基于UG的专用夹具标准件库开发

2018-10-11王进峰权凯军潘依依

实验技术与管理 2018年9期

王进峰, 权凯军, 潘依依

(华北电力大学机械工程系, 河北保定 071003)

机械制造技术基础是机械类专业重要的一门专业基础课,与之配套的制造技术课程设计的重要环节是进行专用夹具的设计。在专用夹具的设计中常涉及标准件的设计,如压板、圆柱销、V形块等。据统计,在机械产品中50%左右的零部件属于标准件(称为 C类件)。机械类学生大部分都学习过三维建模软件,譬如UG、PRO/E等。为了培养学生的创新能力、提高夹具设计水平,鼓励学生尝试利用UG进行夹具的三维设计。开发基于UG的专用夹具标准件库,不仅能够让学生集中精力进行创新设计,而且有利于三维设计的规范性和一致性。因此,本文讨论如何建立基于UG的专用夹具标准件库,使其能节省设计人员的时间,并开发出更人性化的界面,进而自动生成专用夹具装配工程图。

1 标准件库概述

UG标准件库功能强大,在模具设计[1-3]、车辆设计[4-6]、专用夹具设计[7-9]等方面应用广泛。UGNX环境下标准件库的开发方式有关系表达式法、部件族法、编程法、用户自定义特征法[10-11]。关系表达式法和用户自定义法较为简单,但调用时十分不便,且没有图形显示,没有达到提高工作效率、节约重复劳动的效果。部件族法可以通过参数的选择直接得到系列标准件中的任一零部件。

在标准件库建立的过程中,首先需要建立标准件模板,利用 UG表达式功能实现参数化建模,建立标准件的几何模型；然后利用UG的部件族功能,创建由参数驱动的一系列标准零部件[12]。在调用标准件库时,只需要修改主参数,即可得到其他几何特征的参数,从而实现控制零件的几何形状及尺寸。

在NX的实体模型设计中,表达式是非常重要的概念,特征、曲线和草图的每个形状参数和定位参数都是以表达式的形式储存的。表达式以参数化控制部件之间的关系或者装配部件间的关系。表达式建立起参数之间的引用关系,是参数化设计的重要工具,可以很方便地通过修改参数而修改模型的尺寸,达到参数驱动设计的效果。标准件外形相似,但大小尺寸不同,用户可以按照需求建立自己的部件家族零件,可以定义不同的设计特征和尺寸等属性,通过Microsoft Excel 电子表格协助完成部件族的建立。

2 标准件库的建立步骤

(1) 确定尺寸参数：以《现代夹具设计手册》[13]为标准件建立依据。以V型块为例,其尺寸结构如图1所示。

图1 V型块尺寸规格

(2) 标准件模板的建立：使用参数化设计建立专用夹具标准件零件模板,打开【表达式】命令,根据书中所示主要几何参数,在表达式中设定好各变量的表示,再输入各变量的值,得到如图2所示的表达式对话框。修改完表达式,保存文件。此时只需将表达式对应参数重新设置,即利用编辑参数功能,即可方便生成其他尺寸的标准件。再使用所定义的参数,通过各种草图和特征创建模型,V型块三维模型如图3所示。

(3) 创建部件族：选择【工具】/【部件族】命令,选择需要变化的参数添加到列,创建部件族电子表单,如图4所示。根据设计手册中对应的参数值填入excel表格中完成创建,如图5所示。