模塊化夾具設計的研究和應用

摘要：利用夾具設計中常用到的典型夾具結構、拓撲結構和通用元件，應用UG軟件三維參數化建立主模型，利用IMAN的PORTAL導入到工裝資源庫，在資源庫中建立典型夾具結構、拓撲結構和通用元件模型分類結構，并加已命名、標注屬性、分類、兩維、三維預覽圖，然后將實例保存，供以后類似結構設計用或選擇通用單元，提高設計速度和準確性。

關鍵詞：模塊化設計;工裝資源庫;參數化模型

中圖分類號： TQ330.4+1 文獻標識碼：A

1概述

工具是人類文明進步的標志，隨著設計工具的提升和高科技的普及以及零件加工工藝的發展、數控設備的應用，標志著工裝夾具進入一個全新的時代，從而對工裝夾具設計周期和設計質量提出了更高要求，在對產品零件要求低成本、高質量和生產周期短的情況下，企業的機械加工過程越來越多采用工序集中而摒棄分散，工件在一次安裝條件下，完成過去要多道工序才能完成的加工。工裝夾具設計為適應現今生產低成本、高質量和生產周期短的需要，工裝夾具設計必須提高設計速度和制造的快速反應能力，這就要求降低夾具成本，提高夾具質量。夾具分為專用夾具和柔性夾具。專用夾具是一種專門為一道工序設計的夾具結構，使用專用夾具主要問題是缺乏柔性并需要很長時間的設計制造周期。而且它只具有專一性。一旦修改產品形狀和尺寸，有關的專用夾具就不能再用而報廢。柔性夾具適合在一定范圍內變化的產品。那么什么是柔性夾具呢？柔性夾具就是同一夾具系統裝夾定位適合于在形狀與尺寸上有所變化的多種工件。柔性夾具可分為：組合夾具；可調整夾具；其它控制機構變化和仿生抓夾夾具。

2 模塊化夾具設計技術研究

模塊化夾具設計的優點：

a 實現夾具設計的快速反應。

b 提高夾具設計質量 。

c 把一些夾具設計經驗數字化，供夾具設計人員設計用。

d 使制造工廠的夾具元件系列化、標準化，固化夾具元件制造、裝配工藝，縮短制造周期 。

e 能夠使夾具設計模塊資源共享。

正因為模塊化設計有這些優點，國內各企業在設計的各自領域里開發模塊，充實模塊庫，并不斷提高企業產品在市場的競爭力。在工裝設計方面要實現模塊化設計，實現工裝設計快速反應，解決公司工裝設計跟不上產品研發進度的瓶頸問題。IMAN工藝資源庫是公司近年來引進和開發的工藝、產品數據管理軟件，應用這個平臺，將工作中歷年夾具設計的結構加以篩選，利用現有的設計資源，找出其共性結構和固定部分加以研究，分析其作用和設計過程中使用頻度，定義出不同的屬性，利用UG參數化功能建立主模型，并科學命名、裝配，然后利用IMAN的接口（PORTAL）導入，并在工裝設計庫中建立工裝設計模塊庫，建立分類和命名，加入類屬性和預覽圖，最后將實例放入，每次設計類似工裝零件，都可以加以調用，通過編輯、修改，實現夾具的快速設計。

3 模塊化設計研究過程

4 工裝模塊設計應用

進入IMAN系統，在“分類”下打開工裝設計模塊庫，選擇所需要的模塊，發送到“我的導航器”，打開裝配，另存為所需要的目錄和名稱，更改參數，直到適合本工序所需數據為準。

5 應用結果

工件工裝設計模塊庫的建立，在工作中得到了廣泛的應用，達到了提升設計手段目的，達到了快速、高效、準確，實現了資源共享，豐富了工裝資源庫內容，實現設計數據網絡化管理，繼承了優良的設計經驗，開創了工裝設計新路子，為工裝設計實現精益高效打下了基礎，提高了工裝設計的效率，為公司產品研制節約了大量的時間。

6 模塊化夾具設計發展方向

隨著公司科研新機任務所需工裝的加大，公司工藝工裝一體化的推進，公司設計制造快速反應平臺的搭建，模塊化夾具設計將得到廣泛應用，模塊庫在各個方面得到進一步充實。隨著知識工程的發展，逐步建立知識庫，本著智能化設計方向發展。為公司新技術的提升奠定了基礎。

參考文獻

[1]黎明公司數字化制造項目工裝PDM系統技術方案.

[2]計算機輔助夾具設計.

[3]夾具設計手冊編委會 . 國防工業出版社出版.