基于SolidWorks的夾具設計方法

摘要：本文簡要分析了以SolidWorks軟件設計平臺為基礎建立機床夾具通用零件庫的基本方法以及關鍵性的技術要點。借助SolidWorks軟件就能夠方便快捷地構建出完整的機床夾具標準件模型庫，能夠保證機床夾具零部件實現系統化、標準化和規范化，還可以最大程度降低設計人員在機床夾具標準件部分的建模工作量，進而一方面可以減少產品的開發時間，另一方面還可以提高產品的質量，為生產企業創造更大的經濟效益。

關鍵詞：SolidWorks；夾具設計；基本方法；關鍵技術

近些年來，計算機軟件技術也是進步飛快，在實際的生產生活中應用十分廣泛，為工業生產提供了較大的便利。其中，目前有很多三維實體造型軟件相繼被研發出來，最為典型的有Solidedge、UG、Pro/E、SolidWorks等，這就可以讓設計人員通過軟件繪圖技術在計算機上建立三維實體模型，并且還能運用設計出的三維模型進行計算機模擬裝配及一系列的檢查分析，對產品的實際生產具備十分有效的指導意義。在眾多的三維繪圖軟件中，SolidWorks軟件相對要易學易懂，且能夠解決夾具設計中所產生的高精度性、復雜性等問題。

1. 創建機床夾具標準件庫的基本方法

在機械制造方面標準件存在較多，其中機床夾具的生產制造也需要運用到各種類型的標準件，根據功能的不同分成：（1）夾緊部件與零件；（2）定位部件與零件；（3）其它相關的夾緊零件；（4）對刀零件；（5）導向部件與零件；（6）支承用零部件；（7）操作件；（8）對定部件與零件；（9）鍵；（10）其它零件。

在設計夾具時就規定設計人員盡可能地選擇系統化、標準化的元件，這樣就可以有效提高工作效率，減少設計成本。對于這個特征，采用SolidWorks三維繪圖軟件所提供的系列零件設計表功能，進而就可以有效地建立出設計機床夾具所需要用到的標準件庫。

1.1. 機床夾具標準件參數數據庫

Access是一種關系性數據庫系統，在計算機上操作較為簡便，且具備良好的通用性，與VC程序連接使用也十分方便。在建立標準件數據庫時運用到Access軟件，可以將不同類型的機床夾具及其不同的規格設定為不同的數據文件，進而為使用SolidWorks軟件制作一系列的三維模型打下基礎。建立數據文件時需要根據夾具標準中的數據，選用數據庫一方面可以使在夾具零部件的管理上更加方便，另一方面還有利于拓展數據更加方便。

1.2 .螺釘的建模和模型庫的建立

1.2.1.分析零件

鉸鏈支座（JB/T8034-1999）的二維圖，其外形為圓柱狀，因此在建模過程中選擇“旋轉”指令就可以構建模型，再對螺紋進行切制，最后在頂部進行打孔且倒角。

1.2.2.建模

打開SolidWorks三維制圖軟件后，將新建模型改名為鉸鏈支座（JB/T8034-1999）。然后再選擇旋轉、螺旋掃描、拉伸、倒角等指令就可以實現自動完成該鉸鏈支座的整個建模過程。

1.2.3.零件的系列化

在鉸鏈支座模型的文件夾里新建一個Excel表格，且同樣命名為鉸鏈支座（JB/T8034-1999）。再把數據庫中所收集的數據直接復制粘貼到此Excel表格中，再將與控制尺寸無關的“極限偏差”列、“標準件模板”列、“ID”列等，再對尺寸修改進行命名。然后打開SolidWorks軟件中，雙擊零件，就會自動呈現一系列不同的尺寸，然后將鼠標停留在某一個尺寸上時就會隨之出現其特性。

1.2.4.分解子零件

運用外掛程序來分解零件，就能迅速生成數據庫中所有的子零件。

1.3. 調用夾具標準件庫的方法

機床夾具標準件庫在SolidWorks軟件中的顯示頁面中，單擊圖標“二維示意圖”就能看到此標準件的二維工程圖以及相關的控制參數，然后再單擊圖標“三維渲染圖”就能夠看到此標準件的三維圖片。

在參數模塊中觀看零件的規格尺寸參數，就可以點擊該欄目，且單擊“確定”圖標就能夠看到此零件的三維模型，再將這些圖形保存到新建的文件夾中可以在裝配過程中使用到。

2. 非標準的建模與裝配

2.1.夾具的準確定位

如果要求制造兩個寬度為38nm的槽口，就需要進行完全定位。此時，可以選擇花鍵軸套與臺階狀心軸來進行夾具的完全定位。

2.2.機床夾具的夾緊

夾緊裝置一般是由螺母、球面墊圈、彈簧、帶肩六角螺母、活節螺栓、聯動壓板、球頭支承、鉸鏈壓板和調節支承等部分構成，這些零件就能夠在“機床夾具標準件庫”中直接選擇調用。在工件的安裝過程中，首先將帶肩六角螺母進行松開，然后后撤壓板，在定位套上安裝兩個工件，轉動手把，讓定位齒準確插進工件齒槽中，再把兩個壓板的壓緊面推到工件的上方部位，再將帶肩六角螺母擰緊，即完成了夾具的夾緊工作。

2.3.夾具的裝配

夾具的裝配的過程也就是限制零件自由度的過程，在SolidWorks三維制圖軟件中就能很方便快捷的完成這個過程。一般裝配過程分為兩種方法，一種是自上而下，一種是自下而上。其中，第一種設計方法是先生成一個個單獨的零件，且把這些零件的相關數據放到空白裝配體文件，再按照設計的相關規定，在零部件之間建立一定的配合和約束關系，最終就形成了裝配體。第二種方式，首先從裝配中開始整個設計工作。

3.結語

運用SolidWorks軟件進行三維制圖直接提高了機床夾具設計的效率和準確性，縮短了產品的設計周期，也能夠對產品進行模擬檢測，這樣能夠保證產品的實用性和可行性，對工廠生產意義重大。當然，隨著科技的不斷發達，還會有更多簡單易用的三維制圖軟件將會被運用到工業生產中，為工廠創造更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]張茂鵬. 基于SolidWorks的組合夾具快速設計技術研究[D].南京航空航天大學，2005.

[2]劉保臣. 基于SolidWorks的夾具實例庫研究與開發[D].哈爾濱理工大學，2008.

作者簡介：高秀艷 （1964- ），女，遼寧昌圖人，碩士研究生，副教授.研究方向：計算機輔助設計與制造。