如何更好地理解“過定位”概念

　　 摘要：為了能夠在教學中更好地提高教學質量，使學生對所學專業課《機床夾具設計》中所涉及的“過定位”這一概念有更為充分的認識和理解，我們有必要在教學過程中注意與實踐相結合。本文用實例形式，闡述了“過定位”的消除原則和方法，以及“過定位”在實踐中存在的必要性。
　　關鍵詞：過定位；實踐性；教學探討
　　
　　在現代機械加工中，對零件的精度及功能要求越來越高，因此對夾具的設計與加工也提出了更高的要求。《機床夾具設計》這門專業課，實踐性很強，通過教學，使學生具有一定的設計專用夾具的能力和分析生產中與夾具有關的技術問題的能力。
　　一、 過定位的概念及特點
　　工件的一個或幾個自由度被重復限制的定位稱為“過定位”。過定位是否允許，要視具體情況而定。通常，如果工件的定位面經過機械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，過定位是允許的。合理的過定位起到加強工藝系統剛度和增加定位穩定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經過機械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準確，或定位不穩定，或發生定位干涉等情況。
　　二、 過定位實例分析一
　　如圖1所示，為加工連桿小頭孔工序中以連桿大頭孔和端面定位的兩種情況。圖b中，長圓柱銷限制了、、、 4個自由度，支承板限制了、、 3個自由度。顯然，、被2個定位元件重復限制，出現了過定位。如果工件孔與端面垂直度保證很好，則此過定位是允許的。但若工件孔與端面垂直度誤差較大，且孔與銷的配合間隙又很小時，定位后會造成工件歪斜及端面接觸不好的情況，壓緊后就會使工件產生變形或圓柱銷歪斜。結果將導致加工后的小頭孔與大頭孔的軸線平行度達不到要求。因此，應該盡量避免和消除過定位的產生。最簡單的解決辦法是將長圓柱定位銷改成短圓柱銷（圖a所示），由于短圓柱銷僅限制、 2個移動自由度，、的重復定位被避免了。
　　三、 過定位實例分析二
　　如圖2所示，該零件工序內容為加工內通孔，通過簡單分析，此例定位元件中，充滿了過定位。比如V型鐵3限制了、和、，而短圓柱銷4也限制了、，包括大平面5限制了、、 3個自由度，而短圓柱銷4下的小臺階面也限制了。顯然，、、 3個自由度被定位元件重復限制，因此必須對此設計方案加以改進。在教學環節中，通常我會讓學生分成小組來進行分析，拿出一個方案大家討論，課堂效果很好。通過分析發現：①針對大平面5和 V型鐵3重復限制的、 2個自由度來說，應把大平面5保留作為主要定位表面，把V型鐵3改為短接觸之后只限制、。②而對V型鐵3限制的、和短圓柱銷4限制的、來說，很多學生都認為綜合①來看V型鐵3沒有存在的必要，表面看是可以的。但是分析時忽略了一個問題，加工內通孔時，通常要滿足與外圓的同軸度，所以取消V型鐵3的方案不可行，只有將短圓柱銷4改進為菱形銷，消除在的過定位干涉。③針對大平面5和短圓柱銷4的小臺階面重復限制的來說，若取消小臺階面，雖然不產生過定位，但有可能會影響加工過程中的穩定性，從而影響加工質量。所以，應該保留小臺階面，只是改進成可調式的。我認為，此方案應為最佳(如圖3)。
　　四、 總結消除過定位的措施
　　 ①減小接觸面積。把定位的面接觸改為線接觸。②縮短圓柱面的接觸長度，如圖1。③修改定位元件形狀。把圓柱銷改為菱形銷，如圖2。④拆除過定位元件。
　　小結：通過以上實例的理論分析，能夠使學生較為完善地掌握過定位的定義，有助于在實踐中更好地解決相關的技術問題。當然，有時過定位是不可避免的，如齒輪的加工、箱體的加工等。這時，一定會提高被加工零件的位置精度作為保障。
　　
　　參考文獻：
　　[1]薛源順.機床夾具設計[M].北京:機械工業