柱體的下母線。造成定位誤差第一個原因是基準不重合。這個基準不重合是工序基準與定位基不重合。工序尺寸起始位置是工序基準,而定位時采用的不是工序基準,這個兩個基準不一致就影響工序尺寸的大小。第二原因是定位副制造誤差存在。如圖所示,一批工件圓柱面(定位基準面)直徑尺寸在公差范圍內發生變化,如圖的直徑在Φd~Φ(d-δd)間發生變化。正是由于工件的定位基準面存在誤差,使工序基準(軸心線)在加工方向上發生位置移動。當軸的直徑變大時,軸線向上移動,當軸的直徑變小時,軸線向下移動,這個定位基準變動,影響加工面形成,影響加工尺寸定位誤差組成由于確定工件在夾具中位置的基準是定位基準,而確定工序尺寸的基準是工序基準如果工序基準與定位基準不重合,會產生基準不重合誤差。定位基準面與定位元件構成的定位副,由于制造誤差存在,造成定位副不準確,會產生產生基準位移誤差。基準位移誤差中基準指的定位基準。定位誤差△dw由基準不重合誤差△jb和基準位移誤差△db兩部分組成。基準不重合誤差概念采用夾具定位時,如果工件的定位基準與工序基準不重合,則形成基準不重合誤差。如圖所示,軸上加工鍵槽,工序尺寸為L,工序基準是下母線。工件以心軸定位,定位基準是內孔軸線,兩個基準不重合,形成了基準不重合誤差。基準不重合誤差用符號△jb表示。下標“jb”是中文“基”“不”的首拼。基準不重合誤差值的大小等于兩基準間尺寸(定位尺寸)公差在加工尺寸(工序尺寸)方向上的投影。如圖所示,工序基準是下母線,定位基準是內孔軸線,兩基準之間的尺寸為L,這個尺寸就稱為定位尺寸.圖2-4-6加工鍵槽這個定位尺寸公差含義就是定位尺寸允許變化的最大值。如果我們假定定位基準的位置不變,那么,定位尺寸允許變化就可看成工序基準相對定位基準的變化。定位尺寸變大,工序基準下移,定位尺寸變小,工序基準上移。兩個變化的點相連,這條直線的方向就是工序基準變化的方向。那么加工尺寸方向即工序尺寸的方向是什么方向呢?這個方向與工序尺寸線平行。根據定位方案不同的選擇,工序基準變動的方向有時與加工尺寸(工序尺寸)一致,有時與加工尺寸方向不一致。如果不一致,基準不重合誤差值δs就需工序尺寸的變動量向加工尺寸方向投影,其值為圖2-4-6所示,定位尺寸公差為多少呢?定位尺寸公差值是外圓柱直徑的一半()。由于定位尺寸與工序尺寸方向一致基準不重合誤差等于定位尺寸公差值,即△jb=。下面分幾種不同情況,計算基準不重合誤差基準不重合誤差計算案例分析(一)當工序基準的變動方向與加工尺寸方向一致時當工序基準的變動方向與加工尺寸方向一致時,則基準不重合誤差等于定位尺寸公差,式中δs為定位尺寸公差。【例2-4-1】如下圖所示定位方案,加工B面,試求加工尺寸25±0.2的基準不重合誤差。圖2-4-7工件定位方案1解:①分析基準定位基準:底面工序基準:頂面定位尺寸:②計算基準不重合誤差△jb=0.5mm當工序基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角當工序基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角,則基準不重合誤差等于定位尺寸公差在加工尺寸方向上的投影,即:δs為定位尺寸公差,α工序基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角。如圖為工件加斜面,工序尺寸為A加工方向與工序尺寸線平行,以紅色箭頭線表示工序基準為孔軸線。定位基準為底面,兩基準之間的尺寸為定位尺寸,定位尺寸會在公差范圍內出現變化。當刀具以定位基準調定尺寸后,由于是一批工件加工,工序基準出現變動。