纪会胜+黄繁

[摘 要]机床夹具设计是保证机床夹具质量精度的前提条件，从实际工作来看，机床夹具设计中存在工件定位误差。为了使此类误差得到有效控制，有必要对其误差进行详细分析，并采取有效计算方法，從而使误差控制在合理范围内。本文从机床夹具设计工件定位误差、数值计算两大方面进行分析，以期为机床夹具设计的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。

[关键词]机床夹具设计；工件定位误差；数值计算

中图分类号：G223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0390-01

近年来，随着社会经济的发展，我国加工业也得到了相应的发展。对于机床夹具设计来说，是确保机床夹具质量及精度的前提条件。换而言之，要想使机床夹具的质量得到有效保障，便需要做好机床夹具设计工作。从工件与夹具两者的关系来看，工件主要在夹具当中定位，进而能够使本道工序尺寸的加工精度得到有效保障[1]。但是，从实际工作发现，机床夹具设计中存在工件定位误差，如果此类误差未能得到有效解决，将会使加工面的尺寸精度难以得到有效保障。所以，本文对“机床夹具设计中工件定位误差及数值计算”进行研究具备一定价值作用。

一、机床夹具设计问题分析

结合实际工作，发现需解决的机床夹具设计问题主要有两个，包括：（1）定位正确性问题。对于工件来说，基于夹具当中的定位，对确保本道工序尺寸的加工精度起到了非常重要的作用。在确保工件定位正确性的条件下，才能够使加工表面的质量得到有效保障，而工件在定位环节首先便需要解决定位是否正确性这一问题。（2）定位误差问题。在实际工作当中，不难发现不管加工方法有多精密，均难以控制在加工过程中产生一定的误差。同理，对于夹具当中的被定位工件与定位元件也是一样的，其加工误差也在一定程度上存在。并且，元件在夹具中的定位基准的选取存在差异，当存在这些客观因素的情况下，同一基本尺寸的各工件在夹具当中的几何位置便有发生改变，进而使本道工序加工误差发生，所以上述呈现的定位误差问题也需解决[2]。

根据实际工作，不难发现如果不能保证定位的正确性，也会产生定位误差，所以定位正确性和定位误差之间存在密切的联系。所以，总结起来主要需要解决的是机床夹具设计过程中的工件定位误差问题。

二、机床夹具设计中工件定位误差分析

在上述分析中，认识到要想保证机床夹具设计的质量，便需要对机床夹具设计中工件定位误差加以控制。下面将从定位误差的定义、计算以及产生两大方面进行分析，具体内容如下：

（一）工件定位误差定义

对于工件定位误差来说，根据不同原因引起的误差，其定义也存在差异。结合相关资料，总结出了的定义包括：（1）以某批工件为对象，若在夹具中定位，进而导致工序基准在沿工序尺寸方向产生最大位移，则将出现定位误差；（2）使用夹具装夹对某批工件进行加工过程中，若存在定位不准确状况，那么将使得此批工件某加工参数出现误差，进而出现定位误差；（3）在定位过程中，可能引起工序尺寸误差；（4）工件加工尺寸方向上涉及基准的最大变动量；（5）因受到定位不精准因素影响，使得某一工序在工序尺寸或者在定位要求方面产生加工误差；（6）工件在夹具中定位不准确，进而产生的加工误差称之为定位误差[3]。

由上述各种定义可知，工件定位误差的定义较多，综合分析不难发现：产生最大位移量的主体为工序基准还是为定位基准是各定义的区别所在。但是，不管是何种原因引起的工件定位误差，均需要进行相应的原因分析及计算，这样才能够为进一步解决工件定位误差提供有效帮助。

