基于UG的加工后蓋零件三維夾具設(shè)計(jì)

李艷霞　沈旭

摘 要：本文介紹了在UG環(huán)境下進(jìn)行三維夾具設(shè)計(jì)的實(shí)例，首先分析了后蓋零件的加工工序，確定了夾具總體方案，最后給出了夾具爆炸圖。

關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì)；后蓋零件；三維

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）04-0054-02

The Design of 3D Fixture for Machining Back Cover Parts Based on UG

LI Yanxia SHEN Xu

（Nanjing Vocational Institute of Transport Technology，Nanjing Jiangsu 211188）

Abstract： This paper introduced an example of 3D fixture design in UG environment. Firstly， the machining process of the rear lid part was analyzed， and the overall scheme of the fixture was determined， and gave the design of each step. Finally， the fixture explosion diagram was given.

Keywords： fixture design；rear lid parts；three-dimensional

UG軟件是當(dāng)前世界上最先進(jìn)、面向制造行業(yè)、集CAD/CAM/CAE于一體的三維高端軟件，具有強(qiáng)大的實(shí)體建模功能[1]?；赨G的加工后蓋零件三維夾具設(shè)計(jì)，主要介紹應(yīng)用UG軟件，在已經(jīng)創(chuàng)建了夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的基礎(chǔ)上，對(duì)加工后蓋零件進(jìn)行三維夾具設(shè)計(jì)。

1 分析零件加工工序，確定夾具總體方案

1.1 分析零件加工工序

如圖1所示，（a）為后蓋的頂面，（b）為后蓋的底面。

后蓋零件的底面、A面已加工好，本工序要求加工底面上8-F10.5孔和A面上6-M12螺紋底孔，生產(chǎn)規(guī)模為批量生產(chǎn)。

按工序要求該工件在加工中心上加工，以一面兩孔（底面和兩定位銷(xiāo)孔）為定位基準(zhǔn)，加工底面8-F10.5孔選用F10.5鉆頭，加工6-M12螺紋底孔選用F10.25鉆頭，一次裝夾完成全部孔加工。

1.2 確定夾具總體方案

由于被加工零件孔的加工從底面向上進(jìn)刀，需要把零件底面朝上放置進(jìn)行加工，但這樣放置定位、夾緊都不方便，綜合考慮把零件側(cè)立放置進(jìn)行定位、夾緊，裝夾好后再把整個(gè)夾具翻轉(zhuǎn)90°，底面朝上進(jìn)行孔加工。

根據(jù)分析，確定夾具的總體方案為：工件側(cè)立放置，采用一面兩銷(xiāo)定位（選用支承板和兩定位銷(xiāo)），用鉸鏈壓板機(jī)構(gòu)從工件頂面壓向底面進(jìn)行夾緊；由于被加工孔在定位基準(zhǔn)面上，為了節(jié)省空間，把鉆模板與夾具體合二為一；由于夾具需要翻轉(zhuǎn)90°，需要設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

2 設(shè)計(jì)定位、夾緊裝置

2.1 設(shè)計(jì)定位裝置

采用一面兩銷(xiāo)定位，限制六個(gè)自由度，定位裝置設(shè)計(jì)如下。

2.1.1 設(shè)計(jì)定位元件。一面兩銷(xiāo)定位，設(shè)計(jì)定位元件有（a）支承板、（b）內(nèi)六角圓柱頭螺釘、（c）A型固定式定位銷(xiāo)和（d）B型固定式定位銷(xiāo)[2]，如圖2所示，從標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)復(fù)制各零件三維圖放入夾具裝配文件夾中。

2.1.2 裝配定位元件。①調(diào)入后蓋零件：選擇后蓋零件，絕對(duì)原點(diǎn)定位如圖3（a）所示；②裝配支承板：選擇支承板零件，通過(guò)約束定位，面面接觸對(duì)齊、按某一距離對(duì)齊，如圖3（b）所示；③裝配螺釘：選擇螺釘，通過(guò)約束定位，面面接觸對(duì)齊、自動(dòng)判斷中心/軸接觸對(duì)齊，如圖3（c）所示；④裝配定位銷(xiāo)：方法與裝配螺釘相似，如圖3（d）所示為裝配圖。

