為了使計算機輔助組合夾具設計更加快捷、方便,必須建立組合夾具元件庫。對于系列化零件而言,如果仍采用傳統的設計方法,將每一個尺寸不同、結構相似的同類零件都單獨進行設計,其工作量大、效率低,圖樣管理也大為不便。針對這一問題,筆者通過工程實踐,采用SolidWorks 2003軟件,實現了組合夾具元件的參數化設計。
一、基本設計原理
所謂參數化設計是指參數化模型的尺寸用對應的關系表示,而不需用確定的數值,變化一個參數值,將自動改變所有與它相關的尺寸,也就是采用參數化模型,通過調整參數來修改和控制幾何形狀,自動實現元件的精確造型。
二、設計方法和過程
以最常用的長方形基礎板(Z1110)為例來說明參數化造型的過程,圖1所示為其基本結構,該組元件共有22件,即22個規格,首先選擇該型號中規格最大的Z111090進行建模。
圖1 夾具元件的基本結構
1.設計樣件:在構形過程中,必須標出各個部分的尺寸。尺寸可以是設計尺寸,也可為任意尺寸。用添加幾何關系的功能,保證側T型槽中心與基礎體的高度的中心重合。
2.重新命名特征:在繪制三維圖形時、系統自動為一個特征命名,為了使每個特征直觀、易懂,最好為元件中的特征起一個有意義的名稱,這樣既可避免設計時元件本身各個特征間產生混淆,也利于他人調用、編輯系列零件。例如將通用名稱“基體—拉伸”該為“基礎體”
(1)單擊“Feature Manager”設計樹中的“基體—拉伸”,彈出快捷菜單。
(2)單擊快捷菜單中的“屬性”選項,彈出特征屬性對話框。
(3)在對話框的“名稱”框中輸入新的名稱“基礎體”,單擊“確定”。也可非連續單擊設計樹中“基體—拉伸”使名稱框變為可編輯狀態,輸入新名稱即可。
按此法將其他部分重要特征重新命名,比如:將“切除—拉伸1”改為“橫T型槽”;將“陣列(線性)2”改為“縱T型槽陣列”;將“陣列(線性)3”改為“M12螺紋孔陣列”;將“鏡向4”改為“側邊T型槽鏡向”等等。
3.將元件保存為“長方形基礎板.sldprt”。
4.顯示尺寸:在F“eather Manager”設計樹選項中右鍵單擊“注解”文件夾,選擇“顯示特征尺寸”選項;若要在模型中間同時顯示尺寸名稱和尺寸值,可單擊“工具”下拉菜單中的“選項”,在系統選項標簽下,單擊“一般”,然后選擇“顯示尺寸名稱”復選框,單擊“確定”。
5.重新命名尺寸:更改一些尺寸的名稱,實現用尺寸的名稱來識別系列元件中各個不同的實體部分,并以此名稱作為系列零件設計表中的標題。
改變橫T型槽陣列的數量名稱方法:用左鍵雙擊特征樹中的橫T型槽陣列,在三維實體圖中出現陣列數量和名稱,用右鍵單擊陣列數量,彈出快捷菜單,取“屬性”選項;在尺寸屬性對話框中,在名稱框中輸入一個新的名稱 “槽數”,單擊“確定”按紐。
6.同法改變其它尺寸名稱:將“縱T型槽陣列的數量名稱”(D1)改為“槽數”;將“底面凹槽陣列的數量名稱”(D3)也改為“槽數”等等。
7.插入新的系列零件設計表
上述工作完成后,即可建立新的系列零件設計表。
(1)單擊“插入”下拉菜單中的“新建系列零件設計表”,彈出新建系列零件設計表對話框。隨之,一個嵌入的Excel工作表出現在窗口中。單元格A1標示工作表為系列零件設計表,模型名稱為“長方形基礎板”,單元格A3為第一個新配置的默認名稱“第一實例”。
(2)在第二行中,輸入想控制的參數名稱(即尺寸名稱),輸入方法為保持合適的工作表單元格為激活狀態,在圖形區域中雙擊某個尺寸,則尺寸名稱和當前參數值被寫入單元格中。繼續以這種方法增加參數時,相鄰的單元格會自動被激活,將每個參數添加到標題行中,當前數值顯示在第三行中,可以迅速地向表中增加某些類型的參數。
(3)可改變A3單元格中的配置名稱(可以用產品名稱或型號代替,本例為Z111090)。
(4)在Excel工作表單元格中輸入參數值,創建的系列零件設計表如圖2所示。
圖2 新創建的系列零件設計表
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