跟著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快,傳統(tǒng)的大批量出產(chǎn)模式逐步被中小批量出產(chǎn)模式所取代,機械制造系統(tǒng)欲適應這種變化須具備較高的柔性國外已把柔性制造系統(tǒng)(FMS)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段,并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展方向 柔性化的著眼點主要在機床和工裝兩個方面,而組合夾具又是工裝柔性化的重點組合夾具是一種標準化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備,它是由一套預先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標準元件和組合件,按工件的加工要求組裝而成的夾具由于組合夾具使用完畢后,可以拆卸、清洗,重新組裝新的夾具,因此,組合夾具的應用非常普遍,尤其適合于多品種、中小批量的生產(chǎn) 然而,多年來,對組合夾具的設計和組裝,由于時間、環(huán)境條件的限制,總體設計與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)只能串行不能并行夾具工藝師對工件的定位、裝夾設計主要依賴經(jīng)驗,定性分析較多,定量分析較少,且計算復雜,同時缺乏必要的優(yōu)化設計,設計的圖紙不夠直觀在裝夾過程中工人要認真消化圖紙,設計過程前期的潛在問題,在總裝時匯總,達不到預期的效果,甚至造成返工設計過程中的裝配干涉問題,無法在設計中提前發(fā)現(xiàn),造成工人的勞動強度增大已經(jīng)很難適應當今快速、多樣化的制造需求這一特點為計算機輔助裝配系統(tǒng)的研制與開發(fā),提出了亟待解決的問題 傳統(tǒng)的組合夾具設計主要依靠手工完成,CAD 設計系統(tǒng)主要采用以交互式為主的半創(chuàng)成式設計方法現(xiàn)在,大量三維實體造型軟件崛起,如Pro / E 、Solidworks、UG、Solidedge 等,推動了設計領(lǐng)域的新革命,由于這些三維軟件,不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型,還可利用設計出三維模型進行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機構(gòu)分析、動態(tài)干涉檢查、動力學分析、強度分析等同時由于組合夾具的組件全部是標準件,而且數(shù)量有限,易于儲存和檢索等特點,使建立組合夾具站成為可能若將計算機輔助設計應用到組合夾具設計中,尤其是將Pro / E 應用到組合夾具設計中,則可使組合夾具的設計非常快捷,裝配生產(chǎn)率得以顯著提高 1、建庫 1.1 建庫必要性 盡管系統(tǒng)本身有一個數(shù)量龐大的特征庫:其中包括少部分組合夾具標準件,但各種不同規(guī)格尺寸的組合夾具標準件數(shù)量非常多是不爭的事實,況且一般情況下組合夾具組裝站只配置其中一部分標準件,同時不同廠家生產(chǎn)的標準件規(guī)格略有不同 復習方法,這種情況勢必影響設計效果和效率若能根據(jù)組裝站實際配置的標準件重新創(chuàng)建標準件庫,既可充分利用現(xiàn)有標準件進行組合夾具的設計,又可免去重復煩瑣地創(chuàng)建標準件模型,同時標準件的回取比較快捷這樣,設計者可以直接在標準件庫中選取零件,非?旖莸貙崿F(xiàn)組合夾具的動態(tài)模擬裝配 1.2 組合夾具庫的結(jié)構(gòu) 組合夾具是在夾具零部件標準化的基礎上發(fā)展起來的一種新型的工藝裝備它由一套預先定制好的、具有各種不同形狀的規(guī)格尺寸的標準元件和組合件組成在加工工件前,根據(jù)工件的工藝要求、采用的設備和夾具設計原則,選擇夾具元件,確定元件間的位置關(guān)系,組裝出機械加工使用的工裝夾具組合夾具基本組件數(shù)量繁多,為便于歸類和方便檢索標準件,將組合夾具可分為九大類,即基礎件、支承件、定位件、導向件、壓緊件、緊固件、其它件、合件,其中每一類型中又包括多個品種,每個品種中又有不同的規(guī)格 1.3 建庫的步驟 創(chuàng)建夾具標準件圖形庫的主要任務是圖形生成對于標準件等相似性強的圖形生成可采用變量法即參數(shù)法:對于原始模型的所有幾何特征,給定它的組成參數(shù)及其參數(shù)值的變化范圍,這些可變參數(shù)稱為變量,通過輸入這些變量值,便可得到所需形狀及尺寸組合夾具的標準件上都設計有尺寸相同、間隔均勻的T 形槽、長方槽、螺紋孔等結(jié)構(gòu),因此,采用以下兩個步驟建庫便可簡化煩瑣重復的標準件創(chuàng)建過程 第一步,創(chuàng)建用戶定義特征UDF 把標準件上都具有的T形槽、螺紋孔等特征建立UDF,一般根據(jù)組合夾具系列的不同,需創(chuàng)建的主要UDF 如附表所示在創(chuàng)建各標準件時只需把UDF 特征加載到基本幾何體上,便可非?旖莸貏(chuàng)建標準件 第二步,創(chuàng)建簇表Family Table既然同一類型中的組件其形狀相似,用Pro / E 中的族表功能則會事半功倍Pro / E 中的簇表(Family Table)是本質(zhì)上相似的零件(或組件、特征)的集合,但在大小或詳細特征等一兩個方面稍有不同對于重復性高、相似性大的零件(如螺絲、扳手等)或者標準件,不需要每個規(guī)格都建立一個零件,而可以使用一個原始樣本零件(Generic Part)及一簇表(Family Table)即可代表無數(shù)個零件任何時候,只要調(diào)出簇表內(nèi)任一個零件的名稱,即可自動產(chǎn)生一個照簇表所示尺寸比例的零件 顯然,族表大大提高了標準化組件的用途它們不但允許在Pro / E 中表示實際的零件清單,而且使得組件中的零件和子組件容易互換(因為來自同一族的實例互相之間可以自動互換)但在創(chuàng)建簇表的過程中,對于原始模型的選擇要注意兩個問題:一是往往選擇同類型標準件中尺寸最大的標準件作為原始模型二是當尺寸最大的標準件不能包含同類型標準件的所有特征時,應在尺寸最大的標準件基礎上添加上未包含的特征才能作為原始模型
以上是"柔性制造的設計和發(fā)展研究"的內(nèi)容,本文的主題是“創(chuàng)建用戶定義特征UDF 把標準件上都具有的T形槽、螺紋孔等特征建立UDF,一般根據(jù)組合夾具系列的不同,需創(chuàng)建的主要UDF 如附表所示在創(chuàng)建各標準件時只需把UDF 特征加載到基本幾何體上,便可非?旖莸貏(chuàng)建標準件”
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