行業(yè)動態(tài)2024-10-30
在工裝夾具設(shè)計過程中，有超過50%的零件是標準件，設(shè)計人員不得不進行簡單的重復(fù)性勞動。建立夾具標準件庫，設(shè)計人員不用再進行重復(fù)性勞動，根據(jù)夾具設(shè)計方案把需要的定位元件、夾緊元件以及輔助元件直接復(fù)制到夾具裝配文件夾中，并依次裝配各元件；再按照各元件尺寸位置設(shè)計夾具體，并裝配成三維實體夾具；最后把三維實體夾具，轉(zhuǎn)換為二維夾具裝配圖，節(jié)省了設(shè)計時間，大大提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本。
參數(shù)表格可以體現(xiàn)標準件的形狀和各部位的參數(shù)，建立的方法和步驟如下。
1. 建立標準件參數(shù)表格目錄
2. 創(chuàng)建標準件參數(shù)表格
參數(shù)表格的上方放置標準件的二維圖形和三維圖形，第三行列出標準件的規(guī)格、各部位對應(yīng)的符號等，然后在下面列出各種規(guī)格標準件對應(yīng)的參數(shù)，如圖1（c）所示。
二、三維圖庫的建立
在夾具設(shè)計時，如果需要使用標準件圖庫里的零件，可以直接復(fù)制夾具裝配文件夾中；如果標準件庫里沒有相應(yīng)尺寸的零件，但是有差不多的零件，可以簡單的把圖庫里的文件先復(fù)制過來后，再進行適當修改即可。
三、標準件三維圖造型
四、標準件庫應(yīng)用
2.裝配工程圖的設(shè)計
點擊【開始】進入【制圖】模塊，首先進行基本參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置圖紙、制圖首選項、注釋首選項等，按照國標要求設(shè)置各項內(nèi)容；然后創(chuàng)建基本視圖、剖視圖、尺寸標注、零件序號標注、繪制圖框、標題欄、繪制明細表、標注技術(shù)要求等，完成夾具裝配工程圖。
3.建立夾具標準庫并應(yīng)用設(shè)計夾具的優(yōu)勢
本文從應(yīng)用UG軟件構(gòu)建夾具標準件庫開始，并舉例來說明使用標準件庫來設(shè)計夾具的方法。
一、參數(shù)表格的建立
1. 建立標準件參數(shù)表格目錄
根據(jù)夾具標準件分類建立一級標題，主要包括定位元件、導(dǎo)向元件、對刀元件、對定元件、夾緊元件、鍵和其他元件，并在每個一級標題下方列出各個標準件，如圖1（a）所示。
1（a） 標準件參數(shù)目錄
2. 創(chuàng)建標準件參數(shù)表格
標準件參數(shù)表格要把標準件的形狀和各部位的參數(shù)用表格的方式表述出來，每個標準件一個表格，圖1（b）為各個標準件的表格。
1（b） 各個標準件的表格
參數(shù)表格的上方放置標準件的二維圖形和三維圖形，第三行列出標準件的規(guī)格、各部位對應(yīng)的符號等，然后在下面列出各種規(guī)格標準件對應(yīng)的參數(shù)，如圖1（c）所示。
1（c） 闡述表格詳細內(nèi)容
二、三維圖庫的建立
根據(jù)參數(shù)表格中的參數(shù)，用UG軟件創(chuàng)建標準件三維造型，并放在三維圖庫相應(yīng)的目錄中，即構(gòu)成三維圖庫。
由于UG軟件不能用漢字來命名，所以文件夾和文件名都采用漢語拼音來命名，從而建立標準件三維圖庫目錄。
與參數(shù)表格相對應(yīng)的為一級目錄，包括定位、導(dǎo)向、對刀、對定、夾緊、鍵等元件。
放在每個一級目錄下的各個標準件文件夾為二級目錄。
圖2為標準件三維圖庫目錄。
由于UG軟件不能用漢字來命名，所以文件夾和文件名都采用漢語拼音來命名，從而建立標準件三維圖庫目錄。
與參數(shù)表格相對應(yīng)的為一級目錄，包括定位、導(dǎo)向、對刀、對定、夾緊、鍵等元件。
放在每個一級目錄下的各個標準件文件夾為二級目錄。
圖2為標準件三維圖庫目錄。
圖2 標準件三維圖庫目錄
在夾具設(shè)計時，如果需要使用標準件圖庫里的零件，可以直接復(fù)制夾具裝配文件夾中；如果標準件庫里沒有相應(yīng)尺寸的零件，但是有差不多的零件，可以簡單的把圖庫里的文件先復(fù)制過來后，再進行適當修改即可。
三、標準件三維圖造型
按照常規(guī)零件的造型方法對各個標準件進行造型設(shè)計，可以繪制草圖進行拉伸、回轉(zhuǎn)、掃掠，也可以采用實體造型。
現(xiàn)在以A型固定式定位銷為例，介紹標準件造型的方法與步驟。
（1）繪制草圖。單擊“草圖”圖標，建立ZY草圖平面→繪制草圖，如圖3（a）所示。
