如何更好地理解“过定位”概念

　　 摘要：为了能够在教学中更好地提高教学质量，使学生对所学专业课《机床夹具设计》中所涉及的“过定位”这一概念有更为充分的认识和理解，我们有必要在教学过程中注意与实践相结合。本文用实例形式，阐述了“过定位”的消除原则和方法，以及“过定位”在实践中存在的必要性。
　　关键词：过定位；实践性；教学探讨
　　
　　在现代机械加工中，对零件的精度及功能要求越来越高，因此对夹具的设计与加工也提出了更高的要求。《机床夹具设计》这门专业课，实践性很强，通过教学，使学生具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关的技术问题的能力。
　　一、 过定位的概念及特点
　　工件的一个或几个自由度被重复限制的定位称为“过定位”。过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，过定位是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。
　　二、 过定位实例分析一
　　如图1所示，为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况。图b中，长圆柱销限制了、、、 4个自由度，支承板限制了、、 3个自由度。显然，、被2个定位元件重复限制，出现了过定位。如果工件孔与端面垂直度保证很好，则此过定位是允许的。但若工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销的配合间隙又很小时，定位后会造成工件歪斜及端面接触不好的情况，压紧后就会使工件产生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴线平行度达不到要求。因此，应该尽量避免和消除过定位的产生。最简单的解决办法是将长圆柱定位销改成短圆柱销（图a所示），由于短圆柱销仅限制、 2个移动自由度，、的重复定位被避免了。
　　三、 过定位实例分析二
　　如图2所示，该零件工序内容为加工内通孔，通过简单分析，此例定位元件中，充满了过定位。比如V型铁3限制了、和、，而短圆柱销4也限制了、，包括大平面5限制了、、 3个自由度，而短圆柱销4下的小台阶面也限制了。显然，、、 3个自由度被定位元件重复限制，因此必须对此设计方案加以改进。在教学环节中，通常我会让学生分成小组来进行分析，拿出一个方案大家讨论，课堂效果很好。通过分析发现：①针对大平面5和 V型铁3重复限制的、 2个自由度来说，应把大平面5保留作为主要定位表面，把V型铁3改为短接触之后只限制、。②而对V型铁3限制的、和短圆柱销4限制的、来说，很多学生都认为综合①来看V型铁3没有存在的必要，表面看是可以的。但是分析时忽略了一个问题，加工内通孔时，通常要满足与外圆的同轴度，所以取消V型铁3的方案不可行，只有将短圆柱销4改进为菱形销，消除在的过定位干涉。③针对大平面5和短圆柱销4的小台阶面重复限制的来说，若取消小台阶面，虽然不产生过定位，但有可能会影响加工过程中的稳定性，从而影响加工质量。所以，应该保留小台阶面，只是改进成可调式的。我认为，此方案应为最佳(如图3)。
　　四、 总结消除过定位的措施
　　 ①减小接触面积。把定位的面接触改为线接触。②缩短圆柱面的接触长度，如图1。③修改定位元件形状。把圆柱销改为菱形销，如图2。④拆除过定位元件。
　　小结：通过以上实例的理论分析，能够使学生较为完善地掌握过定位的定义，有助于在实践中更好地解决相关的技术问题。当然，有时过定位是不可避免的，如齿轮的加工、箱体的加工等。这时，一定会提高被加工零件的位置精度作为保障。
　　
　　参考文献：
　　[1]薛源顺.机床夹具设计[M].北京:机械工业