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在制订机械加工工艺规程时，正确地选择定位基准对保证零件间的尺寸与位置精度和安排加工顺序都有很大的影响。采用夹具装夹时，定位基准的选择还会影响夹具的结构。因此定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。
工件在机床上或夹具中的装夹方法主要有直接找正装夹、划线找正装夹和夹具找正装夹3 种。这 3 种装夹方法都会遇到定位的问题。下面将从定位原理开始介绍什么是工件的定位和如何实现工件的定位。
一个物体在空间可以有 6 个独立的运动。以如图 2-3 所示的长方体为例，它在直角坐标系
Oxyz
中可以有 3 个平移运动和 3 个转动。3 个平移运动分别是
x
，
y
，
z
轴的平移运动，记为
；3 个转动分别是绕
x
，
y
，
z
轴的转动，记为
。习惯上，把上述 6 个独立运动称为 6 个自由度。如果采取一定的约束措施，消除物体的 6 个自由度，则物体被完全定位。例如，在讨论长方体工件的定位时，可在其底面布置 3 个不共线的约束点 1，2，3，如图 2-4（a）所示；在侧面布置两个约束点 4，5 并在端面布置一个约束点 6，则约束点 1，2，3 可限制
这3 个自由度；约束点4，5 可限制
和
这2 个自由度；约束点6 可限制
这1 个自由度。这就完全限制了长方体工件的 6 个自由度。
图2-3 自由度示意图
图2-4 长方体工件的定位分析
在实际应用中，通常把接触面积很小的支承钉看成约束点，即按上述位置布置 6 个支承钉，可限制长方体工件的 6 个自由度，如图 2-4（b）所示。
采用 6 个按一定规则布置的约束点，可限制工件的 6 个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。
由于工件的形状是千变万化的，用于代替约束点的定位元件的种类也很多。除了支承钉以外，常用的还有支承板、长销、短销、长V形块、短V形块、长定位套、短定位套、固定锥销及浮动锥销等。直接分析这些定位元件可限制哪几个自由度，以及分析它们的组合限制自由度的情况，对研究定位问题有更实际的意义。
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，有时需要限制 6 个自由度，有时仅需要限制 1 个或几个（少于 6 个）自由度。前者称为完全定位，后者称为不完全定位。完全定位和不完全定位都有应用。在图 2-5 中，列举了 6 种情况。其中，图 2-5（a）要求在球体上铣平面，因是球体，故 3 个转动自由度不必限制，此外该平面在 x 方向和 y 方向均无位置尺寸要求，因此这两个方向的移动自由度也不必限制。因为 z 方向有位置尺寸要求，所以必须限制 z 方向的移动自由度，即球体铣平面（通铣）只需限制 1 个自由度。仿照同样的分析，图 2-5（b）要求在球体上钻通孔，只需要限制 2 个自由度；图 2-5（c）要求在长方体上通铣上平面，只需限制 3个自由度；图 2-5（d）要求在圆轴上通铣键槽，只需限制 4 个自由度；图 2-5（e）要求在长方体上通铣槽，只需限制 5 个自由度；图 2-5（f）要求在长方体上铣不通槽，则须限制 6 个自由度。
图2-5 完全定位和不完全定位举例
①欠定位。
根据工件加工面位置尺寸要求，必须限制的自由度没有得到全部限制，或在完全定位和不完全定位中，约束点不足，这样的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。如图 2-6 所示为铣床上加工长方体工件台阶的两种定位方案。台阶高度尺寸为
A
，宽度尺寸为
B
，根据加工面的位置尺寸要求，在图示坐标系下，应限制的自由度为
和
。在图 2-6（a）中，只限制了
个自由度，属欠定位，难以保证位置尺寸
B
的要求。在图 2-6（b）中，加进一块支承板后，补充限制了
2 个自由度，才使位置尺寸
A
和
B
都得到保证。
图2-6 欠定位举例
②过定位。
工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上约束点约束，这样的定位称为过定位，或称定位干涉。过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析。一般情况下，如果工件的定位面和定位元件的尺寸、形状和位置都做得较准确、较光整，则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响不大，反而可增强加工时的刚性，这时过定位是允许的。下面针对几个具体的过定位的例子作简要分析。
如图2-7 所示为平面定位的情况。在图2-7（a）中，应采用3 个支承钉，限制
个自由度，但却采用了 4 个支承钉，出现了过定位情况。若工件的定位面尚未经过机械加工，表面仍然粗糙，则该定位面实际上只可能与 3 个支承钉接触，究竟与哪 3 个支承钉接触，与重力、夹紧力和切削都有关，定位不稳。如果在夹紧力作用下强行使工件定位面与 4 个支承钉都接触，就只能使工件变形，产生加工误差。
为了避免上述过定位情况的发生，可将 4 个平头支承钉改为 3 个球头支承钉，重新布置 3个球头支承钉的位置。也可将 4 个球头支承钉之一改为辅助支承。辅助支承只起支承作用而不起定位作用。
如果工件的定位面已经过机械加工，并且很平整，4 个平头支承钉顶面又准确地位于同一个平面内，则上述过定位不仅允许而且能增强支承刚度，减小工件的受力变形。这时，还可将支承钉改为支承板（图 2-7（b））。
图2-7 平面定位的过定位举例
从上述定位问题的分析可知，在讨论工件定位的合理性问题时，主要应研究以下 3 个问题：
a.研究满足工件加工面位置度要求所必须限制的自由度。
b.从承受切削力、设置夹紧机构和提高生产率的角度，分析在不完全定位中还应限制哪些自由度。
c.在定位方案中，是否有欠定位和过定位问题，能否允许过定位的存在。
基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面。机械产品从设计、制造到出厂经常要遇到基准问题：设计时，零件尺寸的标注、制造时工件的定位、检查时尺寸的测量以及装配时零部件的装配位置等都要用到基准的概念。
从设计和工艺两个方面看基准，基准可分为两大类，即设计基准和工艺基准。
设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置，称为设计基准。简言之，设计图样上所采用的基准就是设计基准。设计基准可以是点，也可以是线或者面。例如，在如图 2-8 所示的阶梯轴，端面 1 和中心线 2 就是设计基准。
图2-8 设计基准举例
1—端面；2—中心线
零件在加工工艺过程中所用的基准，称为工艺基准。它可进一步分为工序基准、定位基准、测量基准及装配基准。
在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。在设计工序基准时，主要应考虑以下 3 个方面的问题：
①应考虑用设计基准为工序基准。
②所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查。
③当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件设计尺寸的技术要求。
在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。定位基准是获得零件尺寸的直接基准，占有很重要的地位。定位基准还可进一步分为粗基准和精基准。另外，还有附加基准。
①粗基准和精基准。
未经机械加工的定位基准，称为粗基准；经过机械加工的定位基准，称为精基准。机械加工工艺规程中第一道机械加工工序所采用的定位基准都是粗基准。
②附加基准。
零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准，称为附加基准。
例如，轴类零件常用顶尖孔定位，顶尖孔就是专为机械加工工艺而设计的附加基准。
在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差，测量时所采用的基准，称为测量基准。
在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。