模塊化工裝設(shè)計實施與應(yīng)用

高樹林+邢利君

摘要：本文通過對工裝模塊庫建立，工裝模塊設(shè)計編碼、入庫流程以及數(shù)據(jù)管理描述，論述了工裝模塊化設(shè)計方法的實施與應(yīng)用過程，從而得出工裝模塊化設(shè)計方法值得推廣應(yīng)用的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：TC平臺；PDM管理；工裝模塊化設(shè)計；TPS制作；參數(shù)化建模。

0 概述

隨著信息化技術(shù)在制造業(yè)的快速發(fā)展，工裝設(shè)計模式也從圖板設(shè)計逐漸向計算機(jī)輔助設(shè)計轉(zhuǎn)換。高科技的融入，設(shè)計工具軟件的更新?lián)Q代，使傳統(tǒng)的設(shè)計方法、管理模式逐步退出歷史舞臺。當(dāng)下TC數(shù)據(jù)管理平臺推廣應(yīng)用，工裝設(shè)計實現(xiàn)PDM管理，數(shù)據(jù)庫技術(shù)作用逐步顯現(xiàn)。結(jié)合當(dāng)前研究的“工裝數(shù)字化設(shè)計及管理”，為了提高工裝設(shè)計效率和質(zhì)量，需要研究開發(fā)新的工裝設(shè)計方法，工裝模塊化設(shè)計的探討及應(yīng)用將引領(lǐng)工裝設(shè)計走向新的階段。

1 方案制定

結(jié)合工裝設(shè)計實際，基于TC平臺，需要開發(fā)工裝設(shè)計資源庫，建立工裝設(shè)計模塊庫，開發(fā)并添加設(shè)計模塊數(shù)據(jù)。具體內(nèi)容如下。

1.1 在TC平臺上創(chuàng)建工裝設(shè)計模塊庫

創(chuàng)建工裝設(shè)計模塊庫，首件需要制定相關(guān)建庫規(guī)則，編制一套完整的模塊分類、命名與編碼原則；確定模塊屬性表；繪制模塊庫架構(gòu)圖。

1.2 確定模塊結(jié)構(gòu)

模塊結(jié)構(gòu)的確定，需要完成典型零件篩選，典型工序選定，典型工裝確定，優(yōu)化工裝拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)要求新穎、典型，滿足生產(chǎn)需求，盡可能的采用新技術(shù)、新材料。

2 設(shè)計模塊

模塊設(shè)計，是模塊庫建立的必要條件，是后續(xù)工裝設(shè)計的依據(jù)和實現(xiàn)工具，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和充分利用的源頭，是提高設(shè)計效率和質(zhì)量的重要保證，因此必須按照下述過程完成模塊設(shè)計工作。

1）編制模塊設(shè)計建模方法。2）進(jìn)行模塊編碼，開始參數(shù)化設(shè)計，完成建模與裝配。3）編制TPS界面制作約定。4）按照約定制作預(yù)覽圖，編制幫助文件。5）應(yīng)用UG的TPS功能，按照約定制作模塊應(yīng)用界面， 關(guān)聯(lián)參數(shù)。6）確定模塊調(diào)試與完善方法。按照設(shè)定的方法，調(diào)試模塊各功能，完善結(jié)構(gòu)和模型以及參數(shù)。7）完成工程圖，添加屬性。8）編制模塊入庫審批流程。按照審批流程將模塊審批入庫。

3 方法實施

3.1 確定模塊庫結(jié)構(gòu)形式

3.1.1 在TC工裝設(shè)計平臺建“工裝設(shè)計模塊庫”（庫第一層）

3.1.2 按照典型零件分類建庫（第二層）

典型零件分類：1）盤軸類。2）機(jī)匣類。3）鈑焊件。4）葉片類。5）導(dǎo)噴件。6）結(jié)構(gòu)件類。7）其它件。

3.2 工裝設(shè)計模塊的編碼方法

3.2.1 工裝設(shè)計模塊分組代碼可以按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸類編碼，主要實現(xiàn)編碼規(guī)范，方便使用。

