六點(diǎn)定位法則是指導(dǎo)夾具設(shè)計(jì)的基本原則,已沿用了幾十年,但法則本身并不完善,對法則的理解和應(yīng)用也存在許多混亂之處,因此有必要對六點(diǎn)定位法則進(jìn)行再探討咐扭。

1傳統(tǒng)六點(diǎn)定位法則的含義

工件定位的實(shí)質(zhì)就是使工件在夾具中占據(jù)確定的位置,因此工件的定位問題可轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標(biāo)系中決定剛體坐標(biāo)位置的問題來討論子寓。在空間直角坐標(biāo)系中,剛體具有六個(gè)自由度,即沿X、Y辜羊、Z軸移動(dòng)的三個(gè)自由度和繞此三軸旋轉(zhuǎn)的三個(gè)自由度踏兜。用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中占據(jù)正確的位置,稱為六點(diǎn)定位法則。人們在闡述六點(diǎn)定位法則時(shí)常以圖1所示銑不通槽的例子來加以說明:a1八秃、a2碱妆、a3三個(gè)點(diǎn)體現(xiàn)主定位面A,限制X、Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度和Z方向的移動(dòng)自由度昔驱；a4疹尾、a5兩個(gè)點(diǎn)體現(xiàn)側(cè)面B,限制X方向的移動(dòng)自由度和Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度；a6點(diǎn)體現(xiàn)止推面C,限制Y方向的移動(dòng)自由度榄湿。這樣,工件的六個(gè)自由度全部被限制,稱為完全定位傅煎。當(dāng)然,定位只是保證工件在夾具中的位置確定,并不能保證在加工中工件不移動(dòng),故還需夾緊。定位和夾緊是兩個(gè)不同的概念羞烘。

圖1

2傳統(tǒng)六點(diǎn)定位法則存在的問題

a1～a6在有的專著中稱為六個(gè)定位點(diǎn),在有的文獻(xiàn)中則稱為六個(gè)支承點(diǎn),事實(shí)上這是兩個(gè)不同的概念。支承點(diǎn)應(yīng)是安裝在夾具上直接與工件接觸的具體定位元件,如支承釘划葫、支承板蝉陕、V形塊等,在加工過程中它們還要參與平衡切削力、重力扶眼、夾緊力等拂极；而定位點(diǎn)應(yīng)是一個(gè)抽象概念,是指定位方式對自由度的限制。限制一個(gè)自由度稱為一個(gè)定位點(diǎn),與支承點(diǎn)的多少無關(guān)忍坯。例如,工件直接以平面定位時(shí),應(yīng)限制三個(gè)自由度,只應(yīng)有三個(gè)定位點(diǎn),而事實(shí)上此時(shí)的支承點(diǎn)遠(yuǎn)不止三個(gè)猛珍。而且在一些特殊情況下,工件定位時(shí)根本就無具體的支承點(diǎn),如常見的在車床上用四爪卡盤夾緊工件,用千分表找正,此時(shí)并沒有具體的支承點(diǎn)參與定位,工件位置的確定是由千分表來完成的,這種定位方式在無支承點(diǎn)的情況下同樣可以實(shí)現(xiàn)定位。

六點(diǎn)定位法則源于剛體力學(xué),與夾具設(shè)計(jì)的實(shí)際情況并不完全一致谁媳。一方面,夾具和工件均是彈性體,在定位陕匿、尤其夾緊時(shí)易產(chǎn)生彈性變形；另一方面,定位副之間大多存在間隙克锣。而傳統(tǒng)的六點(diǎn)定位法則忽略了彈性變形和間隙的存在茵肃。事實(shí)上,彈性變形和間隙的存在對工件的定位有重要影響。

過定位問題是夾具設(shè)計(jì)和使用中的敏感問題袭祟。文獻(xiàn)和專著中一般將過定位定義為“幾個(gè)定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度,這種現(xiàn)象稱為過定位验残。……在確定工件定位方案時(shí),一般不能出現(xiàn)過定位”巾乳。但事實(shí)上在夾具設(shè)計(jì)和應(yīng)用中,過定位的情況并不少見,而且一些過定位夾具使用效果不錯(cuò)您没。如圖3a所示定位方式,平面限制X、Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度和Z方向的移動(dòng)自由度,芯軸限制X胆绊、Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度和移動(dòng)自由度,兩種定位方式重復(fù)限制X氨鹏、Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度,按現(xiàn)行的過定位定義屬過定位,應(yīng)避免使用,但在實(shí)際加工中卻常用這種定位方式來滾切齒輪,如圖2所示欧募。因此必須對過定位有一個(gè)準(zhǔn)確的解釋,以避免在過定位問題上造成混亂。

圖2

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