关于作者：
钟元，2011年出版书籍《面向制造和装配的产品设计指南》（DFMA）。
2019年11月即将出版《面向成本的产品设计：降本设计之道》（DFC）。
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1，没有定位会怎么样？
作为一名工程师，在产品开发时，你是否曾经为了解决类似下面问题而绞尽脑汁？
或者，作为一名消费者，当你使用的产品碰到下面类似这些问题时，是否曾经让你很苦恼？如果你刚好是处女座，一个完美主义者，是不是更会让你发疯？
电脑机箱主板上IO接口与机箱外壳开口不对齐，甚至无法插拔外部设备：
笔记本电脑的上盖与底部未对齐：
汽车外观上的不对齐：
Airpods耳机的上下部分未对齐：
Airpods盒子上下部分未对齐：
螺丝过孔与螺牙孔未对齐，造成螺丝无法拧紧：
金属件焊接后未对齐：
以下两图仅供娱乐：
以上所有问题发生的原因很多，例如加工误差过大、组装时操作工人未对齐等，但是追根究底，根本原因只有一个，那就是：在产品设计时，零部件与零部件之间没有设计定位特征、或者定位特征设计不准确，造成了零部件之间的相对位置精度较差。
2. 定位的概念
什么是定位：
定位是指在零部件与零部件之间具有限位特征，限制相互移动，确保在紧固之前、紧固之中和紧固之后二者具有精密的位置关系。
定位的好处：
1). 在紧固之前，零部件之间的相对位置已经确定，就可以直接进行下一步的紧固工序，例如锁螺丝、焊接和胶粘等，从而提高装配效率，降低装配成本。如果没有定位，在紧固之前就需要反反复复的调整来对齐二者的位置，浪费装配时间。
2). 使用定位特征，可以保证零部件与零部件之间的精密位置精度。
这是因为：
- 定位特征可以提供较精密的尺寸公差
- 定位特征的尺寸可以放置于比较容易进行尺寸管控的区域
- 使用定位特征时可以减少和避免对其他尺寸的公差要求，只需严格管控定位特征的相关尺寸，就可以满足产品设计要求
- 使用定位特征有利于缩短尺寸链、减少尺寸公差累积
通过下面这个实例可以看出，使用定位特征之后，两个零件之间的位置精度从0±1.00mm提高到0±0.20mm.
3. 两种常见的定位特征设计方法
方法1：侧壁定位
在一个零部件的侧壁四周增加定位特征。如下图所示，一个电路板装入塑胶外壳中，可以在塑胶外壳的四周增加多个肋条进行定位，肋条与电路板具有0.05~0.20mm的间隙（具体视塑胶外壳和电路板大小而定）。
一旦电路板放入到塑胶外壳中，二者较高的相对位置精度就已经确定，电路板在外壳中不会前后左右晃动，螺丝孔已经对齐。下一步就可以直接锁紧螺丝。
方法2：定位柱与定位孔
在塑胶外壳上增加两个定位柱，在电路板上增加两个定位孔，通过定位柱与定位孔的配合来进行定位，间隙为0.05~0.20mm（具体视塑胶外壳和电路板大小而定）。对齐定位柱和定位孔，即可把电路板放入外壳中，同时二者较高的相对位置精度就已经确定。
在很多时候，定位和导向常常结合在一体，前端导向，后端定位。
一些定位实例：
激光焊接时两个塑胶件之间的定位：
超声波焊接时两个塑胶件之间的定位：
钣金件之间在焊接或螺丝紧固之前通过一些定位特征进行定位：
激光焊接时两个金属件之间的定位：
连接器公母端的定位柱（导向柱）和定位孔的设计：
4.定位特征的设计原则
原则1：定位特征应当是零部件上尺寸精度较高的特征
定位特征应当是零部件上尺寸精度较高的特征。否则，定位特征本身的尺寸误差较大，那么就无法行使定位功能、无法保证零部件之间相对较高的位置精度。
原则2：避免过定位
在设计定位特征时，需要避免过定位，否则零部件会装不上，或者强行装上之后零部件之间存在内应力。
过定位：
无过定位：
原则3：紧固无法提供定位功能
定位和紧固是两个不同的概念，应当区别开来。不少工程师在设计零部件的装配关系时，选择好零部件之间的紧固工艺如螺丝、卡扣、焊接工艺之后，就认为万事大吉了。如果仅仅考虑紧固工艺，那么就会存在文章开头所列举的对不齐的问题。
紧固不是定位，无法提供定位的功能。紧固无法保证两个零部件之间精密的位置精度。
5.总结
零部件与零部件之间需要定位！产品设计时，在设计两个零部件的装配关系时，需要时刻问自己的是：这两个零部件设计定位特征了吗？
人生需要定位！
更多内容请阅读《面向制造和装配的产品设计指南》一书。
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