（2）回轉(zhuǎn)草圖。單擊“回轉(zhuǎn)”圖標→選擇草圖曲線（圖3（b）所示）→回轉(zhuǎn)軸Z→回轉(zhuǎn)坐標（0,0,0），生成回轉(zhuǎn)實體，如圖3（c）所示。
（3）美化實體。隱藏草圖曲線、坐標系，更改實體顯示顏色，生成A型固定式定位銷實體模型，如圖3（d）所示。
現(xiàn)在以A型固定式定位銷為例，介紹標準件造型的方法與步驟。
（1）繪制草圖。單擊“草圖”圖標，建立ZY草圖平面→繪制草圖，如圖3（a）所示。
（2）回轉(zhuǎn)草圖。單擊“回轉(zhuǎn)”圖標→選擇草圖曲線（圖3（b）所示）→回轉(zhuǎn)軸Z→回轉(zhuǎn)坐標（0,0,0），生成回轉(zhuǎn)實體，如圖3（c）所示。
（3）美化實體。隱藏草圖曲線、坐標系，更改實體顯示顏色，生成A型固定式定位銷實體模型，如圖3（d）所示。
圖3 A型固定式定位銷建模的方法與步驟
四、標準件庫應(yīng)用
在UG環(huán)境下創(chuàng)建的夾具標準件庫，在夾具設(shè)計時，如果需要使用標準件庫里的零件，直接調(diào)用圖庫中的標準件，放置到裝配文件夾中即可；如果標準件庫里沒有相應(yīng)尺寸的零件，但有尺寸差不多的零件，可以先把庫里的文件調(diào)用過來，再進行尺寸參數(shù)修改即可。圖4為標準件的調(diào)用方法。
圖4 標準件的調(diào)用方法
五、夾具非標準件的設(shè)計
夾具設(shè)計時，需要設(shè)計的非標準件主要有夾具體、鉆模板等，非標準件的設(shè)計需要根據(jù)具體情況進行，因此比較靈活。
夾具體的設(shè)計，主要考慮被加工零件的結(jié)構(gòu)、使用的機床，夾具上定位元件、夾緊裝置、對刀裝置、導(dǎo)向裝置等尺寸位置，夾具體使用的材料，加工過程中的排屑方法等等。因此非標準件的結(jié)構(gòu)、尺寸很難統(tǒng)一，不能像標準件那樣建立的模型庫，只能利用UG軟件逐個建立三維模型，但非標夾具里依舊有標準的零件可以在模型庫中套用。
夾具體的設(shè)計，主要考慮被加工零件的結(jié)構(gòu)、使用的機床，夾具上定位元件、夾緊裝置、對刀裝置、導(dǎo)向裝置等尺寸位置，夾具體使用的材料，加工過程中的排屑方法等等。因此非標準件的結(jié)構(gòu)、尺寸很難統(tǒng)一，不能像標準件那樣建立的模型庫，只能利用UG軟件逐個建立三維模型，但非標夾具里依舊有標準的零件可以在模型庫中套用。
六、夾具三維裝配圖的設(shè)計
根據(jù)夾具設(shè)計總體方案，把需要的標準元件和非標準件三維圖形復(fù)制黏貼到夾具裝配文件夾，并進行三維裝配設(shè)計。
三維裝配設(shè)計時，首先把被加工零件的UG三維造型調(diào)入，并按照絕對原點定位；然后裝配定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件等裝置；再根據(jù)已裝配好的標準元件設(shè)計夾具體并裝配，即完成夾具三維裝配設(shè)計；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。
在裝配過程中，相互配對的零件如果有位置偏差直接可以看出，當選擇了配對條件之后發(fā)現(xiàn)零件有問題，可以直接在原圖上修改，裝配圖上會自動更新原零件的尺寸和形狀。
接下來通過一個實際的設(shè)計操作來說明應(yīng)用標準件庫設(shè)計夾具的方法。
三維裝配設(shè)計時，首先把被加工零件的UG三維造型調(diào)入，并按照絕對原點定位；然后裝配定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件等裝置；再根據(jù)已裝配好的標準元件設(shè)計夾具體并裝配，即完成夾具三維裝配設(shè)計；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。
在裝配過程中，相互配對的零件如果有位置偏差直接可以看出，當選擇了配對條件之后發(fā)現(xiàn)零件有問題，可以直接在原圖上修改，裝配圖上會自動更新原零件的尺寸和形狀。
接下來通過一個實際的設(shè)計操作來說明應(yīng)用標準件庫設(shè)計夾具的方法。
七、加工后蓋零件夾具三維裝配圖的設(shè)計
1.三維裝配圖的設(shè)計過程
1.三維裝配圖的設(shè)計過程
（1）調(diào)入后蓋零件：系統(tǒng)進入裝配模塊，調(diào)入后蓋零件如圖5（a）所示。
（2）設(shè)計定位元件：采用一面兩銷定位，限制六個自由度，選擇定位元件支承板和定位銷，裝配后如圖1（b）所示。
