六点定位法则的正确理解与应用_胡鹏浩
六点定位原则及定位基准的选择
六点定位原则及定位基准的选择一、六点定位原则一个尚未定位的工件，其位置是不确定的.如图3-29 所示，将未定位的的工件(长方体）放在空间直角坐标系中，长方体可以沿X 、Y 、Z 轴移动有不同的位置，也可以绕X 、Y 、X 轴转动有不同的位置，分别用、、和、、表示.用以描述工件位置不确定性的、、、、、合称为工件的六个自由度.其中、、称为工件沿X 、Y 、Z 轴的移动自由度，、、称为工件绕X 、Y 、Z 轴的转动自由度。
工件要正确定位首先要限制工件的自由度。
设空间有一固定点，长方体的底面与该点保持接触，那么长方体沿Z 轴的移动自由度即被限制了.如果按图3—30 所设置六个固定点，长方体的三个面分别与这些点保持接触，长方体的六个自由度均被限制。
其中XOY 平面上的呈三角形分布的三点限制了、、三个自由度；YOZ 平面内的水平放置的两个点，限制了、二个自由度；XOZ 平面内的一点，限制了一个自由度。
限制三个或三个以上自由度的称为主要定位基准。
这种用适当分布的六个支承点限制工件六个自由度的原则称为六点定位原则。
支承点的分布必须适当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。
例图3—30 中XOY 平面内的三点不应在一直线上，同理，YOZ 平面内的两点不应垂直布置。
六点定位原则是工件定位的基本法则,用于实际生产时起支承作用的是有一定形状的几何体，这些用于限制工件自由度的几何体即为定位元件。
表3-10 为常用定位元件能限制的工件自由度。
二、由工件加工要求确定工件应限制的自由度数工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制;不影响加工精度要求的自由度可以限制也可以不限制，视具体情况而定。
按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度是工件定位中应解决的首要问题。
例如图3-31 所示为加工压板导向槽的示例。
由于要求槽深方向的尺寸 A 2 ，故要求限制Z 方向的移动自由度；由于要求槽底面与 C 面平行,故绕X 轴的转动自由度和绕Y 轴的转动自由度要限制；由于要保证槽长 A 1 ，故在X 方向的移动自由度要限制；由于导向槽要在压板的中心，与长圆孔一致,故在Y 方向的移动自由度和绕Z 轴的转动自由度要限制。
六点定位原理及方法概要
工件的六点定位原则一、概述工件的定位和夹紧是机械制造工艺中十分重要的技术内容之一，因为零件在加工时在机床上的正确安装（定位和夹紧）与否是获得合格零件的关键，保证加工时刀具与工件之间正确加工位置，就是说是保证零件的尺寸精度、形状和位置精度以及合格的表面质量等重要技术要求的关键。
二、六点定位原则（一）六个自由度：物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。
因此，要完全确定物体的位置，就必须消除这六个自由度。
（二）工件加工时限制自由度的目的：的相互位置精度。
（三）工件的六点定位原则：（工件图例说明）该工件需要保证槽子的位置尺寸是：A±△A、B ±△B、C ±△ C要保证A±△A要保证B±△B要保证C±△C（四）定位支承点的合理分布：如果定位支承点如图分布，将有以下自由没法限制，即为：使工件产生绕Y轴和Z轴的旋转而无法保证A±△A、B ±△B的加工精度定位支承点像这样在同一条直线上，是绝对不允许的，属不合理分布。
二、六点定位原则的应用（一）分析模型的建立1、建立三位坐标系2、设立分析平面一个大平面（三点）：限制一个移动和两个转动一个狭长平面（两点）：限制一个移动和一个转动一个小平面（一点）：限制一个移动（如图）（二）投影（1）对工件与夹具定位元件的接触面按其特点分别往三个坐标平面上投影。
