龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于《Pro/E版组合夹具三维图库》的组合夹具设计① 作者：范晓宝 李佳 来源：《科技创新导报》2011年第04期 摘 要:介绍了《Pro/E版组合夹具三维图库》的结构及应用方法,给出了一个应用该图库的组合夹具装配设计实例。应用该图库进行组合夹具设计,减少了设计者在组合夹具标准件部分的建模工作,从而可使设计人员把更多的时间投入到创造性的工作中去,以达到缩短产品开发周期的目的。 关键词:Pro/E 夹具设计 组合夹具 标准件 建模 中图分类号:TP30 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(a)-0114-01 组合夹具是在夹具零部件标准化的基础上发展起来的一种机械加工工艺装备,主要应用于多品种、中小批量的生产。它由一套预先制定好的由不同功能、不同形式、不同规格尺寸的标准件和组合件组成,使用完毕后可以拆卸、清洗,方便存放,再次使用时,可以重新组装。计算机辅助设计软件的快速更新,使机床夹具的设计从二维设计时代进入三维设计时代,向着三维化、集成化、智能化和网络化方向发展。Pro/E是国内广泛使用的一款CAD/CAE/CAM软件,Pro/E版组合夹具三维图库是西安工业大学和化学工业出版社联合推出的一款计算机辅助设计软件,该软件给计算机辅助组合夹具设计提供了方便,减少了设计人员的重复劳动,使夹具设计效率大幅提高。 1 软件界面及结构 组合夹具三维图库软件界面如图1所示,软件界面分三个主要部分:界面树区、图形显示区和数据区(如图1）。 界面树为组合夹具标准件分类,目前组合夹具有两种基本类型,即槽系组合夹具和孔系组合夹具。其中槽系列组合夹具收录了小型、中型和大型3个系列。孔系组合夹具按照航空标准收录了K形孔系列和H形孔系列。 《Pro/E版组合夹具三维图库》涵盖内容如图2所示。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 图形显示区可显示零件的二维示意图和三维渲染图,该图形也可通过点击下部的“二维放大”和“三维放大”按钮浏览放大图形。其中二维示意图包含了该零件的全部尺寸信息。 数据区和二维示意图的尺寸信息对应,用标准件编号来区别零件的不同尺寸。使用时选择某行数据,单击“确定”按钮,便可调用该尺寸的Pro/E模型。 2 夹具的装配方法 装配是将相关零件组合成装配体的一道重要工序,任何零件在空间都具有6个自由度,而装配得实质是限制零件自由度的一个过程,三维建模软件使传统的产品设计发生了根本性变化。 加工工件在组合夹具上的定位夹紧和最终装配是设计的关键部分,虚拟装配是产品数字化定义中的一个重要环节。基于Pro/E平台的动态虚拟装配模块很好地解决了这一问题,建立组合夹具组件库后,允许设计人员用粘贴、插入、对齐、同向等直观命令来完成装配设计。Pro/E完成这项工作非常方便,只须定义出工件与各组合夹具组件之间的关系,系统就会根据给出的约束关系,将工件和夹具组件自动安装到位。夹具组件的尺寸可以在装配中加入关系或进行约束。零件的高级功能则支持大型、复杂的装配,复制功能提供用户坐标系为基准,平移或旋转复制零部件。 在装配界面下,通过插入、对齐、匹配等特征装配夹具中的各个元件,使各个元件在装配体中都处于完全约束,最终得到完整的唯一的装配体。 3 设计示例——燕尾座铣夹具设计 要加工零件的主要材料选取灰铸铁,主要进行钻孔、铣平面、铣燕尾槽、攻螺纹等工艺加工过程。燕尾座铣夹具装配完成的三维装配图如图3所示。 设计粗、精铣燕尾槽的夹具,图示夹具以安装于钻模板定位孔中的二个菱形定位销对工件Φ8H9孔作二点定位,以保证所加工的燕尾槽及滑板面的设计要求。各定位元件共限制了工件的6个自由度,属于完全定位。 组合夹具的基础件是夹具的基本件,它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体,而且还要考虑工件装卸的方便。因此,夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。 燕尾座铣夹具的主要零件有正方形基础板、正方形垫板、正方形垫片、厚六角螺母、钻套螺钉、滚花螺母、单槽角铁、平压板、定位环、薄六角螺母、双头螺柱、伸长板、正方形支龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 承、沉孔钻模板、平垫圈、方螺母、内六角螺钉等。夹具中所有零件从软件库中调用,明显缩短了夹具设计周期。 4 结语 利用Pro/E建立的组合夹具标准件模型库和数据库,设计人员在对组合夹具进行三维建模时,避开繁琐的建模工作,减少设计人员的工作量和劳动强度,减少夹具设计中的成本费用。同时应用人机交互方法可以避免不必要的疏忽和错误,能在短时间内找到适合的元件,得到最优设计结果。 参考文献 [1] 万宏强,姚敏茹,陈慧,等.基于Pro/E的三维夹具设计.机械工程师,2010(4):65～66. [2] 周凯华,阮五洲,刘虹.Pro/E在三维夹具设计中的应用.机床与液压,2008,36(5):365～367. 注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/24e0c020d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766cc9.html