變動方向是定位基準面的法線方向,以綠色箭頭線表示。工序基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角,這一夾角為600,下面我們再梳理一下思路。【2-4-2】定位方案如圖所示,已知加工尺寸A=21±0.1,B=35±0.05,試分析由于底面定位引起的基準不重合誤差圖2-4-7定位方案2解:①分析基準定位基準:底面工序基準:圓孔軸線定位尺寸:②計算基準不重合誤差由于工序基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角△jb=cos60°=0.1×0.5=0.05mm(三)當定位尺寸由一組尺寸組成時當定位尺寸由一組尺寸組成時,則定位尺寸公差可按尺寸鏈原理求出,定位尺寸公差等于這一尺寸鏈中所有組成尺寸公差之和,即:式2-3【例2-4-3】如圖所示,工件以A面加工定位孔,試求加工定位孔產生的基準不重合誤差。圖2-4-8定位方案3解:①分析基準工序基準:C面定位基準:A面定位尺寸:L②繪制尺寸鏈圖本題涉及尺寸鏈:尺寸鏈:在機器裝配、零件設計或加工過程中,由相互聯系且按一定順序排列形成的封閉尺寸圖形組。如圖,100、30、L三個尺寸封閉尺寸圖形組,這個封閉尺寸圖形組就稱為尺寸鏈。組成環:直接保證或已經存在的尺寸。包括增環和減環。圖中100、30這兩個尺寸是已經存在的尺寸,這兩個尺寸在這個尺寸鏈中稱為組成環。封閉環:間接形成的環。圖中L的尺寸間接形成的環,稱為封閉環。增環:在其它情況不變情況下,其尺寸增大,封閉環尺寸也增大。圖中100這個尺寸,在30這個尺寸不變情況下,其尺寸增大,封閉環尺寸也增大,稱為增環。減環:在其它情況不變情況下,其尺寸增大,封閉環尺寸就減少。圖中30這個尺寸,在100這個尺寸不變情況下,其尺寸增大,封閉環尺寸就減少,稱為減環。封閉環基本尺寸=增環基本尺寸-減環基本尺寸,圖定位基本尺寸L=100-30=70mm封閉環公差=尺寸鏈中所有組成尺寸公差之和。③基準不重合誤差△jb定位尺寸L公差等于這一尺寸鏈中所有組成尺寸公差之和。=(0.01+0.04)=0.05mm§2.4.3項目實施由同學們分組討論完成,并展示在小黑板中。教師巡回指導。§2.4.4小組展示與項目講評展示在小黑板中,教師進行評價。【項目講評】分析基準不重合誤差,針對加工要素尺寸和形位精度的要求進行逐個分析。針對20±0.1加工φ
5mm,工序尺寸一端指向加工要求,另一端指向工序基準。工序基準:左端面B面。定位基準則從工序圖中進行分析,工序圖中有兩個定位符號,哪一個定位基準是用來對20±0.1工序尺寸定位的呢?定位基準:左端面B面,工序基準在左端面,定位基準也是左端面工序基準與定位基準重合由于重合,基準不重合誤差△jb=0針對對稱度公差對稱度公差是位置公差,這個對稱度公差的含義是φ
5mm孔軸線對φ20H7孔的軸線對稱度公差為0.1mm,第三個方框字母所標為這個對稱度基準。工序基準:φ20H7孔的軸線。定位基準則從工序圖中進行分析,工序圖中有兩個定位符號,哪一個定位基準是用來對對稱度進行定位的呢?定位基準:φ20H7孔軸線,工序基準在φ20H7孔軸線,定位基準也是φ20H7孔軸線工序基準與定位基準重合由于重合,基準不重合誤差△jb=0§2.4.5總結與拓展總結布置作業復習鞏固本次上課內容,并完成習題冊2-42-4定位誤差分析與計算(P16-P17)下節預告定位誤差由基準不重合誤差和基準位移誤兩部分組成,本次課主要學習了基準不重合誤差產生的原因及分析計算方法,那么,基準位移誤差是怎么產生、如何去分析計算呢?請同學們查閱資料預習,疑惑之處,請聽下回分解。課程名稱學習任務§2.4定位誤差的分析與計算(二)教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電授課教師2021.10學習項目描述如圖所示鋼套,工件材料為Q235A鋼,批量N=2000件,已經完成內外圓柱面及端面加工,本工序為鉆φ