（2（3（三）定位分析1、套类工件在芯轴上的定位：投影结果：1）XOY面限制了2）YOZ面限制了（2）圆柱形工件在V型贴上定位：1）圆柱在两个短V型铁上定位限制了：2）思考：A）圆柱体在长、短V型铁上定位。
B）圆柱体在车床上两顶尖安装时的定位。
六点定位原理
机械制造技术六点定位原理图2-44 工件在空间中的自由度知识点: 六点定位原理1、六点定位原则任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度,即沿三个坐标轴的移动自由度和绕三个坐标轴的转动自由度1、2、3限制的自由度： 4、5点限制的自由度：6点限制：u“六点定位原理”的注意问题⑴定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。
⑵定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。
若二者脱离，则意味着失去定位作用。
⑶一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。
⑷分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响，定位和夹紧是两个概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，即夹紧。
⑸定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。
2、完全定位与不完全定位0.1A B30±0.120±0.056.3600-0.2A 50YX6.36.30.1B（2）不完全定位根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位称为不完全定位。
如图2-46所示为在车床进行孔的车削加工。
工件采用完全定位方式还是不完全定位方式，主要由工件的工序加工要求决定。
但反过来讲，不管采用上面哪一种定位方式，都要满足工件的加工要求。
图2-46 不完全定位图2-47欠定位示例(3)欠定位工件定位时，应该限制的自由度没有被完全限制的定位方式称为欠定位。
实际定位时，不允许欠定位。
如图2-47所示，工件在支承1和两个圆柱销上定位，按此定位方式，不能限制自由度，属于欠定位。
不能确定工件在X方向上的位置，如图中的双点划线和虚线位置，因此，也不能确定钻出的孔的位置，无法保证尺寸A的精度。
只有在X方向设置一个止推销后，工件在X方向才能取得确定的位置。
六点定位
短圆柱心轴
小锥度心轴
心轴
X、Z
X、Z
定位情况 V 形 块 图示 限制的自由度 定位情况 定 位 销 图示 限制的自由度
一块短 V 形块
两块短 V 形块
一块长 V 形块
外 圆 柱 面
X、Z
一个短定位销
X、Z、X、Z
两个短定位销
X、Z、X、Z
一个长定位销
二、夹紧
在加工过程中，为防止工件在切削力、重 力、惯性 力等的作用下发生位移或振动，以免 破坏工件定位。
夹紧和定位是两个概念
因此，定位是使工件占有一个正确的位置，夹 紧才使它不能移动和转动
一、基本概念
三、夹具分类：
通用夹具 单件小批 根据通用程度 专用夹具 大批量 三爪、平口钳、分度头 针对某一固定工序设计
多品种小批量成组相似性零件 成组可调 单件中小批量 组合夹具 通用标准部件组装而成
二、六点定位原理
1、刚体的六个自由度
任何刚体在空间都有六个自 由度，它们分别是沿空间直 角坐标系三轴方向的： 移动自由度(X、Y、Z) 转动自由度(X、Y、Z)
Z
Z
Z X Y
X
X
Y
Y
二、六点定位原理
Z
Z Z X Y
间隙配合刚性心轴 图2-12a 过定位示例
28
第二节 工件的定位及定位元件
图2-12b 过定位引起夹紧变形
29
第二节 工件的定位及定位元件
橡胶垫
图2-12c 过定位处理分析
30
思考：
①不完全定位就是欠定位? ②过定位不一定就是完全定位?
③多于六个定位点的定位一定是过定位?
