工件在安装时的定位,就是使一批或一个工件在机床加工时都能占据相同的位置,以保证工件相对刀具及成形运动处于准确的位置,而使被加工表面达到规定的位置精度。工件定位的实质就是要限制对加工有不良影响的自由度。无论工件的形状和结构怎么不同,它们的六个自由度都可以用六个支承点限制,只是六个支承点的分布不同罢了。
用合理分布的六点支承点,限制工件六个自由度的法则,称为六点定则,又称作六点定位原理。支撑点分布必须合理,否则六个支撑点限制不了工件的六个自由度,或不能有效地限制工件的六个自由度。
工件定位原理的应用,六点定位原理对机械加工时工件的安装定位具有普遍的意义,具体应用应注意以下情况:
1) 两种自由度。第一种自由度:直接影响被加工表面的位置,而必须加以限制的自由度。第二种自由度:不直接影响被加工表面的位置,因而可以不一定要限制的自由度。对于工件每一工序而言被加工表面的具体要求不同,其第一种自由度可以为一个至六个,其余的为第二种自由度。
2) 完全定位与不完全定位。如果限制工件的全部六个自由度,使工件在夹具中占有完全确定的唯一位置,称为完全定位,图1所示的工件定位是完全定位的例子。当限制工件的自由度少于六个时,则为不完全定位。图2所示的圆盘工件,装入钻模夹具中钻孔A时,只要孔A中心在以R为半径的圆周上即可,而不要求在圆周上的哪个位置。因此,不需要限制工件绕Z轴转动的自由度。
3) 欠定位与过定位。工件在定位时,如果有未被限制的第一种自由度为欠定位,如图3a所示。欠定位在加工中是绝对不允许的,应需要限制Y向的自由度,如图3b所示。工件在定位时,如果定位点数超过六个或自由度被重复限制时,则称为过定位。过定位在加工中则应尽量避免。
4) 常用的加工方法所需限制的自由度。工件在加工前,需确定哪些自由度需要限制,哪些自由度不需要限制,应该被限制的自由度的数目,它们完全由工件在该工序的加工内容和技术要求来确定。