2.2 設(shè)計(jì)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(xiāo)，增加了輔助支承。設(shè)計(jì)輔助支承元件有支板、支承套、調(diào)整套、彈簧、內(nèi)六角圓柱頭螺釘、六角螺母[3]。裝配圖如圖4所示。

2.3 設(shè)計(jì)夾緊裝置

根據(jù)后蓋零件頂面大小，先設(shè)計(jì)B型弧形壓塊和B型鉸鏈壓板，再根據(jù)工件大小設(shè)計(jì)活節(jié)螺栓和帶肩六角螺母，然后根據(jù)鉸鏈壓板的尺寸設(shè)計(jì)鉸鏈支座及相關(guān)零件，根據(jù)活節(jié)螺栓的尺寸設(shè)計(jì)鉸鏈叉座及相關(guān)零件。夾緊機(jī)構(gòu)裝配圖如圖5所示。

3 設(shè)計(jì)鉆模與夾具體

3.1 設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件

鉆底面8-F10.5孔選用可換鉆套，導(dǎo)向元件有可換鉆套、A型鉆套用襯套、鉆套螺釘，根據(jù)孔的大小先設(shè)計(jì)鉆套，然后再設(shè)計(jì)鉆套用襯套和鉆套螺釘；鉆A面6-M12螺紋底孔選用固定鉆套，導(dǎo)向元件有B型固定鉆套。圖6為導(dǎo)向元件裝配圖。

3.2 設(shè)計(jì)夾具體

該夾具體擬采用鑄造毛坯，由于夾具體與鉆模板合二為一，底板凹下部分用來(lái)安裝固定鉆套；由于要安裝翻轉(zhuǎn)支架，在L型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上左右各增加一塊豎板。根據(jù)安裝在夾具體上的定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件、輔助支承元件的位置和大小，設(shè)計(jì)相應(yīng)的孔、螺紋和凸臺(tái)，圖7所示為夾具體。

根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的整體方案，先將夾具體組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中，查看各部位尺寸是否符合結(jié)構(gòu)要求。如果有問(wèn)題，要調(diào)整夾具體或其他相應(yīng)元件的形狀和大小，直到最后合格為止。圖8所示為夾具體裝配圖。

4 設(shè)計(jì)輔助機(jī)構(gòu)

4.1 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

被加工孔目前是側(cè)立放置的，加工時(shí)需要把整個(gè)夾具翻轉(zhuǎn)90°，所以要設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括支承部分和操作定位機(jī)構(gòu)，主要零件有支架、軸、軸套、回轉(zhuǎn)盤(pán)、定位銷(xiāo)、導(dǎo)套、把手，以及安裝時(shí)需要的定位、緊固元件內(nèi)六角圓柱頭螺釘、圓柱銷(xiāo)、彈簧等。把翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各元件裝配到夾具體上，圖9為翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配圖。

4.2 設(shè)計(jì)連接機(jī)構(gòu)

連接機(jī)構(gòu)主要連接支架和工作臺(tái)，需要設(shè)計(jì)底座、定位鍵和螺釘。把底座、定位鍵和螺釘裝配到夾具體上，圖10為夾具裝配圖。該夾具的爆炸圖如圖11所示。

5 結(jié)語(yǔ)

基于UG的加工后蓋零件三維夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程在簡(jiǎn)單、明了的三維操作界面中進(jìn)行，該方法不僅可以把夾具設(shè)計(jì)技術(shù)人員從繁雜重復(fù)的設(shè)計(jì)勞動(dòng)中解脫出來(lái)，還可縮短夾具的開(kāi)發(fā)周期，提高其設(shè)計(jì)制造水平和質(zhì)量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫義林，胡增榮，趙利潤(rùn)，等.基于UG NX 的球孔加工夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師，2013（10）：66-68.

[2]李名望.機(jī)床夾具選用簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[3]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.