第二节 工件的定位及定位元件
六点定位基本原理
六点定位基本原理
六点定位基本原理是指通过在空间中的六个位置固定的基站（或者天线），来确定目标物体的位置。
具体原理如下：
1. 基站发射无线信号，这些信号会经过空气等介质传播。
2. 目标物体接收到多个基站发射的信号，并记录下每个信号的到达时间。
3. 通过计算信号的到达时间差，可以确定目标物体到每个基站的距离。
4. 利用三角测量原理，可以通过这些距离确定目标物体的位置。
六点定位通常采用三角测量和多普勒效应等技术来计算目标物体的位置。
其中，三角测量法是最常用的方法，利用目标物体到不同基站的距离形成的三角形进行位置计算。
而多普勒效应是通过目标物体对接收到的信号产生的频率变化来计算目标物体的运动速度。
六点定位的精确性和稳定性取决于基站的部署和精确度，以及测量和计算的准确性。
所以在实际应用中，需要根据具体情况来选择合适的基站数量、位置和技术手段，以达到精准定位的要求。
六点定位原理
六点定位原理定位技术在现代社会中发挥着重要作用，其中六点定位原理是一种常用的定位方式。
本文将介绍六点定位原理的基本概念、原理和应用领域。
一、基本概念六点定位是一种基于目标周围的六个已知点的相对位置来确定目标位置的定位原理。
这六个已知点可以是地标、传感器、或者其他定位设备。
通过测量目标与这些已知点的相对距离或角度，可以计算出目标的精确位置。
二、原理六点定位原理的核心思想是通过多个点的信息交汇来确定目标的准确位置。
通过测量目标与这六个点的关系，可以建立一个多边形，目标的位置即在这个多边形的交汇点处。
通过准确测量每个点到目标的距离或角度，可以提高定位的精度。
三、应用领域六点定位原理在许多领域都有广泛的应用，其中最常见的是导航和定位。
在航空航天、海洋探索、地质勘探等领域中，六点定位原理被广泛应用于确定目标位置。
此外，在军事、建筑、交通等领域中也有着重要的应用价值。
四、优势和局限性六点定位原理具有定位精度高、稳定性强的优势，可以在没有GPS信号的环境下实现准确定位。
然而，受限于已知点的数量和位置，六点定位原理在遮挡物较多或目标移动速度较快的情况下可能会出现定位误差。
五、未来发展随着科技的进步和定位技术的不断发展，六点定位原理在未来有望得到更广泛的应用。
通过结合传感器技术、数据处理算法和人工智能技术，可以进一步提高定位的精度和可靠性，拓展六点定位原理的应用领域。
六、结论六点定位原理作为一种重要的定位方式，在现代社会中扮演着重要的角色。
通过深入研究和不断创新，六点定位原理有望在各个领域发挥更大的作用，为人类的生产生活带来更多便利和安全保障。
以上就是关于六点定位原理的介绍，希望能够帮助读者更好地理解这一定位原理的基本概念、原理和应用。
感谢阅读！。
六点定位原理
XZXZ
一个长定位套
XZ
XZXZX Z X Z
典型定位元件得定位分析
定位情 况
锥
圆顶
尖
锥
和 锥
图示
度
孔心
轴
限制的
自由度
固定顶尖
XYZ
浮动顶尖
锥度心轴
YZ
XY ZY Z
定位原理分析例一
解:定位分析 :
心轴得大端面限制得自由度为:
Y 、X 、Z
心轴得长銷限制得自由度为:
X 、Y 、X 、Y
支承板定位,限制工件得三个自由度: Y 、X (、保Z 证各孔
得轴心线垂直于工件底面);
两支承销定位,限制工件二个自由度: Z 、(Y保证工件二
小孔得位置尺寸H); 削边销定位,限制一个自由度: X(保证工件二小孔与大
孔中心得对称位置尺寸A)。
属于完全定位,且能保证工件得加工精度要求,方案正确。
未受约束得刚体,在空间得位置就是不确定得,它具有六
个自由度:
X
、Y
、Z
、X
、Y
、Z。为使刚体在空间具有确定得
位置,就必须限制其六个自由度。
定位就就是用各种形状不同得定位元件,来限制工件得
自由度。
六点定位原理:用六个支承点分别限制工件得六个自由
度从而使工件在夹具中得到正确加工位置得方法称为六点定 位原理、