5mm,現采用心軸定位,根據工序圖和定位方案,試分析基準位移誤差。圖2-4-2心軸定位圖2-4-1鋼套工序圖學習目標1.能分析基準位移誤差產生原因。2.能分析計算基準位移誤差。學生情況分析已經學完計算基準不重合誤差學習重點計算基準位移誤差學習難點教學方法任務驅動、小組合作場所與資源場地:機床夾具學習工作站資源:《機床夾具設計》學材,學生學習工作頁,課件,專用夾具及多媒體教學設備學習內容及教學組織流程§2.4定位誤差的分析與計算(二)§2.4.1任務導入與分析§2.4.2相關知識與案例學習一、基準位移產生原因二、平面定位基準位移誤差三、V型塊定位基準位移誤差 四、心軸定位基準位移誤差§2.4.3項目實施§2.4.4小組展示與項目講評§2.4.5總結與拓展評價方法從課堂表現、課堂作業、課后作業等三個方面測評,課堂表現主要是回答問題、紀律等;課堂作業以小組合作方式完成,并進行展示、評價。課后作業由教師批改。課后記
§2.4定位誤差的分析與計算(二)§2.4.1任務導入與分析定位誤差是工序尺寸在定位時產生的誤差,它是指一批工件定位時,被加工表面的工序基準在沿工序尺寸方向上的最大可能變動范圍。定位誤差由基準不重合誤差和基準位移誤兩部分組成,上次課主要學習了基準不重合誤差產生的原因及分析計算方法,那么,基準位移誤差是怎么產生、我們應如何去分析計算呢?這是本次課學習的主要內容。【項目描述】如圖所示鋼套,工件材料為Q235A鋼,批量N=2000件,已經完成內外圓柱面及端面加工,本工序為鉆φ
5mm,現采用心軸定位,根據工序圖和定位方案,試分析基準位移誤差。 圖2-4-1鋼套工序圖圖2-4-2心軸定位【項目分析】要進行基準位移誤差分析,首先要明白什么是基準位移誤差,基準位移誤差產生原因是什么?工件在夾具中定位,是通過工件上的定位基準面與定位元件的接觸和配合實現的,因此,我們就要針對不同的定位副進行分析。箱體類工件常采用平面定位,分析工件以平面定位時產生基準位移誤差軸類零件常采用V型塊定位,分析工件以V型塊定位時產生基準位移誤差盤類、套筒類零件常采用心軸定位,分析工件以心軸定位時產生基準位移誤差。§2.4.2相關知識與案例學習基準位移誤差產生原因下面分析基準位移誤差及產生的原因。如圖所示加工鍵槽,采用V型塊定位,定位基準為軸線。對刀時,以軸線為基準調定尺寸。針對一批工件加工,這個定位基準會變動嗎?假設圖中,那么,軸線在V型塊中的位置是如何變化的呢?C圖所示,當軸直徑為最大值時,圓心點即軸線的位置在O1,當軸直徑為最小值時,圓心點即軸線的位置在O2,可見,由于定位基準面外圓直徑存在公差,V型塊的位置不變時,定位基準位置發生了變動。又由于刀具與工件調定尺寸位置不變,這時,加工出來的鍵槽深淺是不一樣的,直徑大的時侯鍵槽深,直徑小的時候鍵槽淺。這個深與淺,直接影響工序尺寸的大小。(C)圖2-4-3鍵槽加工什么原因造成定位基準位置移動呢?這是外圓直徑變化引起的。對,但這是一個特例。我們要學會從特殊問題向一般問題分析。確定工件在夾具位置的是定位基準面和限位基準面接觸與配合,構成了定位副。定位基準在工件上,限位基準面在定位元件上。工件基準面、定位元件都存在制造誤差。制造誤差存在造成定位副不準,造成一批工件定位基準位移。