（一） 六點(diǎn)定位原理

如圖1-1所示，任何一個(gè)自由剛體，在空間均有６個(gè)自由度（自由度是完全確定物體在空間的幾何位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目），即沿空間坐標(biāo)軸ｘ、ｙ、ｚ ? ? ?三個(gè)方向的移動(dòng)和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)（分別以ｘ→、ｙ→、ｚ→和ｘ、ｙ、ｚ表示）。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1-1

圖1-2表示一個(gè)長(zhǎng)方體工件在空間坐標(biāo)系中的定位情況。

? ? ?圖1-2

在ｘｙ平面上設(shè)置３個(gè)支承（不能在一條直線上），工件放在這３個(gè)支承上，就能限制工件的ｚ→、ｙ、ｘ３個(gè)自由度；在ｘｚ平面上設(shè)置兩個(gè)支承（兩點(diǎn)的連線不能平行于ｚ軸），把工件靠在這兩個(gè)支承上，可限制ｙ→、ｚ ? ? ?兩個(gè)自由度；在ｙｚ ? ? ?平面上設(shè)置一個(gè)支承，使工件靠在這個(gè)支承上，就限制了ｘ→這個(gè)自由度。這樣工件的這６個(gè)自由度就都被限制了，工件在空間的位置就完全確定了。

? ? ? ? ? ? ? ? ?工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制工件的自由度，使工件在夾具中占有某個(gè)確定的正確加工位置。

在這個(gè)空間坐標(biāo)系中，設(shè)置的６個(gè)支承稱為定位支承點(diǎn)，實(shí)際上就是起定位作用的定位元件。將具體的定位元件抽象化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn)，用這些定位支承點(diǎn)來限制工件的運(yùn)動(dòng)自由度，這樣定位分析的問題便十分簡(jiǎn)單明了了。

在夾具中采用合理布置的６個(gè)定位支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，來限制工件的６個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，就稱為六點(diǎn)定位原理。

應(yīng)用六點(diǎn)定位原理實(shí)現(xiàn)工件在夾具中的正確定位時(shí)，應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：

１） 設(shè)置３個(gè)定位支承點(diǎn)的平面限制一個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，稱為主要定位面。工件上選作主要定位的表面應(yīng)力求面積盡可能大些，而３個(gè)定位支承點(diǎn)的分布應(yīng)盡量彼此遠(yuǎn)離和分散，絕對(duì)不能分布在一條直線上，以承受較大外力作用，提高定位穩(wěn)定性。

２） 設(shè)置兩個(gè)定位支承點(diǎn)的平面限制兩個(gè)自由度，稱為導(dǎo)向定位面。工件上選作導(dǎo)向定位的表面應(yīng)力求面積狹而長(zhǎng)，而兩個(gè)定位支承點(diǎn)的分布在平面縱長(zhǎng)方向上應(yīng)盡量彼此遠(yuǎn)離，絕對(duì)不能分布在平面窄短方向上，以使導(dǎo)向作用更好，提高定位穩(wěn)定性。

３） 設(shè)置一個(gè)定位支承點(diǎn)的平面限制一個(gè)自由度，稱為止推定位面或防轉(zhuǎn)定位面。究竟是止推作用還是防轉(zhuǎn)作用，要根據(jù)這個(gè)定位支承點(diǎn)所限制的自由度是移動(dòng)的還是轉(zhuǎn)動(dòng)的而定。

４） 一個(gè)定位支承點(diǎn)只能限制一個(gè)自由度。

５） 定位支承點(diǎn)必須與工件的定位基準(zhǔn)始終貼緊接觸。一旦分離，定位支承點(diǎn)就失去了限制工件自由度的作用。

６） 工件在定位時(shí)需要限制的自由度數(shù)目以及究竟是哪幾個(gè)自由度，完全由工件該工序的加工要求所決定，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，合理設(shè)置定位支承點(diǎn)的數(shù)量和分布情況。

７） 定位支承點(diǎn)所限制的自由度，原則上不允許重復(fù)或相互矛盾。

（二） 完全定位與不完全定位

工件的６個(gè)自由度全部被限制而在夾具中占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。如圖1-3所示，在某長(zhǎng)方體工件上加工一個(gè)不通孔，為滿足所有加工要求，必須限制工件的６個(gè)自由度，這就是完全定位。

沒有全部限制工件的６個(gè)自由度，但也能滿足加工要求的定位，稱為不完全定位。如圖1-4所示，在某長(zhǎng)方體工件上加工一個(gè)通槽，滿足所有加工要求僅需要限制工件的５個(gè)自由度，而工件的ｙ→自由度可以不限制，這就是不完全定位。特別需要說明的是，為了便于承受切削力、夾緊力或?yàn)榱吮ＷC一批工件的進(jìn)給長(zhǎng)度一致，有時(shí)將無加工要求的自由度也加以限制。例如，將圖1-4所示工件的ｙ→自由度也限制，實(shí)際加工是允許的，有時(shí)也是必要的。

圖1-3 ? ? ?長(zhǎng)方體工件鉆孔工序的定位分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1-4長(zhǎng)方體工件銑槽工序的定位分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

（三） 欠定位與過定位

? ? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)加工要求，工件必須限制的自由度沒有達(dá)到全部限制的定位，稱為欠定位。欠定位必然導(dǎo)致無法正確保證工序所規(guī)定的加工要求。圖1-5所示，銑削某軸的不通槽時(shí)，只限制了工件的４個(gè)自由度，ｘ→自由度未被限制，故加工出來的槽的長(zhǎng)度尺寸無法保證一致。因此，欠定位是不允許的。

? ? ?圖1-5 軸銑槽工序的定位分析

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 工件在夾具中定位時(shí)，若幾個(gè)定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)或幾個(gè)自由度，稱為過定位。過定位是否允許，應(yīng)根據(jù)工件的不同加工情況進(jìn)行具體分析。一般地，當(dāng)工件以形狀精度和位置精度很低的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，不允許采用過定位；而以已加工過的或精度高的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，為了提高工件定位的穩(wěn)定性和剛度，在一定條件下允許采用過定位。如圖1-6所示，銑削某矩形工件的上平面時(shí)，工件以底平面作為定位基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)置３個(gè)定位支承點(diǎn)時(shí)，如圖1-6a所示，屬于不完全定位，是合理方案。

圖1-6 銑削矩形零件的定位分析

當(dāng)設(shè)置４個(gè)定位支承點(diǎn)時(shí)，如圖1-6b所示，屬于過定位。若底平面粗糙或是４個(gè)圖1-6 ? ? ?銑削矩形工件的定位分析定位支承點(diǎn)不在同一平面上，實(shí)際只有３個(gè)點(diǎn)接觸，將造成工件定位的位置不定或一批工件定位位置不一致，是不合理方案；若底平面已加工過，保證４個(gè)定位支承點(diǎn)在同一平面上，則一批工件在夾具中的位置基本一致，增加的定位支承點(diǎn)可使工件定位更加穩(wěn)定，更有利于保證工件的加工精度，是合理方案。由于４個(gè)定位支承點(diǎn)在同一平面上，實(shí)際起到３個(gè)定位支承點(diǎn)限制工件３個(gè)自由度的作用，是符合定位原理的。

如果重復(fù)限制相同自由度的定位支承點(diǎn)之間存在嚴(yán)重的干涉和沖突，以致造成工件或夾具的變形，從而明顯影響定位精度，這樣的過定位必須嚴(yán)禁采用。表1-1列舉出了常見典型定位方式及其定位分析情況。