李艷霞

【摘 要】介紹了基于UG的數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法；首先建立基于UG平臺(tái)的夾具標(biāo)準(zhǔn)元件三維圖庫(kù)；然后把需要的標(biāo)準(zhǔn)元件直接復(fù)制到夾具裝配文件夾中，并依次裝配各元件，再按照各零件尺寸位置設(shè)計(jì)夾具體，并裝配；最后把三維夾具裝配圖，轉(zhuǎn)換為二維工程圖；設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單、明了，并且提高了夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

【關(guān)鍵詞】夾具設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)元件；三維造型

中圖分類(lèi)號(hào)： TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）29-0041-002

【Abstract】The design method of fixture for CNC machine tool based on UG is introduced.First，a 3D library of fixture standard components based on UG platform is established.Then，the required standard components are directly copied into the fixture assembly folder，and each component is assembled in turn，Parts size and location of the design clip fixture，and assembly；Finally，the three-dimensional fixture assembly drawings，converted to two-dimensional drawings； design process is simple and clear，and improve the fixture design quality and efficiency.

【Key words】Fixture design；Standard components；Three-dimensional modeling

0 引言

UG軟件是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的、面向制造行業(yè)、集CAD/CAM/CAE一體化的三維高端軟件，它不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體建模功能，而且具有與三維實(shí)體模型完全關(guān)聯(lián)的二維工程圖制作功能，UG二維工程圖可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三維實(shí)體中直接生成，并且當(dāng)三維模型改變時(shí)二維工程圖中的相關(guān)視圖、尺寸等信息能同步更新。

基于UG的數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，在UG環(huán)境下設(shè)計(jì)夾具三維裝配圖，然后再轉(zhuǎn)換成二維工程圖，下面詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)方法。

1 建立夾具標(biāo)準(zhǔn)元件庫(kù)

運(yùn)用UG平臺(tái)，建立夾具標(biāo)準(zhǔn)元件三維圖形庫(kù)，過(guò)程如下。

1.1 建立參數(shù)表格

參數(shù)表格主要表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)元件的形狀和各部位的參數(shù)，夾具設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)表格中的參數(shù)來(lái)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)元件。

首先建立參數(shù)表格目錄，一級(jí)標(biāo)題有定位元件、導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件、對(duì)定元件、夾緊元件、鍵、其他元件，標(biāo)準(zhǔn)元件在相應(yīng)的一級(jí)標(biāo)題下。

每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件一個(gè)表格，參數(shù)表格的上方是標(biāo)準(zhǔn)件的二維圖形和三維圖形，第三行是標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格、各部位對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目符號(hào)等，然后在下面列出各種尺寸標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

1.2 建立三維圖庫(kù)

首先建立標(biāo)準(zhǔn)元件三維圖庫(kù)目錄，要與參數(shù)表格目錄一致，由于UG軟件不能用漢字來(lái)命名，所以文件夾和文件名都采用了漢語(yǔ)拼音來(lái)命名；然后根據(jù)參數(shù)表格中的參數(shù)，用UG軟件創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件三維造型，并放在三維圖庫(kù)相應(yīng)目錄的文件夾中，即構(gòu)成三維圖庫(kù)。

在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，如果需要使用標(biāo)準(zhǔn)件圖庫(kù)里的零件，可以直接復(fù)制夾具裝配文件夾中；如果標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)里沒(méi)有相應(yīng)尺寸的零件，但是有差不多的零件，可以簡(jiǎn)單的把圖庫(kù)里的文件先復(fù)制過(guò)來(lái)后，再進(jìn)行適當(dāng)修改即可。

2 夾具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)

夾具設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)件主要有夾具體、鉆模板等，非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行，因此比較靈活。

夾具體的設(shè)計(jì)，主要考慮被加工零件的結(jié)構(gòu)、使用的機(jī)床，夾具上定位元件、夾緊裝置、對(duì)刀裝置、導(dǎo)向裝置等尺寸位置，夾具體使用的材料，加工過(guò)程中的排屑方法等等。因此非標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)、尺寸很難統(tǒng)一，不能像標(biāo)準(zhǔn)件那樣建立的模型庫(kù)，只能利用UG軟件逐個(gè)建立三維模型，具體方法這里不再介紹。

3 夾具三維裝配圖的設(shè)計(jì)

3.1 基于UG的夾具三維裝配圖的設(shè)計(jì)

根據(jù)夾具設(shè)計(jì)總體方案，把需要的標(biāo)準(zhǔn)元件和非標(biāo)準(zhǔn)件三維圖形復(fù)制黏貼到夾具裝配文件夾，并進(jìn)行三維裝配設(shè)計(jì)。

