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遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第3章 誤差分析
3.1定位誤差分析
工價(jià)以圓孔在心軸（或定位銷）上定位上定位所產(chǎn)生的定位誤差，應(yīng)根據(jù)心軸水平設(shè)置或垂直設(shè)置分為固定邊接觸和非固定邊接觸兩種情況分別計(jì)算。工件以圓孔定位時(shí)所產(chǎn)生定位誤差的原因是由于圓孔與心軸或定位銷之間存在安裝所需的間隙，造成圓孔中心與心軸或定位銷中心發(fā)生偏移而產(chǎn)生了基準(zhǔn)位移誤差。如果工件以以圓孔中心線為基準(zhǔn)在過(guò)盈配合心軸上定位，因無(wú)間隙存在，圓孔中心線的位置不變，屬于基準(zhǔn)重合情形，故不產(chǎn)生定位誤差。
3.1.1固定邊接觸
如圖所示，工件以圓孔在配合心軸上定位，若加工表面M時(shí)，要求保證加工尺寸h。此時(shí)，假設(shè)工件軸心線與心軸軸心線重合，在這樣理想的安裝位置上不會(huì)有定位誤差產(chǎn)生。但由于定位圓孔與心軸間存在著裝配間隙，若心軸水平放置時(shí)，工件便會(huì)因自重而始終使圓孔上母線和心軸上母線保持固定邊接觸，如圖所示。此時(shí)，工件上加工表面M的工序基準(zhǔn)（定位圓孔中心線）向下產(chǎn)生偏移，有點(diǎn)O移至點(diǎn)O1。因此，工序基準(zhǔn)O的極限位置變動(dòng)量(ΔJXO)就是加工尺寸h時(shí)所產(chǎn)生的定位誤差。故得
圖 13 固定邊接觸兩銷對(duì)定誤差
ΔDWh=ΔJXO=h′-h”=OO1
= (Dmax-dmin)/2
因?yàn)? D=D+Δd=d+Xmin+ΔD
dmin=d-Δd
所以 ΔDWh=[(d+Xmin+ΔD)-(d-Δd)]/2
=(ΔD+Δd+Xmin)/2
式中
ΔD---------定位圓孔直徑公差
Δd----------定位心軸直徑公差
Dmax---------定位圓孔的最大直徑
Dmin---------定位心軸的最小直徑
Xmin--------定位圓孔與定位心軸間的最小配合間隙
其中Xmin是一個(gè)由配合性質(zhì)所決定的常量，因此，在必要
時(shí)通過(guò)對(duì)刀具位置的調(diào)整予以消除。
3.1.2非固定邊接觸
如圖所示，工件以圓孔在動(dòng)配合心軸上定位，若要求在該
零件上加工一側(cè)面，保證加工尺寸L。如果心軸垂直設(shè)置時(shí)，工件定位圓孔與心軸母線之間的接觸可以是任意方向的，即非固定邊接觸。工序基準(zhǔn)O的最大變動(dòng)范圍，如圖所示。本例中，對(duì)加工尺寸L產(chǎn)生影響的工序基準(zhǔn)最大變動(dòng)量為O1O2。因此，對(duì)尺寸L所產(chǎn)生的定位誤差為
圖 14 非固定邊接觸兩銷對(duì)定誤差
ΔDWL=ΔJXO=L′-L”=O1O2
=OO1+OO2
=（Dmax-dmin）/2+（Dmax-dmin）/2
=Dmax-dmin
=ΔD+Δd+Xmin]
由上述分析計(jì)算得出了，定位誤差的計(jì)算公式為：
ΔD=Dmax-dmin
對(duì)于本設(shè)計(jì)而言 Dmax=126.968 dmin=125.852
所以定位誤差 ΔD=0.016
屬于非固定邊接觸的情況.
