工件以圆孔定位的常用定位元件有定位销、圆锥销、圆柱心轴和圆锥心轴等。圆孔定位还经常与平面定位联合使用。

1.定位销

几种常用的圆柱定位销如图7-23所示。

图7-23　常用的圆柱定位销

（a）d＜10；（b）d=10～18；（c）d＞18；（d）d＞10

圆柱销工作部分直径d按g5、g6、f6或f7的精度等级制造。图7-23（a）、（b）、（c）所示定位销与夹具体的连接将采用过盈配合。图7-23（d）所示为带衬套的可换式圆柱销结构，定位销与衬套的配合则采用间隙配合，位置精度较固定式定位销低，一般用于大批量生产。为便于工件顺利装入，定位销的头部设置有15°倒角。

短圆柱销限制工件只有2个自由度。长圆柱销限制工件具有4个自由度。

2.圆锥销

在加工套筒、空心轴等类工件时，也经常用到圆锥销，如图7-24所示。图7-24（a）用于粗基准，图7-24（b）用于精基准。圆锥销限制了工件3个自由度。工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，所以圆锥销一般与其他定位元件组合定位。如图7-25所示，工件以底面作为主要定位基面，采用活动圆锥销，只限制两个转动自由度，即使工件的孔径变化较大，也能保证准确定位。

图7-24　圆锥销定位

图7-25　圆锥销组合定位

3.定位心轴

定位心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工，常见有圆柱心轴和圆锥心轴等结构形式。

图7-26所示为间隙配合圆柱心轴，其定位精度不高，但装卸工件方便。(www.daowen.com)

图7-27所示为过盈配合圆柱心轴，常用于对定心精度要求高的场合。当工件孔的长径比L/D＞1时，工作部分可允许略带锥度。

图7-26　间隙配合圆柱心轴

图7-27　过盈配合圆柱心轴

图7-28　圆锥心轴上定位

如前所知，短圆柱心轴只限制工件2个自由度，长圆柱心轴限制工件4个自由度。

图7-28所示为某工件在圆锥心轴上定位的情形。定位时，圆锥孔和圆锥心轴的锥度相同，因此定心精度与角向定位精度均较高，而轴向定位精度取决于工件孔和心轴的尺寸精度。圆锥心轴可单体限制除绕其x轴线转动的自由度之外的其他5个自由度。

4.组合表面定位

在实际加工过程中，工件往往不是采用单一表面的定位，而是采取组合表面定位的形式，常见的有平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面与其他表面组合、锥面与锥面组合等多种形式。最典型的组合表面定位是一面两销组合定位、双顶尖轴组合定位等。

顶尖定位方案如图7-29所示，这种方案常见于车床加工轴类零件，需要用两个顶尖孔定位。图7-29中，前顶尖1为固定顶尖，后顶尖2为活动顶尖（浮动顶尖）。其中，固定顶尖限制3个自由度，浮动顶尖限制2个自由度。很多初学者很容易写出该方案限制的自由度（表7-2），并得出结论，该方案和都有过定位，方案不合理。

图7-29　顶尖定位

表7-2　顶尖能够限制的自由度（错误分析）

表7-2所示的分析结果明显错误，问题出现在：对顶尖1的自由度分析是以顶尖1为原点的坐标系进行的，对顶尖2的自由度分析是以顶尖2为原点的坐标系进行的，两个坐标系不是同一个坐标系，因此就会得出过定位的错误结论。正确的分析方法是：统一坐标系，以顶尖1为坐标系的原点，则顶尖2对工件沿x、y轴平移的限制转化为绕顶尖1的y轴和x轴的回转。这种定位元件限制自由度转化的现象经常在组合定位时出现，故分析组合定位时一定要小心对待。经自由度转化后的正确分析结果见表7-3。图7-29所示顶尖定位方案合理。

表7-3　自由度转化分析（正确分析）