三維裝配設(shè)計(jì)時(shí)，首先把被加工零件的UG三維造型調(diào)入，并按照絕對(duì)原點(diǎn)定位；然后裝配定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件等裝置；再根據(jù)已裝配好的標(biāo)準(zhǔn)元件設(shè)計(jì)夾具體并裝配，即完成夾具三維裝配設(shè)計(jì)；最后創(chuàng)建爆炸圖，以方便查看裝配圖中各零件之間的關(guān)系。

在裝配過(guò)程中，相互配對(duì)的零件如果有位置偏差直接可以看出，當(dāng)選擇了配對(duì)條件之后發(fā)現(xiàn)零件有問(wèn)題，可以直接在原圖上修改，裝配圖上會(huì)自動(dòng)更新原零件的尺寸和形狀。

3.2 加工后蓋零件夾具三維裝配圖的設(shè)計(jì)

加工后蓋零件夾具三維裝配圖的設(shè)計(jì)過(guò)程如下。

1）調(diào)入后蓋零件：系統(tǒng)進(jìn)入裝配模塊，調(diào)入后蓋零件如圖1（a）所示。

2）設(shè)計(jì)定位元件：采用一面兩銷(xiāo)定位，限制六個(gè)自由度，選擇定位元件支承板和定位銷(xiāo)，裝配后如圖1（b）所示。

3）設(shè)計(jì)輔助支承：由于工件是側(cè)面安裝，工件較重，防止損壞定位銷(xiāo)，增加了輔助支承，輔助支承元件有支板、支承套、調(diào)整套等，裝配后如圖1（c）所示。

4）設(shè)計(jì)夾緊元件：采用鉸鏈壓板機(jī)構(gòu)，從工件頂部壓向定位面實(shí)現(xiàn)夾緊，選擇設(shè)計(jì)B型弧形壓塊、B型鉸鏈壓板、活節(jié)螺栓等夾緊元件，裝配后如圖1（d）所示。endprint

5）設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件：鉆底面8-？椎10.5孔選用可換鉆套，鉆A面6-M12螺紋底孔選用固定鉆套，裝配后如圖1（e）所示。

6）設(shè)計(jì)夾具體：夾具體擬采用鑄造毛坯，夾具體與鉆模板合二為一，底面凹下部分用來(lái)安裝固定鉆套，在L型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上左右各增加一塊豎板用于安裝翻轉(zhuǎn)支架，裝配后如圖1（f）所示。

7）設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：被加工孔目前是側(cè)立放置，加工時(shí)需要把整個(gè)夾具翻轉(zhuǎn)90，所以要設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括支承部分和操作定位部分，主要零件有支架、軸、軸套、回轉(zhuǎn)盤(pán)、定位銷(xiāo)、導(dǎo)套、把手等，裝配后如圖1（g）所示。

8）設(shè)計(jì)連接機(jī)構(gòu)：主要連接支架和工作臺(tái)，需要設(shè)計(jì)底座和定位鍵，裝配后如圖1（h）所示。

9）創(chuàng)建爆炸圖：爆炸圖可以方便查看裝配圖中的零件，零件之間的裝配關(guān)系，以及包含的零件數(shù)。該夾具的爆炸圖如圖1（i）所示。

4 夾具裝配工程圖的設(shè)計(jì)

4.1 基于UG的工程圖設(shè)計(jì)方法

在UG軟件中，二維工程圖可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三維實(shí)體中直接生成，并且當(dāng)三維模型改變時(shí)二維工程圖中的相關(guān)視圖、尺寸等信息能同步更新，使工程圖的生成非常簡(jiǎn)單。基于UG的工程圖設(shè)計(jì)方法主要包括：設(shè)置圖紙、參數(shù)預(yù)設(shè)置、視圖創(chuàng)建、視圖標(biāo)注、圖紙輸出設(shè)置。

4.2 加工后蓋零件夾具裝配工程圖的設(shè)計(jì)

點(diǎn)擊【開(kāi)始】進(jìn)入【制圖】模塊，首先進(jìn)行基本參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置圖紙、制圖首選項(xiàng)、注釋首選項(xiàng)等，按照國(guó)標(biāo)要求設(shè)置各項(xiàng)內(nèi)容；然后創(chuàng)建基本視圖、剖視圖、尺寸標(biāo)注、零件序號(hào)標(biāo)注、繪制圖框、標(biāo)題欄、繪制明細(xì)表、標(biāo)注技術(shù)要求等，完成夾具裝配工程圖，如圖2所示。

5 結(jié)語(yǔ)

基于UG的數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，首先建立夾具標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中的零件，使裝配設(shè)計(jì)過(guò)程快捷、方便、簡(jiǎn)單、明了；夾具的設(shè)計(jì)采用三維模型，不僅直觀、省力，還可以檢查各零件間有無(wú)干涉，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；采用三維與二維模型自動(dòng)轉(zhuǎn)換和專(zhuān)家修正相結(jié)合的方法生成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的二維裝配圖，有利于提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

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