3.2分度誤差的分析
一般的分度裝置都是以一個(gè)對(duì)定銷來(lái)依次對(duì)準(zhǔn)分度盤上的銷孔或槽（齒）來(lái)實(shí)現(xiàn)分度對(duì)定的。按這樣原理工作的分度裝置，其分度精度受到分度分度盤上銷孔或槽（齒）的等分誤差的嚴(yán)重影響，很難達(dá)到高精度。下面就介紹應(yīng)用“誤差均化原理”來(lái)進(jìn)行分度對(duì)定，從理論上來(lái)講，其分度精度可以不受分度盤上下分度槽（齒）的等分誤差影響，因此能達(dá)到很高的分度精度。
當(dāng)采用一個(gè)對(duì)定銷進(jìn)行分度對(duì)定時(shí)，在360度內(nèi)的最大分度誤差等于各次分度誤差中的最大值。若采用兩個(gè)對(duì)定銷同時(shí)進(jìn)行分度對(duì)定，如圖所示，對(duì)頂銷1、2用箭頭表示，由于分度盤在制造中的等分誤差，使其分度槽（或孔、齒）不可能精確分布。設(shè)分度盤上各分度槽間的理論分度角為α，并分別以Δα1，Δα2，…Δαn表示各分度槽在加工時(shí)，槽間距的角度誤差。圖中實(shí)線表示本次對(duì)定位置，虛線表示轉(zhuǎn)過(guò)分度角φ1之后的下次對(duì)定位置。
設(shè)在本次對(duì)定時(shí)，對(duì)定銷1與分度槽完全對(duì)定，但由于分度槽見(jiàn)的等分誤差，對(duì)定銷2與分度槽側(cè)存在對(duì)定偏差Δγ1。當(dāng)進(jìn)行 依次分度轉(zhuǎn)角φ1之后，對(duì)定銷仍與分度槽完全對(duì)定，而對(duì)定銷2的對(duì)定偏差則為Δγ2。由兩銷對(duì)定尺寸鏈圖16可得
圖15 兩銷對(duì)定示意圖
φ1=α+Δα1
或φ1=α+Δα2+Δγ1+Δγ2
或?qū)⒁陨蟽墒较嗉拥?
2φ1=2α+（Δα1+Δα2）+（Δγ1+Δγ2）
若分度時(shí)，每一次對(duì)定都能使兩個(gè)對(duì)定銷同時(shí)參與對(duì)定作用，即可使得
（Δγ1+Δγ2）=0
那么，兩銷同時(shí)對(duì)定的實(shí)際分度角則為
φ1=α+（Δα1+Δα2）/2
圖16 兩銷對(duì)定尺寸鏈圖
由此可見(jiàn)，在分度精度相同的條件下，兩銷同時(shí)對(duì)定所產(chǎn)生的分度轉(zhuǎn)角誤差是分度盤上兩相鄰分度孔等分角度誤差之和的平均值，從而使轉(zhuǎn)角誤差因均化而減小。
以次類推，當(dāng)采用n個(gè)對(duì)定銷，并使其都同時(shí)參與對(duì)定作用，則實(shí)際分度轉(zhuǎn)角為
φ=α+（Δα1+Δα2+…+Δαn）/n
若對(duì)定銷的個(gè)數(shù)n與分度數(shù)360?/α相等，并保證全部對(duì)定銷都同時(shí)參與對(duì)定作用，由“圓度誤差的封閉性”原理可知，任何圓分度在一整圈內(nèi)的累積分度誤差恒等于零。即可使得式φ=α+（Δα1+Δα2+…+Δαn）/n中的
Δα1+Δα2+…+Δαn=0?，
以實(shí)現(xiàn)分度誤差的完全均化，使其實(shí)際分度角φ等于其理論（平均）分度角α。這就是誤差均化的基本原理 。
端齒盤分度裝置就是“平面齒輪”多齒嚙合的“誤差平均效應(yīng)”分度器中的應(yīng)用。端齒盤實(shí)際是兩個(gè)直徑、齒數(shù)、齒型相同的“平面齒輪”。當(dāng)齒輪的兩個(gè)相對(duì)表面，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度強(qiáng)迫進(jìn)入嚙合時(shí)（齒根對(duì)齒頂 ），它就鎖緊在一個(gè)由大多數(shù)齒面接觸狀況共同確定的某一位置，不能再旋轉(zhuǎn)和側(cè)向移動(dòng)。其實(shí)上齒盤相當(dāng)于一般分度裝置中的分度盤，下齒盤中的全部齒相當(dāng)于對(duì)定銷。正是由于上下齒盤的全部齒都參加對(duì)定，因此端齒盤的分度輸出誤差，就因“誤差平均效應(yīng)”的大大減小。
端齒盤一般分度精度為±3″~±6″左右，最高可達(dá)
±0.1″。根據(jù)分度精度的高低，目前我國(guó)生產(chǎn)的端齒分度盤分為普通級(jí)、精密級(jí)及超精密級(jí)。
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