1 前言

    SINOVATION軟件是山大華天軟件引進(jìn)國外先進(jìn)三維CAD/CAM軟件后，經(jīng)過消化吸收后重新開發(fā)的一款國產(chǎn)化三維CAD/CAM一體化的綜合性應(yīng)用軟件。該軟件具有混合型建模、參數(shù)化設(shè)計、豐富的特征造型功能。

    基于SINOVATION平臺進(jìn)行機(jī)床夾具三維化設(shè)計時，相鄰零件間需建立完整的裝配約束關(guān)系。若機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配繁瑣的問題日益突出。

    解決這類問題的方法有二種，一是可以將經(jīng)常用的小裝配組件單獨(dú)進(jìn)行裝配，在夾具總裝中多次調(diào)用該小裝配件，這樣可以減少一部分的裝配工作量；另外，也可以將同系列的小裝配組件建立參數(shù)化模型，使用時只需輸入期望參數(shù)繼而調(diào)用即可，這種方法類似于調(diào)用國標(biāo)零件。若采用后一種方法，不僅將設(shè)計人員從枯燥無味的重復(fù)性裝配勞動中解放出來，而且可以為機(jī)床夾具設(shè)計工作降低時間成本，提高設(shè)計效率。

2 移動壓板組件

    下面以工藝裝備設(shè)計過程中經(jīng)常用到的壓緊元件——移動壓板組件為例，介紹基于SINOVATION平臺的裝配件參數(shù)化模型建立流程。

    移動壓板組件主要由移動壓板、錐面墊圈、壓力彈簧、雙頭螺栓、平墊圈、球面帶肩螺母、六角薄螺母、調(diào)節(jié)支承等組成。如圖1所示：

圖1 移動壓板組件

1：雙頭螺栓  2：球面帶肩螺母 3：錐面墊圈  4：移動壓板   5：調(diào)節(jié)支承

  6：平墊圈   7：六角薄螺母 8：壓力彈簧 

    常用的移動壓板組件的參數(shù)使用范圍較廣，從M12×80到M30×250經(jīng)常采用。針對同系列不同參數(shù)的移動壓板組件，非常適合于建立參數(shù)化模型。

3 建模流程

    對移動壓板組件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，首先要創(chuàng)建單個零件的參數(shù)化模型；接著將這些零件經(jīng)裝配約束組成移動壓板裝配組件，同時針對該組件提取所需的設(shè)計變量；創(chuàng)建設(shè)計變量參數(shù)表格以驅(qū)動每個設(shè)計變量；最后向三維輔助設(shè)計系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫中添加該參數(shù)化模型。

    3.1 創(chuàng)建單個零件的參數(shù)化模型

    在SINOVATION平臺上，依據(jù)每個零件的特征，建立二維驅(qū)動草圖。例如，移動壓板可以先繪制二維矩形輪廓草圖，然后采用拉伸命令建立三維實(shí)體。墊圈、螺栓等件通過繪制二維截面輪廓草圖采用掃描命令實(shí)現(xiàn)。彈簧件需建立掃描路徑草圖，經(jīng)掃描命令后實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體。

    3.2 建立移動壓板組件裝配體

    基于SINOVATION平臺新建裝配體文件，并添加移動壓板、錐面墊圈、壓力彈簧、雙頭螺栓、平墊圈、球面帶肩螺母、六角薄螺母、調(diào)節(jié)支承等件的三維模型，接著依據(jù)各種裝配約束命令建立起相鄰零件間正確的位置關(guān)系。

    SINOVATION提供有：距離、角度、平行、垂直、一致、相切、同軸等裝配約束命令。利用這些約束關(guān)系可以對裝配件進(jìn)行完整與適當(dāng)?shù)募s束。裝配之后，運(yùn)用干涉檢查命令驗(yàn)證該模型是否存在干涉部位。若有干涉，則應(yīng)及時修改和調(diào)整零件間的相對位置關(guān)系。

    裝配好的移動壓板組件裝配模型，如圖2所示。

圖2 移動壓板組件

    3.3 設(shè)計變量

    裝配體參數(shù)化設(shè)計的主要工作是在分析裝配結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分配設(shè)計變量。每個零件的尺寸應(yīng)由惟一的設(shè)計變量和變量關(guān)系式來實(shí)現(xiàn)控制。

    在移動壓板組件建模過程中，共使用了49個變量，分別是雙頭螺栓設(shè)計變量5個；球面帶肩螺母設(shè)計變量8個；錐面墊圈設(shè)計變量4個；移動壓板設(shè)計變量13個；調(diào)節(jié)支承設(shè)計變量9個； 平墊圈設(shè)計變量3個；六角薄螺母設(shè)計變量3個；壓力彈簧設(shè)計變量4個。圖3為從移動壓板組件中提取的設(shè)計變量表，由于表格太長，此處僅列取部分參數(shù)。另外說明的是：本文將裝配約束的距離尺寸變量已經(jīng)轉(zhuǎn)化到移動壓板單個零件的參數(shù)化模型中。

圖3 設(shè)計變量

    3.4 建立驅(qū)動表格

    SINOVATION軟件可以與Microsoft Excel電子表格實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，通過編輯表格中的數(shù)據(jù)來驅(qū)動設(shè)計變量，實(shí)現(xiàn)裝配模型的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配位置的改變。這樣以來，通過修改參數(shù)數(shù)據(jù)，就可以調(diào)用同系列的不同尺寸大小的裝配件，大大節(jié)省了建模與裝配時間。圖4部分列取了移動壓板組件設(shè)計變量的Excel電子表格。

圖4 設(shè)計變量Excel數(shù)據(jù)表

    3.5 向數(shù)據(jù)庫添加模型

    當(dāng)移動壓板組件實(shí)體模型和設(shè)計變量Excel數(shù)據(jù)表設(shè)計完成后，就可以向三維輔助設(shè)計系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫中添加參數(shù)化模型。圖5給出了參數(shù)化模型的添加過程圖。

圖5 添加參數(shù)化模型

    向標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫添加完參數(shù)化模型后，便可在三維輔助設(shè)計系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫中調(diào)用該移動壓板組件。調(diào)用過程，如圖6所示。在調(diào)用過程中，只需確定6個尺寸參數(shù)，便可驅(qū)動移動壓板組件參數(shù)模型。

圖6 調(diào)用移動壓板組件

4 結(jié)論

    基于SINOVATION平臺，以機(jī)床夾具設(shè)計中經(jīng)常用到的壓緊元件——移動壓板組件為研究對象，詳細(xì)說明了裝配件參數(shù)化模型建立流程。通過采用設(shè)計變量驅(qū)動三維模型的方法，對移動壓板組件的尺寸、結(jié)構(gòu)以及零件間的相對位置關(guān)系進(jìn)行驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)移動壓板組件真正參數(shù)化設(shè)計的目的。

    針對應(yīng)用SINOVATION平臺進(jìn)行機(jī)床夾具三維化設(shè)計時，如果不斷地將常用的夾具組件建立參數(shù)化模型，逐步積累、完善三維輔助設(shè)計系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫，這樣工程師可以將大量的時間傾注在方案設(shè)計里，具體實(shí)施上只需調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件即可，不但減少了瑣碎、重復(fù)的建模與裝配工作，而且工藝裝備設(shè)計趨于簡便、高效。另外，三維軟件的模擬裝配功能，減少了工藝裝備制造過程中由于設(shè)計問題造成的失誤。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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