过定位一般就是不允许得。
过定位分析
、Z X
X
Y
Z
a）
X
X Y
a2）
Z X
X Y
Z X
a1）
X Y
a3）
过定位
消除过定位及其干涉得途径:
1、 改变定位元件结构,消除对自由度得重复 限制,如长销改成短销;
六点定位法则的正确理解与应用
六点定位原理一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的，均有六个自由度，如图久4所示，即沿空间坐标轴益y.三个方向的移动和绕空三个坐标轴的转动（分别以片、F、Z ；和左、K % Z表不）。
cp?Y图3-4工件的六个自由度Z|图3-5长方体形工件的定位定他覷限制自由克如翊册示的长种工件,欲濮完全趟,可戕置那靛点,工件的三个而分别鸵戦保持搜热在甌而设置三个不共绷点h 2、］(M-个耐，酬工件的三个自由度：2-. r b «W4.5 (姑編.MJTfs疣个自由廃颛體-个臥觀托由處視工件肪个自由觑都被IM⑺ 谜棘限制工件自由軸醸点緬啟支酬‘确支就，用瓠辆繼个媒勰粗件那自由躺酬,締恋就聽。
趟肝菲越廐I”分折工件的趟亦肪主韵下几点(1)趟支谕制工件揶臓,鋤城如牡件删确咖驰口鵬噬織去越辄(2)-tmtaRrt自由處-个工做林个自喊戕酣越棘融目,飙上不据眇个。
①分雅战蘇的啟作酣,祥虑力觸札工件韓-自酿線制,并林工件按別麒脱离啟支非斛帅淞竝外力伽下税酬淑、工件蜿腓肝不艇动,即朕紧也排剧江件的艄自由詡撷制盒刪,掘帙緊题饨念辭縑流、六点定位原则一个尚未定位的工件，其位置是不确定的。
如图 3-29所示，将未定位的的工件（长方体）放在空间直角坐标系中，长方体可以沿 X 、Y 、Z 轴移动有不同的位置，也可以 绕X 、Y 、X 轴转动有不同的位置，分别用用以描述工件位置不确定性的 、、、 称为工件沿X 、Y 、Z 轴的移动自由度， 由度。
工件要正确定位首先要限制工件的自由度。
设空间有一固定点，长方体的底面与该点 保持接触，那么长方体沿Z 轴的移动自由度即被限制了。
如果按图3-30所设置六个固定 点，长方体的三个面分别与这些点保持接触，长方体的六个自由度均被限制。
其中XOY 平面上的呈三角形分布的三点限制了 、、三个自由度；YOZ 平面内的水平放置的两个点， 限制了、二个自由度；XOZ 平面内的一点，限制了 一个自由度。
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六点定位法则的正确理解与应用合肥工业大学(230009) 胡鹏浩 费业泰摘 要:针对传统六点定位法则存在的问题,提出了正确理解和应用六点定位法则的新思路。
关键词:六点定位法则 夹具设计Accurate Understanding and Application of Six Points Location LawHu Penghao et alA bstract :T he existing problems of the conv entional six points location law of fix ture design are analy zed ,and a new idea of understanding and applying accurately the location law is presented .Keywords :six points locatio n law fixture design收稿日期:1998年9月 六点定位法则是指导夹具设计的基本原则,已沿用了几十年,但法则本身并不完善,对法则的理解和应用也存在许多混乱之处,因此有必要对六点定位法则进行再探讨。
1.传统六点定位法则的含义工件定位的实质就是使工件在夹具中占据确定的位置,因此工件的定位问题可转化为在空间直角坐标系中决定刚体坐标位置的问题来讨论。
在空间直角坐标系中,刚体具有六个自由度,即沿X 、Y 、Z 轴移动的三个自由度和绕此三轴旋转的三个自由度。