采用V型塊定位如此,采用心軸定位是如此。圖中所示存在制造誤差,這個誤產生會使軸與孔之間產生間隙,這個間隙就造成定位基準(軸線)位置移動。由于用調整加工,刀具調定尺寸不變,當定位基準變動時,工序尺寸就出現變化。基準位移誤差因定位副不準確,用調整法加工一批工件時,引起定位基準在加工尺寸方向上相對產生的最大變化量,基準位移誤差用△db表示。這個定義表達四層意思:第一是說明定位誤差產生的原因,它是因定位副不準確,用調整法加工一批工件時而引起的;第二表明基準是定位基準;第三說明基準位移誤差的大小與方向,定位基準在加工尺寸方向上相對產生的最大變化量;第四說明基準位移誤差表達方式,用△db,下標“db”是“定位副不準確”中“定”與“不”的首拼。平面定位基準位移誤差基準位移誤差值△db的大小等于定位基準變動量在加工尺寸(工序尺寸)方向上的投影,即:式中α——基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角。δ_i——一批工件定位基準的變動范圍。如圖2-4-4V型塊定位加工斜面,用V型塊加工軸上斜面,定位基準在軸上上,由于一批工件,定位基準面存在加工誤差,當直徑變大時,軸上向上移動,定位基準變動方向如圖所示。加工面是斜面,加工方向是垂直于加工面方向,如圖所示。α基準的變動方向與加工尺寸的方向存在著夾角。圖2-4-4V型塊定位加工斜面一般情況下,用已加工的平面作定位基準面時,因表面不平整所引起的基準位移誤差較小,在分析計算時,可以忽略不計。即:△db=0。圖2-4-5工件利用平面定位【例2-4-1】如下圖所示定位方案,加工B面,試求基準不重合誤差和基準位移誤差。圖2-4-6加工B定位方案解:工序尺寸為25±0.15工序基準為A面定位基準為C面定位尺寸為兩個基準之間距離,L為定位尺寸公差δL,=上偏差-下偏差=0-(-0.3)=0.3mm基準不重合誤差△jb=δL=0.3mm由于定位基準面為平面故基準位移誤差△db=0V型塊定位基準位移誤差如圖所示,加工鍵槽,槽的寬度由定尺寸刀具確定。現用V型塊定位,尺寸如圖所示,分析基準位移誤差。定位基準為軸線,由于與V型接觸外圓柱面為定位基準面,現外圓柱直徑為,公差為。當外圓柱面直徑變大時,軸線上移,定位基準就向上移動。那么這個最大的變化量為多少呢? 圖2-4-7工件以V型塊定位下面我們來分析直徑最大和最小兩個極限位定位基準的變化量AO為軸的最大極限位置,OA=Rmax=A1O1為軸的最小極限位置O1A1=Rmin=OB為最大半徑與最小半徑之差,OB=Rmax-Rmin=O102為定位基準在工序尺寸方向上的變動量,即由于加工尺寸方向與定位基準移動方向相同,得V形塊定位基準位移誤差:式中,為工件定位基準的直徑公差(mm);為V型塊的半角()。當工件外圓直徑公差為一定時,基準位移誤差隨V形塊的工作角度增大而減少,當α=180°時,△db為最小,這時V形塊兩工作面展平為水平面,失去對中性,這種情況誤差分析按支承定位分析.【例2-4-2】階梯軸如圖所示,階梯外圓已車好,現要在直徑為D1的圓柱上銑一鍵槽,由于該段圓柱很短,故采用直徑為D2的長圓柱放在V形塊上定位,已知,試計算基準不重合誤差及基準位移誤差。圖2-4-8工件以V型塊解:1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為H工序基準:φ25軸線下母線定位基準:工件以V型塊定位,定位基準是與V型塊接觸圓柱面對應的軸線,圖中,是φ35軸線定位尺寸:工序基準與定位基準之間的尺寸就是定位尺寸,L為φ25軸直徑一半定位尺寸公差δL:,定位尺寸上偏差減下偏差等于0.0105mm由于加工尺寸方向與工序基準變動方向相同,基準不重合誤差△jb=0.0105mm2.