工件定位的几种情况及处理方法

加工时工件的定位需要限制几个自由度，完全由工件的加工要求所决定。

1．完全定位

工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。例如，在图3-9a）所示工件上铣一个槽，要求保证工序尺寸A、B、C，保证槽的侧面和底面分别与工件的侧面和底面平行。为保证工序尺寸A 及槽底和工件底面平行，工件的底面应放置在与铣床工作台面相平行的平面上定位，三点可以决定一个平面，这就相当于在工件的底面上设置了三个支承点，它限制了工件三个自由度；为保证工序尺寸B 及槽侧面与工件侧面平行，工件的侧面应紧靠与铣床工作台纵向进给方向相平行的某一直线，两点可以决定一条直线，这就相当于让工件侧面靠在两个支承点上，它限制了工件→和两个自由度；为保证工序尺寸C，工件的端面紧靠在一支承点，以限制工件自由度。这样，工件的六个自由度完全被限制，满足了加工要求。

2．不完全定位

在保证加工精度的前提下，并不需要完全限制工件的六个自由度，不影响加工要求的自由度可以不限制，称为不完全定位。例如，图3-9b）所示工件上铣通槽，限制和五个自由度，就可以保证图3-9b）所示工件的加工要求，工件沿y 方向的移动自由度可以不加限制。

图3-9　铣槽加工不同定位分析

a）完全定位分析；b）不完全定位和欠定位分析

3．欠定位

根据加工要求，工件应该限制的自由度未被限制，称为欠定位。例如，图3-9b）铣槽工序需限制五个自由度，如果在工件侧面上只放置一个支承点，则工件的自由度就未被限制，加工出来的工件就不能满足尺寸B 的要求，也不能满足槽侧面与工件侧面平行的要求，很显然欠定位不能保证加工要求，因此是不允许的。(www.xing528.com)

图3-10　过定位分析示例

1—心轴；2—工作台；3—支承凸台；4—工件；
5—压块；6—垫圈；7—压紧螺母

4．过定位

几个定位元件重复限制工件某一自由度的定位现象，称为过定位。过定位一般是不允许的，因为它可能产生破坏定位、工件不能装入、工件变形或夹具变形。但如果工件与夹具定位面的精度比较高而不会产生干涉，过定位也是允许的，因为它可以提高工件的安装刚度和加工的稳定性。例如，图3-10 为在滚齿机上加工齿轮简图，工件以里孔和端面作为定位基面装夹在滚齿机心轴1 和支承凸台3 上，心轴1 限制了工件的四个自由度，支承凸台3 限制了工件的三个自由度，心轴1 和支承凸台3 同时重复限制了工件的两个自由度，出现了过定位现象。由于工件孔中心线与端面存在垂直度误差，滚齿机心轴轴线与支承凸台平面存在垂直度误差，因此工件定位时，将出现工件端面与支承凸台不完全接触，用压紧螺母7 将工件4 压紧在支承凸台3 上后，会使机床心轴产生弯曲变形或使工件产生翘曲变形，其结果都将破坏工件的定位要求，从而严重影响工件的定位精度。

图3-11 为双联齿轮零件图，齿轮两端面对花键里孔大径轴线有跳动的位置公差要求，除了保证齿轮传动的使用要求外，还可以避免加工齿形由于过定位出现工件不能装入、工件变形或夹具变形等情况。

图3-11　双联齿轮零件图

消除过定位一般有两个途径：一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度，例如，将图3-10 中的支承凸台3 大端面改成小端面，或将心轴1 和工件里孔接触范围缩小；二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。