用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度,使工件在夹具中占据正确的位置,称为六点定位法则。
人们在阐述六点定位法则时常以图1所示铣不通槽的图1例子来加以说明:a 1、a 2、a 3三个点体现主定位面A ,限制X 、Y 方向的旋转自由度和Z 方向的移动自由度;a 4、a 5两个点体现侧面B ,限制X 方向的移动自由度和Z 方向的旋转自由度;a 6点体现止推面C ,限制Y 方向的移动自由度。
这样,工件的六个自由度全部被限制,称为完全定位。
当然,定位只是保证工件在夹具中的位置确定,并不能保证在加工中工件不移动,故还需夹紧。
定位和夹紧是两个不同的概念。
2.传统六点定位法则存在的问题(1)a 1～a 6在有的专著中称为六个定位点,在有的文献中则称为六个支承点,事实上这是两个不同的概念。
支承点应是安装在夹具上直接与工件接触的具体定位元件,如支承钉、支承板、V 形块等,在加工过程中它们还要参与平衡切削力、重力、夹紧力等;而定位点应是一个抽象概念,是指定位方式对自由度的限制。
限制一个自由度称为一个定位点,与支承点的多少无关。
例如,工件直接以平面定位时,应限制三个自由度,只应有三个定位点,而事实上此时的支承点远不止三个。
而且在一些特殊情况下,工件定位时根本就无具体的支承点,如常见的在车床上用四爪卡盘夹紧工件,用千分表找正,此时并没有具体的支承点参与定位,工件位置的确定是由千分表来完成的,这种定位方式在无支承点的情况下同样可以实现定位。
(2)六点定位法则源于刚体力学,与夹具设计的实际情况并不完全一致。
一方面,夹具和24工具技术工件均是弹性体,在定位、尤其夹紧时易产生弹性变形;另一方面,定位副之间大多存在间隙。
而传统的六点定位法则忽略了弹性变形和间隙的存在。
事实上,弹性变形和间隙的存在对工件的定位有重要影响。
(3)过定位问题是夹具设计和使用中的敏感问题。
文献和专著中一般将过定位定义为“几个定位支承点重复限制同一个自由度,这种现象称为过定位。
……在确定工件定位方案时,一般不能出现过定位”。
但事实上在夹具设计和应用中,过定位的情况并不少见,而且一些过定位夹具使用效果不错。
如图3a 所示定位方式,平面限制X 、Y 方向的旋转自由度和Z 方向的移动自由度,芯轴限制X 、Y 方向的旋转自由度和移动自由度,两种定位方式重复限制X 、Y 方向的旋转自由度,按现行的过定位定义属过定位,应避免使用,但在实际加工中却常用这种定位方式来滚切齿轮,如图2所示。
因此必须对过定位有一个准确的解释,以避免在过定位问题上造成混乱。
图23.对六点定位法则的再探讨在用传统的六点定位法则确定工件定位方案和判断是否属于过定位时,很多人忽略了定位副误差的影响。
事实上,夹具和工件的定位面以及定位元件的误差对定位影响很大。
图3a 所示定位方式虽然属于过定位,但只要工件和夹具定位面的尺寸、形状、位置均无误差,芯轴和端面都能与夹具定位元件的工件表面相吻合,相互之间对自由度的限制就不会发生矛盾。
显然,这种状态下的定位是成功的,该夹具是可以使用的。
故不应简单地根据自由度被重复限制就判定定位方案属于过定位。
如图3b 所示,当工件定位面存在垂直度误差时,端面和芯轴对X 、Y 方向旋转自由度的限制就会发生矛盾。
如按平面定位,工件应放平;如按芯轴定位,工件则应垂直。
一批工件的内孔和芯轴之间的实际间隙是变化的,当间隙变化时则会形成如图3b 、3c 所示的两种定位情况,这样工件在夹具中的位置就不确定,导致过定位。
若夹具定位面与芯轴存在垂直度误差,也会产生类似情况。
显然,重复限制自由度不一定会产生过定位,定位副误差才是产生过定位的主要原因。
图3由于存在误差而使两种定位方式之间产生矛盾称为干涉。
在干涉范围内,若有A 、B 两种定位方式重复限制某一自由度,设计时必须确定以某一种定位方式为主。