計算基準位移誤差△db工件在V型塊在定位,由于φ35外徑存在誤差,造成基準位移誤差。根據公式2-7計算,V型塊角度最常用是900,當題目或技術材料不說明V型塊角度時,默認為900。,心軸定位基準位移誤差圖2-4-9心軸定位基準位移誤差如圖a)所示為圓柱面上銑鍵槽,加工尺寸A和B。圖b)為加工示意圖,工件以內孔(直徑為D)在圓柱心軸(直徑為d)上定位,O是心軸軸心。尺寸A的工序基準是內孔軸線,定位基準也是內孔軸線,此時△jb=0,但由于工件內孔表面與心軸有制造誤差和配合間隙,在夾緊力的作用下,內孔軸線相對于心軸軸線作單向下移了一個距離,從而造成了尺寸A的誤差,這個誤差就是基準位移誤差。基準位移誤差的大小等于加工尺寸方向的變動范圍。由圖b)所示可知,當工件孔的直徑為Dmax,定位銷的直徑為dmin時,定位基準的位移量i為最大(即imax為OO1的長度。加工尺寸A也最大(即Amax);當工件孔的直徑為Dmin,定位銷的直徑為dmax,時,定位基準的位移量i為最小(即imin為OO2的長度)加工尺寸A也最小(即Amin)定位基準位移△db=加工尺寸A最大值Amax-加工尺寸A最小值Amin=定位基準的位移量最大值imax-定位基準的位移量最小值imin在這個例子中孔與軸是間隙配合,而且定位基準移動的方向為單向。我們由特殊轉到一般,在不同的情況下,心軸定位基準位移誤差是如何計算呢?工件以圓柱孔在無間隙心軸上定位當工件內孔在過盈配合心軸、小錐度心軸配合、自動定位心軸及彈性心軸定位時,由于定位副不存在間隙,因此,可認為圓柱孔中心線與心軸軸線重合,沒有定位基準位移誤差,則基準位移誤差△db=0。工件以圓柱孔在間隙配合心軸上定位當工件內孔與圓柱銷或心軸間隙配合時,由于間隙存在,會使工件內孔中心線(定位基準)的位置發生偏移。定位基準偏移的方向有兩種可能:一是只能在某一方向偏移,二是可以在任意方向偏移。圓柱孔與心軸單邊接觸當定位基準偏移為單方向時,基準位移誤差△db為孔與軸配合最大間隙的一半,即:(2)圓柱孔與心軸任意邊接觸當定位基準偏移為任意方向時,基準位移誤差△db為孔與軸配合最大間隙,即:【例2-4-3】如圖2-4-9所示為圓柱面上銑鍵槽,加工尺寸A和B。工件以內孔在圓柱心軸上定位,O是心軸軸心。設A=(40±0.1)mm,,,求加工尺寸A的基準不重合誤差和基準位移誤差。解:1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為A=(40±0.1)mm工序基準為內孔軸線定位基準為內孔軸線工序基準與定位基準重合基準不重合誤差△jb=02.計算基準位移誤差△db針對圓柱孔與心軸間隙配合定位,首先判斷是單邊接觸還是任意邊接觸。現工件水平放置,在重力作用,內孔的上母線始終與軸的上母線接觸因此,圓柱孔與心軸單邊接觸基準位移誤差△db等于二分之一的配合最大間隙△db=0.03mm【例2-4-4】鉆鉸圖2-4-10所示零件上的10H7孔,工件主要以φ20H7()孔定位,定位軸直徑為,求工序尺寸50±0.07及平行度基準不重合誤差和基準位移誤差。圖2-4-15鉆鉸φ10H7孔解:1.針對50±0.07首先計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為50±0.07mm工序基準為φ20內孔軸線定位基準為φ20內孔軸線工序基準與定位基準重合基準不重合誤差為零再來計算基準位移誤差△db,針對圓柱孔與心軸間隙配合定位,首先判斷是單邊接觸還是任意邊接觸。