機床夾具三維標準件庫的創建及管理應用

撰文/山推工程機械股份有限公司　孟立勇　程冠艷　王嶺

?

機床夾具三維標準件庫的創建及管理應用

撰文/山推工程機械股份有限公司孟立勇程冠艷王嶺

信息化系統的實施使得企業利用Creo軟件實現了產品及機床夾具設計的三維化。再利用與Windchill系統的集成功能，將其設計結果存入Windchill系統進行統一管理并共享應用。

由于沒有機床夾具設計所需的三維標準件的數據系統，夾具設計人員仍然需要使用傳統的紙質工具手冊進行資料查詢，再進行三維實體圖繪制工作，影響了機床夾具設計的效率、質量以及標準化、規范化。因此，研究機床夾具標準件庫的三維化對夾具設計以及管理非常必要，利用Creo的建模和族表功能創建三維機床夾具標準件，與產品設計類似將設計結果保存到Windchill系統所創建的夾具標準件庫，進行統一管理并共享應用。

一、機床夾具三維標準件的編碼

物料編碼是信息化系統實施的基礎，為了數據的檢索、應用和管理方便，系統中每個物料都有唯一編碼，為避免一物多碼或一碼多物，編碼包含能使物料之間區別開來的規格參數。

三維夾具標準件編碼及名稱均參照國/行標進行，取消年代號，在族表的頂級（類屬模型）部件的備注中注明“年代號，編碼：國/行標編號-規格代號”。

因為“.”、“/”、“（”等在Creo中為非法字符，推薦標準中取消“/T”。編碼中符號“.” 改為“_”，名稱中不變。

標準件的類型在國/行標號后面表示。例如：JB/T 8004.2-1999，球面帶肩螺母AM10，編碼：JB8004_2A-M10，名稱：球面帶肩螺母AM10。

因為Windchill系統的編碼不支持小寫字母，帶有小寫字母公差帶編碼被轉換成相應的大寫字母，以名稱中不被轉換的公差帶為準。

在定位銷中規格參數為范圍（>2～3），取最常用的定值作為規格，例如：JB/T 8014.1-1999，小定位銷A2.5f7。編碼：JB8014_1A-2_5F7，名稱：小定位銷A2.5f7。

快換鉆套、定位襯套等標準件有兩種公差且不可互換，在編碼和名稱中體現公差帶。例如：JB/T 8045.3-1999，快換鉆套 規格d=28、公差帶為F7，D=42、公差帶為m6，H=30。編碼：JB8045_3-28F7X42M6X30，名稱：快換鉆套28F7X42m6X30。其中d為一個范圍，根據標準取常用定值作為規格。因為鉸孔極少用到，公差帶也是兩個，再根據實際需求增加。

固定（活動）手柄壓緊螺釘為組件，在國/行標中沒有單獨表示子件螺釘。在國/行標中諸如鉤形壓板，其組件與子件套筒的編碼相同。系統中組件編碼按國/行標，子件編碼則在組件編碼后添加“_1”等進行。

根據族表數據的結構特點合理劃分標準件的類、子類層次結構。原則上一個類型的標準件畫一個類屬模型。根據制定規則，系統中標準件（部分）編碼如表所示。

通過以上編碼規則，既保持了與機床夾具標準件國/行標編碼名稱的可追溯性，又將其中不能滿足Windchill管理要求和Creo非法字符的部分進行修改。

表　編碼對照表

二、機床夾具三維標準件的創建

在Creo中利用建模功能創建類屬模型，通過“工具—關系”等操作，如圖1所示，在“關系”窗口中將組成類屬模型的尺寸、特征等定義為參數；通過“工具—參數”操作，如圖2所示，在族項窗口中將各參數添加到族項中。

圖1　關系

再通過“工具—族表”操作，如圖3所示，啟動族表窗口。創建族表，或者根據部件的特征劃分族表的層次結構，創建嵌套族表。在族表中輸入各參數的值。

如圖3所示，在族表中用“Y”、“N”和“*”控制特征或參數的顯示或抑制。注意，族表中各參數的命名以及字母的大、小寫均按照國/行標進行，因為在國/行標中大、寫代表不同參數。因為字母D和T是Creo內置參數，（在其低版本的Pro/ENGINEER中H也是內置參數），編碼時用其它字母代替或增加后輟。

為模型賦予材料，創建完畢，將其設計結果（三維模型）檢入Windchill系統的機床夾具標準件庫并生成BOM，進行統一的存儲和管理應用。

圖2　族項

圖3　族表

三、機床夾具三維標準件庫數據的變更維護

夾具、夾具標準件及其所用材料由公司標準化人員統一創建維護，其它工藝設計人員只有使用查看的權限。

為了保證Windchill系統內數據的最新有效性，應根據國/行標的變更及時更改，另外在使用過程中發現數據存在不規范性和錯誤應隨時進行更改維護。

如果僅僅是編碼和名稱需要更改，則可進行重命名，具體操作分兩步。第一步：在Windchill系統中查找到該部件的類屬模型，進行的“重命名”操作，如圖4所示。啟動“重命名”窗口，根據族表搜集部件、模型，設置新的名稱、編號。第二步：再利用集成功能，將該模型添加到Creo，在 Creo中打開類屬模型族表，如圖3所示，將其“公用名稱(commen name)”列的值復制到CNAME列，檢入Windchill系統保存，重命名完成。

圖4　重命名

在Windchill系統中因變更使用過程中產生的冗余數據，可以刪除；但族表中若存在被機床夾具設計使用的數據不能刪除，只能廢棄。具體操作可先在Creo中將冗余數據從族表刪除，然后在Windchill系統中利用“移動”命令，將數據移入廢棄庫進行廢棄。通過對廢棄庫設定的權限，使夾具設計人員不能再查看和使用其中數據。

此外，還能根據需求將機床夾具標準件的模型或族表、參數、關系式和材料等進行修改，完成后檢入Windchill系統。

四、結語

通過分析國/行標中機床夾具標準件數據， 結合Creo三維設計的特點和Windchill系統的管理需求，制定一套三維機床夾具標準件的編碼規則并進行編碼命名。

利用Creo的建模功能創建標準件的類性屬模型，再通過對參數定義、關系添加和族表創建生成模型（子實例）。其中子實例的尺寸是由在族表中輸入的各參數值驅動生成的,甚至還需要根據關系式進行計算，隨著設計產品的增加,實例也不斷增加。

設計結果（模型和BOM）存入Windchill標準件庫進行統一管理和應用共享。極大地提高了機床夾具設計的效率和準確性,實現了三維零件基礎庫通用化、系列化。

在機床夾具設計過程中還有企業專用的外形相近的系列化的零件，下一步通過分析這部分數據的特點，進行編碼并利用族表進行設計，以此建立企業的專用件標準件庫。通過拓展滿足需要，實現機床夾具設計的標準化，系統化和規范化。