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傳統(tǒng)的加工中心夾具設(shè)計，通常使用二維 CAD 技術(shù)，設(shè)計人員無法觀測其三維結(jié)構(gòu)，設(shè)計周期長、勞動量大、修改不便、效率低。基于 UG 的加工中心夾具設(shè)計，運用 UG 強有力的工具進行三維造型設(shè)計，改變了傳統(tǒng)夾具設(shè)計模式。其以加工件為基本件，采用自上而下裝配建模與自下而上裝配相結(jié)合的方式進行設(shè)計，以三維造型為基礎(chǔ)構(gòu)建夾具實體模型，再運用 UG 軟件二維轉(zhuǎn)換功能，生成夾具的二維裝配圖和零件圖，大大縮短了夾具設(shè)計與制造周期，減少重復(fù)勞動，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。本文以加工中心夾具為例，介紹了基于 UG 平臺的加工中心夾具設(shè)計方法。

1 基于 UG 的加工中心夾具三維造型設(shè)計

1.1 創(chuàng)鍵工件三維實體模型

基于 UG 平臺構(gòu)建三維實體模型，方法、步驟如下。

1.1.1 繪制草圖

建立ZY 草圖平面繪制草圖，如圖 1（a）、圖 1（b）所示。

1.1.2 回轉(zhuǎn)草圖

選擇草圖曲線，回轉(zhuǎn)軸Y 生成回轉(zhuǎn)實體，如圖1（c）所示。

1.1.3 拉伸草圖

選擇兩個矩形草圖對稱拉伸，與回轉(zhuǎn)實體求差，生成工件三維實體，如圖 1（d）所示。

1.1.4 美化實體

隱藏草圖曲線、坐標(biāo)系，更改實體顯示顏色，生成實體模型，如圖 1（e）所示。

圖片.png

（a）建立 ZY （b）繪制（c）回轉(zhuǎn) （d）拉伸（e）美化草圖平面草圖草圖草圖實體

圖 1 創(chuàng)建工件三維實體模型

1.2 設(shè)計定位裝置

1.2.1 定位元件三維造型

根據(jù)工件的尺寸，設(shè)計固定 V 形塊和活動 V 形塊，其

上的細部構(gòu)造可先粗略地設(shè)計出來，待與其他元件裝配發(fā)

現(xiàn)問題時再做調(diào)整和編輯。同時，還需要設(shè)計一個輔助元件支承板，用于限制工件的一個面以及支承固定 V 形塊和活動 V 形塊，如圖 2 所示。

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（a）固定 V 形塊（b）活動 V 形塊（c）支承板

圖 2 定位元件

1.2.2 裝配定位元件

在 UG 平臺中，進入裝配模塊。首先，調(diào)入工件模型，選擇絕對原點定位，如圖3（a）所示。然后，分別選擇支承板、固定 V 形塊、活動 V 形塊，通過各種約束方法進行定位，完成定位元件裝配，如圖 3（b）、圖 3（c）、圖 3（d）所示。

圖片.png

（a）調(diào)入工（b）選擇（c）固定（d）活動件模型支承板 V 形塊 V 形塊

圖 3 裝配定位元件

1.3 設(shè)計夾緊機構(gòu)

本夾具的兩個V 形塊既是定位元件，也是直接夾緊元件。夾緊的方式采用偏心槽輪機構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏心槽輪時，通過安裝在偏心槽中的滑柱使活動V 形塊移動，實現(xiàn)夾緊動作。為了實現(xiàn)這一夾緊操作，還需要其他一些輔助夾緊元件，如偏心槽輪、導(dǎo)軌板及輪軸等。

首先設(shè)計導(dǎo)軌板，再依據(jù)活動 V 形塊的移動行程，設(shè)計偏心槽輪和輪軸，最后設(shè)計滑柱和手柄，如圖4 所示。然后，將各

元件按照裝配關(guān)系進行裝配，夾緊機構(gòu)裝配模型如圖 5 所示。

1.4 設(shè)計對刀裝置

本夾具采用側(cè)裝對刀塊結(jié)構(gòu)形式，該對刀塊具有水平和側(cè)向兩個對刀基準(zhǔn)，通過塞尺可同時將兩個切削面一次對刀完成，如圖 6 所示。將對刀塊裝配到已完成夾具的裝配結(jié)構(gòu)中，如圖 7 所示。

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（a）導(dǎo)軌板（b）偏心槽輪（c）滑柱（d）（e）手柄

圖 4 夾緊元件

圖片.png

圖 5 夾緊機構(gòu)裝配圖圖 6 對刀塊圖 7 對刀塊裝配圖

1.5 設(shè)計夾具體

夾具體擬采用鑄造毛坯平板式結(jié)構(gòu)。在設(shè)計夾具體時，先要測算一下全部夾具元件所占空間的位置和大小，以確定夾具體的總體尺寸。在細部結(jié)構(gòu)上主要考慮其加工制造應(yīng)具有良好的工藝性，如圖 8 所示。

根據(jù)夾具設(shè)計的整體方案，將夾具體裝配到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中，如圖 9 所示。

爆炸圖是組件按裝配關(guān)系偏離原來位置的拆分圖形，可以方便查看各零件之間的裝配關(guān)系以及包含的組件數(shù)，夾具爆炸圖如圖 10 所示。

圖片.png

圖 8 夾具體圖 9 夾具裝配模型 10 夾具爆炸圖

2 基于 UG 的加工中心夾具工程圖設(shè)計

在 UG 軟件中，二維工程圖可以從產(chǎn)品設(shè)計的三維實體中直接生成，并且當(dāng)三維模型改變時二維工程圖中的相關(guān)視圖、尺寸等信息能同步更新，使工程圖的生產(chǎn)非常簡單。設(shè)計方法主要包括：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。夾具裝配工程圖如圖 11 所示，

夾具體零件圖如圖 12 所示。

圖片.png

圖 11 夾具裝配工程圖

3 結(jié)語

基于 UG 的加工中心夾具設(shè)計，首先建立了基于 UG 平臺的夾具標(biāo)準(zhǔn)元件圖庫；然后根據(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，并以加工中心夾具為例進行驗證。

運用 UG 軟件強有力的工具，創(chuàng)建夾具三維設(shè)計的新環(huán)境，改變了傳統(tǒng)夾具設(shè)計模式，大大縮短了設(shè)計與制造周期，減少重復(fù)勞動，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。

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圖 12 夾具體零件圖

利用UG的加工中心夾具設(shè)計

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