工件定位的基本原理介绍

物体在空间具有六个自由度，即沿三个坐标轴的移动（分别用符号x→、y→和z→表示）和绕三个坐标轴的转动（分别用x︵、y︵和z︵表示），如图3-6 所示，如果完全限制了物体的这六个自由度，则物体在空间的位置就完全确定了。

工件定位的实质就是要根据加工要求限制对加工有不良影响的自由度。设空间有一固定点，工件的底面与该点保持接触，那么工件沿z 轴的位置自由度便被限制了。如果按图3-7 所示设置六个固定点，工件的三个面分别与这些点保持接触，工件的六个自由度都被限制了（底面三个不共线的支承点限制工件沿z 轴移动和绕y 轴、x 轴转动的自由度；侧面两个连线与底面平行的两个支承点限制了工件沿x 轴移动和绕z 轴转动的自由度；端面一个支承点限制了工件沿y 轴移动的自由度，如图3-8 所示）。这些用来限制工件自由度的固定点称为定位支承点，简称支承点。

图3-6　物体在空间的自由度

图3-7　工件的六点定位

图3-8　六个支承点限制工件的六个自由度(www.xing528.com)

欲使工件在空间处于完全确定的位置，必须选用与加工件相适应的六个支承点来限制工件的六个自由度，这就是工件定位的六点定位原理。

但应注意的是，有些定位装置的定位点不如上述例子直观，一个定位元件可以体现一个或多个支承点。要根据定位元件的工作方式及其与工件接触范围的大小而定，如一个较小的支承平面与尺寸较大的工件相接触时只相当于一个支承点，只能限制一个自由度；一个平面支承在某一方向上与工件接触，就相当于两个支承点，能限制两个自由度；一个支承平面在二维方向与工件接触，就相当于三个支承点，能限制三个自由度；一个与工件里孔的轴向接触范围小的圆柱定位销（短圆柱销）相当于两个支承点，限制两个自由度；一个与工件里孔在轴向有大范围接触的圆柱销（长圆柱销）相当于四个支承点，可以限制四个自由度等。另外，支承点的分布必须合理，如图3-7 侧面上的两个支承点不能垂直布置，否则工件绕z 轴转动的自由度不能限制。常用的典型定位元件及其所限制自由度情况如表3-1 所示。

表3-1　常用的典型定位元件及其所限制自由度情况

续表

注：□内点数表示相当于支承点的数目，□外注表示定位元件所限制工件的自由度。