現工件垂直放置內孔的母線始終與軸的母線可以任意邊接觸基準位移誤差△db=Xmax=0.021-(-0.016)=0.037mm2.針對首先計算基準不重合誤差△jb工序尺寸為mm工序基準為φ20內孔軸線定位基準為φ20內孔軸線工序基準與定位基準重合基準不重合誤差為零再來計算基準位移誤差△db內孔的母線始終與軸的母線可以任意邊接觸定位基準長度58mm,加工孔長度29mm基準位移誤差△db§2.4.3項目實施由同學們分組討論完成,并展示在小黑板中。教師巡回指導。§2.4.4小組展示與項目講評展示在小黑板中,教師進行評價。【項目講評】工序尺寸20±0.1定位基準面:左端面B。與這個定位基準面接觸的限位面限位面:心軸軸肩。限位面在定位元件上。確定20±0.1定位副就是由左端面B、心軸軸肩。屬于平面定位,因表面不平整所引起的基準位移誤差較小,在分析計算時,可以忽略不計。因此,基準位移誤差△db=0針對對稱度0.1從定位副著手進行分析,對稱度公差的基準A,A是指φ20H7內孔的軸線定位基準面:φ20H7內孔面,與這個定位基準面接觸的φ20H7心軸外圓柱面。因此,限位面:心軸外圓柱面,工件水平放置在重力作用下,φ20H7內孔面下母線始終與φ20H7心軸外圓柱面上母線接觸。圓柱孔與心軸單邊接觸根據公式,其基準位移等于孔和軸配合最大間隙的一半,最大間隙即為孔最大軸最小時候的間隙,即§2.4.5總結與拓展一、總結二、布置作業1.復習鞏固本次上課內容;2.完成習題冊2-4定位誤差分析與計算作業(基準位移誤差部分)三、下期預告定位誤差△dw由基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db組成。現在我們已經學習基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db的計算方法,那么,這兩個誤差如何合成定位誤差呢?請同學們查閱資料預習,疑惑之處,請聽下回分解課程名稱學習任務§2.4定位誤差的分析與計算(三)教學時數2上課日期周次審批教學班級18機電授課教師學習項目描述如圖所示鋼套,工件材料為Q235A鋼,批量N=2000件,已經完成內外圓柱面及端面加工,本工序為鉆φ
5mm,現采用心軸定位,根據工序圖和定位方案,試計算加工尺寸20±0.1mm和對稱度為0.1mm的定位誤差,并判斷定位方案是否滿足加工要求。v圖2-4-1鋼套鉆孔工序圖與定位簡圖a)鋼套鉆孔工序圖b)定位簡圖學習目標1.能分析計算綜合定位誤差。2.能判斷定位誤差是否滿足加工要求。學生情況分析已經學完計算基準不重合誤差與基準位移誤差學習重點能分析計算綜合定位誤差。學習難點教學方法任務驅動、小組合作場所與資源場地:機床夾具學習工作站資源:《機床夾具設計》學材,學生學習工作頁,課件,專用夾具及多媒體教學設備學習內容及教學組織流程§2.4.1任務導入與分析§2.4.2相關知識與案例學習一、定位誤差的合成二、定位誤差合理性判斷三、定位誤差分析應用§2.4.3項目實施§2.4.4小組展示與項目講評§2.4.5總結與拓展評價方法從課堂表現、課堂作業、課后作業等三個方面測評,課堂表現主要是回答問題、紀律等;課堂作業以小組合作方式完成,并進行展示、評價。課后作業由教師批改。課后記
