V形块定位误差计算的通用公式及其应用

严红

（陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000）

V形块定位误差计算的通用公式及其应用

严红

（陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000）

文章分析了V形块定位的基本要素，提出V形块定位误差计算的通用公式，并列举实例进行说明。

V形块；定位误差计算；通用公式；应用

在机床专用夹具设计时，定位误差的分析与计算是解决工件定位“准不准”的问题。[1]当工件以外圆柱面定位时，V形块是用得最多的定位元件，V形块定位误差的计算方法有合成法、极限法和微分法，无论哪一种方法，都需要进行具体的分析，计算过程繁琐。因此，如果能建立一个完整、通用的计算公式，便能迅速、准确地进行V形块定位误差的分析和计算。

一、V形块定位误差计算的通用公式

1.V形块定位的基本要素分析

工件定位时，不同定位方式的基本要素包含定位基准、定位基面、限位基准、限位基面和工序基准，由于定位方式的多样化，所以，定位的基本要素表述也不尽相同，因此，掌握不同定位方式的基本要素，是设计定位方案和分析计算定位误差的基本条件。笔者对于V形块定位方式的基本要素分析如下：

定位基准为工件中心线，定位基面为工件外圆面；限位基准则为放在V形块上标准心棒的中心线，工序基准为工序尺寸两端中非加工表面一端。

2.V形块定位误差计算通用公式分析

所谓定位误差，是指一批工件在夹具中定位时，由于定位不准而引起的工序基准相对于加工表而在工序尺寸方向上的最大位置变动量。工序基准的变动量主要取决于两个因素:一是由于定位副(工件上的定位基而和夹具上的定位元件)的制造误差而引起的基准移位误差；二是由于工件的定位基准与工序基准不重合而引起的基准不重合误差。[2,3]定位误差由这两项误差合成，考虑到定位尺寸（定位基准与工序基准所夹尺寸）和定位基准的变动方向与加工尺寸方向的夹角，V形块定位时基准不重合误差和基准位移误差的相对确定性，结合以往的教学和实践生产经验，笔者认为，V形块定位误差应按下式进行计算：

公式中δd为定位基面直径的公差；α为V形块的夹角；β为定位基准的变动方向与加工尺寸方向的夹角；φ为定位基准变动方向与加工尺寸方向的夹角。

公式中λ为工序基准的位置因子,如工序基准与定位基准重合，λ取90°；如工序基准与定位基准不重合，λ取0°

公式中±的为定位误差合成符号。当工序基准不在定位基面上，直接取“＋”；当工序基准在定位基面上，“＋”或“-”的判定可按以下方式进行：

1）与V形块对称面垂直的定位基面中心线作为分界线，

2）当工序尺寸与定位基面的上母线接触，取“”；当工序尺寸与定位基面的下母线接触，取“-”；

二、公式的应用

1.V形块定位垂直方向工序尺寸的计算

图1为工件以外圆表面在V形块上定位钻孔的示意图，求工序尺寸H1、H2和H3的定位误差。

图1垂直工序尺寸

对于工序尺寸H1：

通过分析可知，定位基准的变动方向为垂直方向，加工尺寸方也为垂直方向，所以，定位基准的变动方向与加工尺寸方向的夹角是0°，β取0°；定位基准为N点，工序基准为工序尺寸H1的上母线，两者所夹尺寸即为定位尺寸，定位尺寸故与加工尺寸方向的夹角是0°，φ取0°；工序基准与定位基准不重合，λ取0°；工序基准在定位基面上，且工序尺寸与上母线联系，故公式取“+”，将分析结果代入公式直接得到结果：

2.V形块定位水平方向工序尺寸的计算

图2为工件以外圆表面在V形块上定位钻孔的示意图，求工序尺寸L1和L2的定位误差。

图2水平工序尺寸

对于工序尺寸L1：

分析可知，定位基准的变动方向（垂直）与加工尺寸方向的夹角是90°，β取90°；定位尺寸与加工尺寸方向的夹角是0°，φ取0°；工序基准为右侧母线，定位基准为中心，工序基准与定位基准不重合，λ取0°；定。将分析结果代入公式直接得到结果：为0，不存在“＋”或“-”的判

对于工序尺寸L2：

按照上述分析思路可得

3.倾斜的工序尺寸

图3为工件以外圆表面在V形块上定位钻孔的示意图，求工序尺寸A的定位误差。

图3倾斜工序尺寸

对于工序尺寸A：

定位基准的变动方向与加工尺寸方向的夹角是λ，β取λ；定位尺寸与加工尺寸方向的夹角是0°，φ取0°；工序基准为工序尺寸A的上端母线，定位基准为工件中心，工序基准与定位基准不重合，λ取0°；工序基准在定位基面上，且工序尺寸与上母线联系，故公式取“+”，将分析结果代入公式直接得到结果：

本文提出的V形块定位误差的通用公式，对于理论教学和实际生产中快速、准确进V形块定位误差的分析和计算，提供了一种便捷的方法。

[1]焦小眀、孙庆群.机械加工技术〔M〕.北京:机械工业出版社.2005.

[2]龚定安、赵孝昶、高化.机床夹具设计〔M〕.西安:西安交通大学出版社,1992.

[3]薛源顺机床夹具设计〔M〕.北京:机械工业出版社.2000.

The General Formula of V-Shape Block Positioning Error Calculation and Its Application

YANHong
(Department Of Mechanical Engineering Shaanxi Polytechnic Institute,Xian yang 712000,Shanxi)

The article analyzes the basic elements of the V-Shape block positioning，puts forward the general formula of V-Shape block positioning error calculation，some application methods are explained。

V-Shape block；calculation of positioning error；general formula；applications

TG 751

A

1671-5004（2011）01-0003-02

2010-12-06

严红（1980-），女，陕西城固人，陕西工业职业技术学院助教，研究方向：机械制造工艺及装备。