如以A 方式为主,则发生B 方式干涉A 方式,应通过合理设计将B 方式的干涉减至最小,确保以A 方式为主进行定位,反之亦然。
如对于图3a 所示定位方式,一些夹具设计专著中提出以大端面和短芯轴组合或小端面和长芯轴组合平改善其定位性能,认为这种组合方式不存在过定位。
我们认为这种解释是不严密的。
大端面和短芯轴组合或小端面和长芯轴组合可改善定位性能的根本原因是采用了以一种定位方式为主,减轻了另一种定位方式的干涉,从本质上说,这种改善后的组合方式与大端面和长芯轴组合方式相比,夹具定位面之间的垂直度误差更小,从而可满足工件的定位要求,不会导致过定位。
251999年第33卷№1由于定位副误差会改变和影响定位性质,故应尽量减小定位副误差,但夹具制造精度的提高毕竟有一定限度,而定位副之间的间隙和定位副的弹性变形可在一定程度上对定位副误差进行补偿,客观上可减轻干涉程度。
如图3c、3d所示,在干涉情况下,工件仍可保证以大平面定位为主。
当然,配合面的间隙必须满足工件加工精度的要求,不能任意扩大。
对于弹性变形,变形量在合理范围内波动是不会导致过定位的。
可以认为,在定位副误差作用下,两种定位方式重复限制自由度的矛盾在量变阶段表现为干涉,在质变阶段表现为过定位。
干涉是否会转化为过定位,取决于定位副误差、定位副之间的间隙、夹紧后芯轴的弹性变形等多种因素。
图2所示的滚齿定位就属于存在干涉的定位,而不是过定位。
4.避免过定位的措施(1)提高夹具定位面和工件定位基准面的加工精度是避免过定位的根本方法。
(2)由于夹具加工精度的提高有一定限度,因此采用两种定位方式组合定位时,应以一种定位方式为主,减轻另一种定位方式的干涉,如采用长芯轴和小端面组合或短芯轴和大端面组合,或工件以一面双孔定位时,一个销采用菱形销等。
从本质上说,这也是另一种提高夹具定位面精度的方法。
(3)利用工件定位面和夹具定位面之间的间隙和定位元件的弹性变形来补偿误差,减轻干涉。
在分析和判断两种定位方式在误差作用下属于干涉还是过定位时,必须对误差、间隙和弹性变形进行综合计算,同时根据工件的加工精度要求才能作出正确判断。
从广义上讲,只要采用的定位方式能使工件定位准确,并能保证加工精度,则这种定位方式就不属于过定位,就可以使用。
5.结 论(1)六点定位法则中的支承点是指夹具上直接与工件接触的具体定位元件,而定位点是指定位方式对自由度的限制,是一个抽象的概念,两者不可混淆,更不能替代使用。
(2)不可仅凭自由度被重复限制就判定为过定位,定位副误差是产生过定位的根本原因。
(3)误差的存在使重复限制自由度表现为干涉和过定位,干涉为量变阶段,过定位为质变阶段。
干涉夹具可以使用,过定位夹具破坏定位,不可使用。
(4)判断是否属于过定位时,应进行误差、间隙和弹性变形的综合计算,同时根据工件加工精度要求才能作出正确判断。
参考文献1 龚安定.机床夹具设计原理.山西科技出版社,1987 2 郑志达.仪器制造工艺学.机械工业出版社,1994编辑:张 宪机械加工的新领域———可逆向切削可逆向切削的特点是刀具可在任意进给方向和切削速度方向长期或短期状态下工作。
可逆向切削实际上可采用于所有的刃具加工种类:车、刨、钻、铣、切齿。
但是,拉削及用丝锥和扳牙切螺纹除外。
俄罗斯推出了可逆向切削用的对称切削刃几何形状的典型刀具,并已获得专利。
可逆向切削无需专用设备,且在数控机床上特别有效。
对称形状的标准切削刀片和刀块,以及标准切削刀具(直头切刀、铰刀、插齿刀)均适用于可逆向切削。
最好采用刃面角相等的对称形状通用切削刀块。
这种刀块是任何可逆向切削刀具(车刀、钻头、铣刀)的基础。
根据运动方式可分为可逆向进给运动和可逆向主运动两种。
前者是主运动传给工件,如车加工;后者是切削速度传给刀具,如刨、钻、扩孔、铰和铣。
还存在两者都可逆向的,如铣车、铣刨、车刨复合方法。
采用可逆向切削方法可缩短工艺路线、减少刀具数量、排除反向空行程,提高刀具耐用度。
(李良福)26工具技术。