§2.4定位誤差的分析與計算(三)§2.4.1任務導入與分析定位誤差△dw由基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db組成。現在我們已經學習基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db的計算方法,那么,這兩個誤差如何合成定位誤差呢?這正是我們本次課學習的主要內容。【項目描述】如圖所示鋼套,工件材料為Q235A鋼,批量N=2000件,已經完成內外圓柱面及端面加工,本工序為鉆φ
5mm,現采用心軸定位,根據工序圖和定位方案,試計算加工尺寸20±0.1mm和對稱度為0.1mm的定位誤差,并判斷定位方案是否滿足加工要求。圖2-4-1鋼套零件鉆5孔工序圖圖2-4-2定位方案【項目分析】要解決這一問題涉及以下相關知識:1.定位誤差的合成。掌握基準不重合誤差與基準位移誤差用什么方法合成定位誤差。2.定位誤差合理性判斷。掌握對定位誤差是否滿足加工質量要求判斷方法。3.定位誤差分析應用。應用定位誤差合成方法及定位誤差合理性判斷原則,針對生產實際的案例進行分析、判斷,從定位誤差的角度判斷定位誤差是否符合工序尺寸的加工質量要求。§2.4.2相關知識與案例學習定位誤差的合成定位誤差的合成步驟:第一步:判斷。判斷基準不重合誤差△jb與基準位移誤差△db是獨立還是相關。當工序基準不在定位基準面上時,稱其獨立;當工序基準在定位基準面上時,稱其相關。圖2-4-3以小軸定位加工鍵槽工序尺寸A:獨立圖2-4-4V型塊定位加工鍵槽工序尺寸L3:相關第二步計算定位誤差。根據獨立還是相關分兩種情況計算:1.當△jb、△db無共同變量因素,即獨立,合成兩者相加,即:△dw=△jb+△db2.當工序基準在定位基準面上時,△jb、△db有共同變量時,稱其相關。合成結果即:△dw=△jb±△db式中“+”“-”號確定方法有以下兩種方法:方法一:按基準移動方向判斷,即同向取“+”異向取“-”。即在定位基準面尺寸變動方向一定(由大變小或由小變大)的條件下,△db(或定位基準)與△jb(工序基準)的變動方向相同取“+”號;變動方向相反取“-”。方法二:按“三點”位置判斷,同側取“-”異側取“+”。即在加工尺寸方向上,工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準同側時,合成為“-”,異側時,合成為“+”。采用方法1判斷:圖2-4-4V型塊定位加工鍵槽工序尺寸L2:當d增大時,工序基準(圓柱體上母線)上移,定位基準(圓柱體軸心線)上移,當工序基準與定位基準移動方向同向時,取“+”,即針對工序尺寸L2,定位誤差等于基準不重合誤差加基準位移誤差。工序尺寸L3:當d增大時,工序基準(圓柱體上母線)下移,定位基準(圓柱體軸心線)上移當工序基準與定位基準移動方向相反時時,取“—”,即針對工序尺寸L3,定位誤差等于基準不重合誤差加減基準位移誤差。已知:工序尺寸L3V型塊定位,△jb=0.0105mm,△db=0.017mm,試分析工序尺寸L3的定位誤差△dw解:L3的工序基準:軸的下母線定位基準是軸線,定位基準面是軸的外圓柱面工序基準在定位基準面上基準不重合誤差與基準位移誤差相關,當d增大時,工序基準下移,定位基準上移,方向相反按基準移動方向判斷,即異向取“-”△dw=△db-△jb,=0.017-0.0105=0.0065mm 采用方法2判斷:圖2-4-4V型塊定位加工鍵槽工序尺寸L2 定位基準(圓柱體軸心線)為黃點所示工件與定位元件接觸點為綠色所示工序基準(圓柱體上母線)為紅色所示工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準異側,取“+”號。