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        基于計(jì)算機(jī)輔助重構(gòu)的組合夾具拼裝方法研究

        2014-04-29 05:33:56鄧超
        中國機(jī)械 2014年22期

        鄧超

        摘要:組合夾具在機(jī)械制造夾具領(lǐng)域中占有十分重要的地位,而進(jìn)行組合夾具標(biāo)準(zhǔn)元件庫建立及零件參數(shù)化重構(gòu)特征分析則是夾具設(shè)計(jì)中重中之重。利用UGNX軟件建立組合夾具元件庫,并利用Java程序進(jìn)行夾具提取重構(gòu)管理。從而實(shí)現(xiàn)組合夾具元件的自主選擇和虛擬裝配,有效提高組合夾具的設(shè)計(jì)、使用效率。

        關(guān)鍵詞:組合夾具;UGNX;參數(shù)化重構(gòu)特征;虛擬裝配

        引言

        組合夾具是由標(biāo)準(zhǔn)化功能元件組成,是一種“積木”式的夾具。其方便、快捷、精確的定位裝夾特征使之在機(jī)械制造領(lǐng)域運(yùn)用廣泛。但從由于其零件參數(shù)多,組合重構(gòu)難,費(fèi)用高等問題,造成該夾具在中小企業(yè)推廣困難。作者設(shè)計(jì)該套重構(gòu)系統(tǒng),為以上問題提供了有效解決方案,通過基于UGNX軟件開發(fā)的組合夾具重構(gòu)系統(tǒng),建立了完整的組合夾具元件參數(shù)庫,并通過Java程序開發(fā)庫管理重構(gòu)平臺,實(shí)現(xiàn)了組合夾具的虛擬裝配和管理。大幅度提升了元件選取、零件裝配、調(diào)試效率。

        1.組合夾具元件庫的建庫思路

        組合夾具參數(shù)庫的設(shè)計(jì)思路:①組合夾具相關(guān)資料的收集。②建立槽系和孔系組合夾具庫。③夾具庫Java管理系統(tǒng)的程序編制。④運(yùn)用庫的管理系統(tǒng)從中選擇需要的組合夾具零件。

        2.組合夾具元件分析及建庫方法研究

        該種夾具元件繁多,以槽系和孔系兩大系列為主。槽系組合夾具又分為大、中、小三個(gè)系列[1]?,以適應(yīng)各類零件交互的需求。鑒于元件數(shù)量龐大,作者運(yùn)用UG軟件[2]進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助元件庫建立。通過UG全參建模,使庫模型兼具簡單、易修改的特點(diǎn)。

        2.1?孔系鉆模板參數(shù)化建模實(shí)例

        根據(jù)零件形狀及尺寸特征,分析夾具H型孔系鉆模類HB?4533.5-1991鉆模板。鉆板尺寸共十二個(gè),在精確設(shè)置零件的長寬高參數(shù)尺寸后,再以參數(shù)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),由數(shù)學(xué)式及尺寸關(guān)系進(jìn)行參數(shù)聯(lián)接,使之可以輕易變換所需尺寸。

        3.夾具庫重構(gòu)調(diào)用管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        在完成已有的組合夾具資料庫中五百多個(gè)零件的三維建模后。龐大數(shù)據(jù)庫若要短時(shí)間檢索,就必須設(shè)計(jì)出一種快速有效、方便的查詢系統(tǒng)。對此,運(yùn)用Java程序開發(fā)出了一套方便快捷的夾具庫查詢系統(tǒng)。

        3.1?通過Java程序制作庫零件查詢及調(diào)用系統(tǒng)

        Java語言編程[3]是如今十分流行的一種計(jì)算機(jī)語言。具有語言簡單易修改的特點(diǎn),能輕松實(shí)現(xiàn)與其他軟件的無縫鏈接。通過研究,能滿足夾具庫管理重構(gòu)系統(tǒng)的使用要求。該軟件界面具備以下特性:①能夠根據(jù)用戶需求任意建立樹目錄,達(dá)到聯(lián)系所有型號零件的目的;?②能夠自由聯(lián)系不同軟件,具有廣泛的兼容性;③點(diǎn)擊相應(yīng)的型號鏈接后,界面右方可迅速出現(xiàn)零件圖樣及三維圖,使零件形狀及尺寸一目了然;④軟件源代碼靈活、易懂,讓夾具設(shè)計(jì)使用人員更快上手。

        4.夾具庫重構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)用實(shí)例

        下面運(yùn)用已建立的組合夾具庫對套筒零件的四個(gè)φ12徑向孔進(jìn)行組合夾具調(diào)用重構(gòu)設(shè)計(jì),以驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性,擬定本工序之前,已加工到位套筒的外圓及內(nèi)孔。圖1所示為組合夾具設(shè)計(jì)組裝流程圖,根據(jù)此流程圖進(jìn)行后面的系列操作。