（3）設(shè)計輔助支承：由于工件是側(cè)面安裝，工件較重，防止損壞定位銷，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5（c）所示。
（4）設(shè)計夾緊元件：采用鉸鏈壓板機構(gòu)，從工件頂部壓向定位面實現(xiàn)夾緊，選擇設(shè)計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5（d）所示。
（5）設(shè)計導(dǎo)向元件：鉆底面孔選用可換鉆套，鉆A面螺紋底孔選用固定鉆套，裝配后如圖5（e）所示。
（6）設(shè)計夾具體：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5（f）所示。
（7）設(shè)計翻轉(zhuǎn)機構(gòu)：被加工孔目前是側(cè)立放置，加工時需要把整個夾具翻轉(zhuǎn)90，所以要設(shè)計翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。翻轉(zhuǎn)機構(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、定位銷、導(dǎo)套、把手等，裝配后如圖5（g）所示。
（8）設(shè)計連接機構(gòu)：主要連接支架和工作臺，需要設(shè)計底座和定位鍵，裝配后如圖5（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5（i）所示。
（2）設(shè)計定位元件：采用一面兩銷定位，限制六個自由度，選擇定位元件支承板和定位銷，裝配后如圖1（b）所示。
（3）設(shè)計輔助支承：由于工件是側(cè)面安裝，工件較重，防止損壞定位銷，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5（c）所示。
（4）設(shè)計夾緊元件：采用鉸鏈壓板機構(gòu)，從工件頂部壓向定位面實現(xiàn)夾緊，選擇設(shè)計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5（d）所示。
（5）設(shè)計導(dǎo)向元件：鉆底面孔選用可換鉆套，鉆A面螺紋底孔選用固定鉆套，裝配后如圖5（e）所示。
（6）設(shè)計夾具體：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5（f）所示。
（7）設(shè)計翻轉(zhuǎn)機構(gòu)：被加工孔目前是側(cè)立放置，加工時需要把整個夾具翻轉(zhuǎn)90，所以要設(shè)計翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。翻轉(zhuǎn)機構(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、定位銷、導(dǎo)套、把手等，裝配后如圖5（g）所示。
（8）設(shè)計連接機構(gòu)：主要連接支架和工作臺，需要設(shè)計底座和定位鍵，裝配后如圖5（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5（i）所示。
圖5 夾具三維裝配圖的設(shè)計
2.裝配工程圖的設(shè)計
點擊【開始】進入【制圖】模塊，首先進行基本參數(shù)設(shè)置，包括設(shè)置圖紙、制圖首選項、注釋首選項等，按照國標要求設(shè)置各項內(nèi)容；然后創(chuàng)建基本視圖、剖視圖、尺寸標注、零件序號標注、繪制圖框、標題欄、繪制明細表、標注技術(shù)要求等，完成夾具裝配工程圖。
3.建立夾具標準庫并應(yīng)用設(shè)計夾具的優(yōu)勢
1. 在夾具設(shè)計過程時直接調(diào)用標準件庫中的零件，使裝配設(shè)計過程快捷、方便、簡單、明了；
2. 夾具的設(shè)計采用三維模型，不僅直觀、省力，還可以檢查各零件間有無干涉，提高設(shè)計質(zhì)量；
3. 采用三維與二維模型自動轉(zhuǎn)換和專家修正相結(jié)合的方法生成符合國家標準的二維裝配圖，有利于提高設(shè)計效率，減少設(shè)計錯誤。
2. 夾具的設(shè)計采用三維模型，不僅直觀、省力，還可以檢查各零件間有無干涉，提高設(shè)計質(zhì)量；
3. 采用三維與二維模型自動轉(zhuǎn)換和專家修正相結(jié)合的方法生成符合國家標準的二維裝配圖，有利于提高設(shè)計效率，減少設(shè)計錯誤。