工序尺寸L3定位基準(圓柱體軸心線)為黃點所示工件與定位元件接觸點為綠色所示工序基準(圓柱體下母線)為紅色所示工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準同側取“—”號。已知:工序尺寸L2V型塊定位,△jb=0.0105mm,△db=0.017mm,試分析工序尺寸L3的定位誤差△dw解:L2的工序基準:軸的上母線定位基準是軸線,定位基準面是軸的外圓柱面工序基準在定位基準面上基準不重合誤差與基準位移誤差相關,按“三點”位置判斷,工序基準、工件與定位元件接觸點位于定位基準異側時,合成為“+”即異側取“+”△dw=△db+△jb=0.017+0.0105=0.0275mm定位誤差合理性判斷一般推薦的定位誤差占工序公差的1/3~1/5。如果夾具的定位誤差超出工序公差的1/3,則認為夾具的定位方案不滿足定位精度的要求。即:△dw≤1/3TT為工序尺寸公差。定位誤差合理性分析步驟:第一步,計算基準不重合△jb第二步,根據定位副形式,計算基準位移誤差△db,第三步,計算定位誤差△dw第四步,.判斷定位方案是否合理滿足定位精度要求:△dw≤T/3圖2-4-4V型塊定位加工鍵槽,如果L3=21±0.05,則T=0.1mm,那么定位誤差的允許值為多少呢?根據△dw≤1/3T,將T=0.1mm代入上式。則△dw≤0.033mm定位誤差分析應用【案例1】如圖2-4-5所示,工件以A面加工定位孔,已知,基準不重合誤差△jb=0.05mm試求定位誤差,并判斷該定位方案能否滿足加工要求。孔的大小由定尺寸刀具確定,孔的定位工序尺寸32±0.05,下面針對這一工序尺寸進行分析:圖2-4-5加工孔定位方案1.分析計算基準不重合誤差△jb和基準位移誤差△db已知:基準不重合誤差△jb=0.05mm加工孔以平面A定位,因表面不平引起的基準位移誤差可忽略不計。所以,基準位移誤差△db=02.判斷是獨立還是相關。尺寸32±0.05工序基準尺寸一端指向加工面,另一端指向工序基準,即為C面。定位基準:根據工序圖中定位符號指向A面由于工序基準不在定位基準面上,基準不重合誤差△jb和基準位移誤差△db相互獨立3.計算定位誤差△dw=△jb+△db=0.05+0=0.05mm4.判斷定位方案合理性工序尺寸32±0.05,工序尺寸公差T=0.05-(-0.05)=0.01mm定位允許誤差是T/3=0.1/3=0.033mm比較判斷,△dw>T/3此定位方案不能滿足定位精度要求,即不滿足加工要求。出現這樣的問題作為設計者該怎么辦呢?那就要減少定位誤差,本定位方案中是以平面定位,基準位移誤差為零,現只能減少基準不重合誤差△jb,那么如何減少基準不重合誤差呢?唯有減少定位尺寸公差,這個定位尺寸是A面與C面之間的尺寸,即LAC。LAC是一個封閉環,其公差是組成環之和。因此,要減少基準不重合誤差,就應減少100和30這兩個尺寸公差,提高定位精度【案例2】如圖所示,工件以小端外圓dl用V形塊定位,V形塊上兩斜面間的夾角為90°,加工f10H8孔。已知,,H=(40±0.15)mm,同軸度誤差t=f0.03mm,求加工尺寸(H=40±0.15)mm的定位誤差,并判斷該定位方案能否滿足加工要求。圖2-4-6工件加工工序簡圖解:1.計算基準不重合誤差△jb工序尺寸:40±0.15工序基準:d2下母線定位基準:d1軸線定位尺寸:定位尺寸公差:2.計算基準不重合誤差△db=0.707×0.01=0.007mm3.計算定位誤差△dw工序基準不在定位基準面上基準不重合誤差與基準位移誤差相互獨立△dw=△jb+△d
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