        4.1組合夾具的選用

        對于孔的加工,組合夾具定位以孔系鉆板加基礎(chǔ)板件組裝為主,并且夾具庫中孔系元件組合相對槽系更為方便。因此選用孔系組合夾具。

        4.2工藝分析

        運(yùn)用零件庫管理重構(gòu)系統(tǒng)自動根據(jù)零件外形及孔加工工藝要求,優(yōu)化篩選出夾具庫中:H型孔系組合夾具鉆模類HB?4533.5-1991鉆模板[4]?、H型孔系組合夾具鉆模類HB?4533.2-1991襯套用來配套進(jìn)行鉆孔加工。

        圖1組合夾具設(shè)計(jì)及裝配流程圖

        4.3定位分析及定位元件的選擇

        對套筒4個(gè)徑向孔加工,經(jīng)過定位分析屬于完全定位。Z軸的移動、轉(zhuǎn)動自由度,選用HB?4528.14-1991?孔系組合夾具基礎(chǔ)件整組孔變換板,HB?4529.36-1991孔系組合夾具定位件進(jìn)行鉆頭導(dǎo)向定位;沿Y軸的移動、轉(zhuǎn)動自由度,選用HB?4528.14-1991?孔系組合夾具基礎(chǔ)件整組孔變換板,HB?4531.5-1991?孔系組合夾具系統(tǒng)附件過渡定位銷進(jìn)行約束定位;沿X軸的移動、轉(zhuǎn)動自由度,選用HB?4528.14-1991?孔系組合夾具基礎(chǔ)件整組孔變換板,HB?4531.5-1991?孔系組合夾具系統(tǒng)附件過渡定位銷進(jìn)行定位約束。

        4.4基礎(chǔ)件及其他元件的選擇

        通過所選零件間的合理配合能使鉆頭通過鉆套達(dá)到加工套筒4孔的正確鉆孔位置。系統(tǒng)自動為用戶選出的基礎(chǔ)附件為:通用支承,矩形基礎(chǔ)板,單螺孔變換板,定位銷,圓柱銷;帶肩六角螺母,緊固件螺桿。

        4.5組合夾具的虛擬裝配

        通過庫管理重構(gòu)軟件的輔助篩選需的各類零件后,系統(tǒng)自動將所選擇的三維零件調(diào)入一個(gè)文件夾,通過UG的裝配功能,對這些零件施加合理的裝配約束。如圖所示為組合夾具加工套筒零件的完整裝配。

        圖2夾具組裝圖

        4.7輸出組合夾具元件清單

        夾具重構(gòu)管理系統(tǒng)在零件裝配完成后,可根據(jù)零件型號列出相應(yīng)零件的清單以便設(shè)計(jì)人員查看。

        5.結(jié)束語

        通過計(jì)算機(jī)輔助重構(gòu)組合夾具元件庫的方法,運(yùn)用UG與Java程序?qū)α慵<肮芾?。?shí)驗(yàn)表明,庫管理系統(tǒng)具有完整、易查詢,易修改,易添加的優(yōu)點(diǎn),為夾具設(shè)計(jì)使用人員提供了方便高的設(shè)計(jì)、重構(gòu)平臺。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王光斗.王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000,13-21

        [2]遲濤.?UGNX?6.0中文版典型實(shí)例教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009,35-77

        [3]??藸??JAVA編程思想[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994,102-145

        [4]組合夾具元件[S].中國航空工業(yè)總公司保定向陽精密機(jī)械廠,2001

        4.4基礎(chǔ)件及其他元件的選擇

        通過所選零件間的合理配合能使鉆頭通過鉆套達(dá)到加工套筒4孔的正確鉆孔位置。系統(tǒng)自動為用戶選出的基礎(chǔ)附件為:通用支承,矩形基礎(chǔ)板,單螺孔變換板,定位銷,圓柱銷;帶肩六角螺母,緊固件螺桿。

        4.5組合夾具的虛擬裝配

        通過庫管理重構(gòu)軟件的輔助篩選需的各類零件后,系統(tǒng)自動將所選擇的三維零件調(diào)入一個(gè)文件夾,通過UG的裝配功能,對這些零件施加合理的裝配約束。如圖所示為組合夾具加工套筒零件的完整裝配。

        圖2夾具組裝圖

        4.7輸出組合夾具元件清單

        夾具重構(gòu)管理系統(tǒng)在零件裝配完成后,可根據(jù)零件型號列出相應(yīng)零件的清單以便設(shè)計(jì)人員查看。

        5.結(jié)束語

        通過計(jì)算機(jī)輔助重構(gòu)組合夾具元件庫的方法,運(yùn)用UG與Java程序?qū)α慵<肮芾?。?shí)驗(yàn)表明,庫管理系統(tǒng)具有完整、易查詢,易修改,易添加的優(yōu)點(diǎn),為夾具設(shè)計(jì)使用人員提供了方便高的設(shè)計(jì)、重構(gòu)平臺。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王光斗.王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000,13-21

        [2]遲濤.?UGNX?6.0中文版典型實(shí)例教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009,35-77

        [3]??藸??JAVA編程思想[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994,102-145

        [4]組合夾具元件[S].中國航空工業(yè)總公司保定向陽精密機(jī)械廠,2001

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