定位误差对工件加工精度的影响及控制

杜可可 李 鑫

（河南工程学院 机械工程学院，郑州 451191）

定位误差对工件加工精度的影响及控制

杜可可 李 鑫

（河南工程学院 机械工程学院，郑州 451191）

分析并指出了定位误差的构成及产生原因，结合生产加工案例，对几种定位方案的定位误差进行计算，分析其对被加工工件位置尺寸公差的影响，并提出控制定位误差的方法。

定位误差 加工精度 控制

1 定位误差的概念

定位误差是工件使用夹具定位加工时的一项主要误差因素，也是影响工件位置尺寸公差的主要误差因素。

根据工件在夹具中的六点定位原理，工件安装于夹具中形成的不多于六个点定位副，即可实现工件的定位，以保证被加工工件的位置尺寸精度及位置公差。由于每个定位副都可能偏离理想位置，从而造成定位误差。对于一般精度的夹具，工件的定位基准对夹具定位元件的位置基准产生的误差，称定位误差，用符号∆jW表示。

形成该项误差主要有两种因素：

（1）当工件的定位基准和某尺寸的工序基准（工序尺寸的起始位置）不重合时，产生基准不重合误差，用符号∆jb表示。

（2）工件的定位基准在夹具中定位时发生位移而产生基准位移误差，用符号∆jW表示。

定位误差等于基准不重合误差∆jb和基准位移误差∆jW的线性和，即：

2 定位误差对工件加工精度的影响及控制

2.1 基准不重合误差∆jb对工件加工精度的影响及控制

当工件的定位基准和某尺寸的工序基准不重合时，产生的基准不重合误差等于工序基准至定位基准之间的尺寸公差（或之和）。

基准不重合误差是定位误差的重要一项。当工序基准至定位基准之间有多个工序尺寸时，基准不重合误差数值较大，对工件的加工精度保证造成困难。因此，工件加工过程中，应首先保证定位基准和工序基准重合原则，才能控制定位误差对加工精度的影响。

2.2 基准位移误差∆jW对工件加工精度的影响及控制

基准位移误差∆jW主要由工件定位面的制造公差、定位元件的制造公差及定位副配合间隙引起。

如图1所示，工件以内孔和定位元件圆柱心轴间隙配合定位铣削键槽示意图。

图1 铣削键槽示意图

假定工件的外径为理想正确尺寸，造成工序尺寸H的基准位移误差∆jW主要由以下因素构成。

（1）工件定位内孔的制造公差δD会使工序尺寸H产生最大为的位移误差。

（3）工件内孔和心轴直径方向的装配间隙∆min，在垂直向下的铣削力作用下，会使工序尺寸H产生最大为的位移误差。

若要控制定位误差中的基准位移误差∆jW对工序尺寸加工精度的影响，首先应提高工件定位基准面的加工精度，即控制δD；其次，要正确选用夹具中的定位元件，使其制造精度和所需要保证的工序尺寸精度相适应；最后，还应正确选用定位副的配合精度，既要保证装配方便，又要保证配合间隙最小。

3 定位误差的计算在工件加工中的应用

案例：如图2（a）所示，采用钻模夹具钻削工件上φ 5mm（O1孔）和φ8mm（O2孔）两孔，除保证图纸尺寸要求外，还要求保证两孔连心线通过的轴线，其偏移量公差为0.08mm。若定位误差不得大于加工允差的，分析如图2（b）、（c）两种定位方案（α＝90º）是否可行？

图2 钻削O1孔和O2孔三种定位方案

［解］（1）图2（b）定位方案分析及定位误差的计算：

（3）图2（b）和图2（c）两孔均为垂直方向放置，因此基准位移误差不影响两孔的同轴度，同轴度误差为：

可见，两种定位方案中，图2（b）定位方案可行，图2（c）定位误差不满足要求。

4 结语

从以上分析和加工案例得到启示，当工件的定位基准和工件尺寸的工序基准重合时，可减小定位误差对工件位置尺寸精度的影响；当定位误差中同时包含基准不重合误差和基准位移误差两项误差时，为了降低定位误差对工件位置尺寸精度的影响，除了提高工件定位基准面的制造精度外，还可变换工件定位方式，寻求基准位移误差和基准不重合误差的线性差，或者去除两项误差中的一项，以降低定位误差对工件位置尺寸精度的影响。

Effect of Position Error on Workpiece Machining Accuracy and Its Control

DU Keke, LI Xin
(School of Mechanical Engineering, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191)

This paper analyzes and points out the composition and causes of positioning errors. Combining the production and processing cases, the position errors of several positioning programs are calculated, and the influence of position tolerance on the workpiece is analyzed. The method of controlling positioning error is proposed.

positioning error, machining precision, control