（二）定位误差计算

因为在工件定位误差方面，不同文献的描述不一样，这样便使得在定位误差计算过程中存在不同的结果。从工件来看，主要使用的是内孔定位，定位元件所使用的是心轴，而工件与定位元件的配合关系使用间隙配合时发生的定位误差差异最大。对当中基准不重合误差观点不够一直，主要的不同是基准位移误差。从实际工作角度来看，针对定位误差，在计算过程中主要结合心轴水平放置进行计算。并且，在计算过程中，需明确的指标参数包括：工件定位内孔公差、定位元件心轴公差、工件外圆公差以及工件内外圆的位置误差等。

（三）定位误差产生原因

在实际工作过程中，使用夹具安装工件，并采取调整法进行加工，如果工件的定位基准和设计基准不能重合，并且工件与定位元件均具备一定的制造误差，那么工件被加工表面的设计基准沿工序尺寸方向便会出现位移，此位移称之为定位误差。总结起来，引发定位误差的原因主要包括：（1）基准不重合误差。如果工件的定位基准和其设计基准不能重合，则会导致设计基准在沿工序尺寸方向发生位移，进而出现基准不重合误差。（2）基准位移误差。因工件与定位元件自身具备一定的制造误差，与此同时由于采取了调整法进行加工，这样便导致一批工件的定位基准相对调刀基准在工序尺寸方向发生一定的改变，进而形成一定位移，此位移便称之为基准位移误差[3]。总结起来，对于定位误差来说，主要是因基准不重合与基准位移两大原因发生的，所以在实际工作中需对这些因素加以控制，进而使误差得到全面控制。

三、相关数值计算分析

基础夹具设计中工件定位误差的相关数值计算，即指的是定位误差的计算方法。结合相关资料，下面重点对定位误差组成计算法和定义计算法进行分析。

（一）定位误差组成计算法

对于定位误差组成计算法来说，为对定位误差进行求解的最基本的一种方法，此方法具备简单且直观的特点。以定位误差发生的原因为依据，即：基准不重合误差与基准位移误差因素，因为这两种误差都是于工件定位的时候形成，两种误差均会使工序基准发生变化，进而使工序尺寸发生变化，当定位误差产生的情况下，把两种误差合成，便能够将定位误差求解出来，其计算公式为：△DW=△JW±△BC；对于其中的“±”是以△JW、△BC为标准，基于定位期间由一种极限位置变化至另一种极限位置过程中，工序尺寸变化的影响差异进而确定的。总结起来，定位误差组成计算方法在引起定位误差的因变量比较少的情况下适合使用。

（二）定义计算法

以定位误差的定义为依旧，对此批工件在夹具当中的定位加以确定时，可有两种极限位置发生，对其中一个极限位置变化至另一个极限位置的最大变化量进行求解，便可获得定位误差的数值，其计算公式为：△DW=△max—△min；式子中的“A”表示工序尺寸。对于定义计算法来说，其适合使用的范围为：（1）定位误差的方向与工序尺寸方向相同；（2）对定位误差产生的影响因素较少；（3）工件定位的极限位置容易确立。

四、结语

通过本文的探究，认识到要想使机床夹具设计的质量得到有效保障，便需要对其工件定位误差进行分析。一方面，了解定位误差的定义、产生原因。另一方面，掌握定义误差的计算方法。在此次研究中，重点提到了定位误差组成计算法和定义计算法。两种计算方法的适合使用范围有所差异，需根据实际情况优化选取，以此使机床夹具设计中工件定位误差得到有效控制，进一步确保机床夹具设计的整体质量得到有效提高。

参考文献

[1] 张国政，刘有余.机床夹具定位误差的计算机辅助数据处理[J].制造技术与机床，2012，04：126-130.

[2] 陈建刚，陈杰峰，张昌明，赵知辛.定位误差分析与计算在机床夹具设计中的应用与研究[J].煤矿机械，2015，05：229-231.

[3] 邹哲维.图解法在工件定位误差计算中的应用[J].机械工程师，2013，01：24-25.

[4] 吴卫东，廖文和.基于特征的夹具设计校验方法研究[J].机械设计与制造，2013，06：231-233.