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为什么零部件之间要自定位，而不是靠工装夹具定位？

钟元

10月前浏览854

导读：

零部件之间定位的首要选择是通过自定位，然后才是通过工装夹具定位，这样有利于提供零部件之间的装配精度。

零部件自定位是首选

在干货 | DFA设计指南之二：定位一文中，我们谈到了定位的重要性：

两个零部件之间没有定位，装配后的累积误差会比较大。如果这两个零部件的装配精度要求比较高，我们一般会要求两个零部件之间有定位。

我经常发现有的工程师在设计产品时不考虑定位。

而当我向工程师提出定位建议时，工程师理直气壮的说：有定位啊，我们通过工装夹具来定位。

这真是让人难以反驳！

在我看来，零部件之间定位的首要选择是通过零部件之间的自定位，然后才是通过工装夹具定位，这主要是基于以下几点理由：

一般来说，零部件之间自定位的装配精度较高；因为工装夹具的定位会增加尺寸链的数量；下文会做详细解释；
工装夹具增加定位要求，必然会增加工装夹具的复杂性；
工装夹具在定位时往往要求比较小的装配间隙，这就容易造成磨损，而磨损之后，零部件之间的定位精度就比较难保证；这就是为什么很多产品在生产之初的装配精度容易保证，而生产一段时间之后就超差的原因之一；而为了保证定位精精度，则对工装夹具要求经常性的检测、维修、维护、更换零部件、甚至重新加工工装夹具，这会是一笔不小的费用。

注：

“零部件之间定位的首要选择是通过自定位，然后才是通过工装夹具定位”，这不是说零部件本身与工装夹具之间不需要定位。一般来说，零部件放入到工装夹具之中，依然需要进行精准的定位，这是工装夹具的第一功能。希望大家在看本文时，不要把二者混淆。

为什么自定位的装配精度较高

一般来说，零部件之间自定位的装配精度较高，这是因为尺寸链中的尺寸数目较少，公差累积小。

而工装夹具增加定位，必然会使得尺寸链中的尺寸数目增加，从而使得公差累积增加。

▲尺寸链中尺寸数目越多，公差累积越大

例如，两个零件之间的端面对齐度很重要。

使用零部件自定位，在零件1上设计定位柱，在零件2上设计定位孔，这很容易满足精度要求。具体的计算可参考《面向制造和装配的产品设计指南》一书的公差分析章节。

▲零部件之间自定位

如果通过工装夹具来定位，这就比较复杂了。

▲使用工装夹具定位

首先来说，工装夹具与零件1和2的间隙必须足够大以保证零件1和2在放入工装夹具时不发生干涉。

但是，间隙比较大，零件1和零件2就会在工装夹具中活动，这就会造成零件1和2的对齐精度低。

而如果把间隙设计得比较小，则零件1和2在组装过程中容易被工装夹具卡住。

从根本上来说，引入工装夹具增加了尺寸链的数目，是的累积公差增大。

可能会有工程师会问，能不能以右侧边作为定位基准来对齐？

▲使用工装夹具的侧边定位

在某些情况下，这是可以的，操作人员在组装时，人为的把两个零件靠近右侧对齐，然后再进行下一步的螺丝固定等动作，这种方式确实可以保证二者的精密对齐。

但是，现实往往复杂得多，我们很难采用右侧变作为定位基准：

因为结构和空间限制，很难通过右侧对齐；
在大批量生产过程中，人为对齐的过程会增加装配的复杂度和降低装配效率；
万一操作人员走神，没有对齐，质量缺陷就产生了。

哪种情况下，使用工装夹具定位

以下三种情况下可以使用工装夹具来定位：

1）工装夹具可以提供更为精密的定位

例如，定位柱和定位孔等定位特征的制造精度，不如使用工装夹具定位的精度，这一点可以通过公差分析进行计算。不过，这种情况比较少发生。

2）零部件之间的自定位难以实现

零部件之间的自定位设计难以实现、可制造性差，或者使得制造复杂度增加，成本增加。

3）零部件之间的原有组装关系很复杂

这是最应当使用工装夹具定位的场合。当两个零部件之间的原有组装关系很复杂，装配精度受到其它多个零部件的影响，尺寸链中的尺寸数目多。而使用工装夹具来定位，则可以把其它零部件的影响去除，而把工装夹具作为第三方，来减少尺寸链中的尺寸数目。

▲当零部件之间的组装关系复杂时，使用工装夹具定位

—END—

来源：降本设计

尺寸链

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首次发布时间：2023-11-13

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钟元

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