工件在夹具中的定位问题,可以采用类似于确定刚体在空间直角坐标系中位置的方法加以分析。工件在没有采取定位措施以前,与空间自由状态的刚体相似,每个工件在夹具中的位置可以是任意的、不确定的。对一批工件来说,它们的位置是不一致的。这种状态在空间直角坐标系中可以用如下六个方面的独立部分加以表示(图1)。
沿X轴位置的不确定,称为沿X轴的自由度(不定度),以表示;
沿Y轴位置的不确定,称为沿Y轴的自由度(不定度),以表示;
沿Z轴位置的不确定,称为沿Z轴的自由度(不定度),以表示;
绕X轴位置的不确定,称为绕X轴的自由度(不定度),以表示;
绕Y轴位置的不确定,称为绕Y轴的自由度(不定度),以表示;
绕z轴位置的不确定,称为绕z轴的自由度(不定度),以表示。
六个方面的不定度都存在,是工件在夹具中所占空间位置不确定的最高程度,即工件在空间最多只能有六个不定度。限制工件在某-方面的不定度,工件在夹具中某一方向的位置就得以确定。工件在夹具中定位的任务,就是通过定位元件限制工件的不定度,以求满足工序的加工精度要求。
图1工件在夹具中的六个不定度
目前一般习惯上把工件定位范畴内的位置不确定性称为自由度,因此工件定位就是限制工件的自由度。但是自由度往往容易按力学概念理解为工件有沿坐标轴移动和绕坐标轴转动的可能性。这样就把工件定位的概念引偏至限制工件的运动上去,从而可能得出夹紧才能使工件定位,不夹紧就不能定位的错误结论,造成定位和夹紧概念的混淆。为了避免与力学中的自由度概念混淆,这里将工件定位范畴中习惯所称的“自由度"改为“不定度”。