3.2.2 工裝模塊庫組成（第三層）

在典型零件分類下，每類下再進(jìn)行細(xì)分，按照專業(yè)分為4大類，分別是：夾具模塊庫；量具模塊庫；刃具模塊；（僅鈑焊件典型沖壓零件下）模具模塊庫。

3.3 每個大類下按照模塊編碼規(guī)則分細(xì)類。

3.3.1 工裝設(shè)計模塊編碼由特征代碼、類型特征代碼、分組代碼、分隔符、流水碼五部分組成。

4 模塊設(shè)計方法

4.1確定模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)典型工藝涉及到的典型工序，確定典型工裝結(jié)構(gòu)，經(jīng)專家評審，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，確定模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

4.2 模塊編碼：按照上述模塊分類、命名與編碼規(guī)則進(jìn)行。

4.3 參數(shù)化建模：具體規(guī)則需要根據(jù)典型工藝工裝解決方案軟件要求，根據(jù)工序模型進(jìn)行模塊建模。

4.4 TPS界面制作

界面如圖所示。

注：建立D：＼PIC文件夾，然后將制作PTS相關(guān)圖片和說明放在相應(yīng)模塊名稱的子文件夾下：如D：＼PIC＼3BMK321-01

4.6 界面尺寸約定

4.6.1 總則

工裝模塊三種圖片的大?。浩渲蟹娲笮】梢噪S意，但要保證各自的寬高比。

4.6.2 二維jpg格式圖片（標(biāo)注參數(shù)化尺寸的二維圖形）

幅面大?。ㄍ扑]）：寬度 33厘米；高度 21厘米；寬高比：1.57。

4.6.3 三維jpg 格式圖片（三維實體模型）

幅面大小（推薦）：寬度 26厘米；高度 21厘米；寬高比：1.24。

4.6.4 幫助文檔jpg 格式圖片（使用說明和必要的二維圖形）

幅面大?。ㄍ扑]）：寬度 26厘米；高度 19厘米；寬高比：1.36。

4.7 設(shè)計模塊的調(diào)試

模塊設(shè)計完成后，輸出示意圖片，撰寫使用說明書，按照規(guī)定制作PTS，所有工作完成后，在TC上開始調(diào)試，按照下列步驟：

1）界面是否清楚，參數(shù)表是否代表主控參數(shù)，是否全面；幫助說明能否指導(dǎo)設(shè)計者正確使用。

2）調(diào)試模型參數(shù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性，是否在規(guī)定的變化范圍內(nèi)正確驅(qū)動，是否協(xié)調(diào)一致。

3）驅(qū)動過程中總圖明細(xì)表、圖形及尺寸、標(biāo)簽圓位置是否正確。

4）調(diào)試過程中零件圖工程圖是否正確，尺寸標(biāo)注是否正確。

5）檢查最大、最小圖框布局。

6）記錄調(diào)試過程出現(xiàn)的問題。

4.8 設(shè)計模塊的完善與修改

4.8.1 按照上述調(diào)試過程記錄，完善修改模塊。

4.8.2 修改完善后自檢，按照規(guī)定范圍最大、最小尺寸驅(qū)動，檢查各項要求，保證調(diào)試質(zhì)量。

5 實際應(yīng)用與效果

實現(xiàn)模塊化工裝設(shè)計后，當(dāng)需要工裝設(shè)計時，可以找到合適的模塊結(jié)構(gòu)，利用UG的克隆功能進(jìn)行工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要重新進(jìn)行工裝編號和命名，克隆完成后根據(jù)工序技術(shù)要求，調(diào)整工裝主要驅(qū)動部分參數(shù)，檢查關(guān)鍵尺寸，檢查各部分位置尺寸，檢查工裝編碼，按照常規(guī)設(shè)計發(fā)起審批流程。

通過工裝模塊化設(shè)計應(yīng)用與推廣，提高工裝設(shè)計效率，由原來的中等復(fù)雜程度工裝設(shè)計需要2天時間減少到僅用2小時完成；工裝設(shè)計質(zhì)量也得到很大提高，因此該項技術(shù)值得推廣。endprint