基于SolidWorks的夾具設(shè)計(jì)方法

摘要：本文簡(jiǎn)要分析了以SolidWorks軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)為基礎(chǔ)建立機(jī)床夾具通用零件庫(kù)的基本方法以及關(guān)鍵性的技術(shù)要點(diǎn)。借助SolidWorks軟件就能夠方便快捷地構(gòu)建出完整的機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)，能夠保證機(jī)床夾具零部件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，還可以最大程度降低設(shè)計(jì)人員在機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件部分的建模工作量，進(jìn)而一方面可以減少產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，另一方面還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，為生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：SolidWorks；夾具設(shè)計(jì)；基本方法；關(guān)鍵技術(shù)

近些年來(lái)，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)也是進(jìn)步飛快，在實(shí)際的生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛，為工業(yè)生產(chǎn)提供了較大的便利。其中，目前有很多三維實(shí)體造型軟件相繼被研發(fā)出來(lái)，最為典型的有Solidedge、UG、Pro/E、SolidWorks等，這就可以讓設(shè)計(jì)人員通過(guò)軟件繪圖技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立三維實(shí)體模型，并且還能運(yùn)用設(shè)計(jì)出的三維模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬裝配及一系列的檢查分析，對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)具備十分有效的指導(dǎo)意義。在眾多的三維繪圖軟件中，SolidWorks軟件相對(duì)要易學(xué)易懂，且能夠解決夾具設(shè)計(jì)中所產(chǎn)生的高精度性、復(fù)雜性等問(wèn)題。

1. 創(chuàng)建機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的基本方法

在機(jī)械制造方面標(biāo)準(zhǔn)件存在較多，其中機(jī)床夾具的生產(chǎn)制造也需要運(yùn)用到各種類型的標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)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(guān)的夾緊零件；（4）對(duì)刀零件；（5）導(dǎo)向部件與零件；（6）支承用零部件；（7）操作件；（8）對(duì)定部件與零件；（9）鍵；（10）其它零件。

在設(shè)計(jì)夾具時(shí)就規(guī)定設(shè)計(jì)人員盡可能地選擇系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的元件，這樣就可以有效提高工作效率，減少設(shè)計(jì)成本。對(duì)于這個(gè)特征，采用SolidWorks三維繪圖軟件所提供的系列零件設(shè)計(jì)表功能，進(jìn)而就可以有效地建立出設(shè)計(jì)機(jī)床夾具所需要用到的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。

1.1. 機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)

Access是一種關(guān)系性數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)上操作較為簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)運(yùn)用到Access軟件，可以將不同類型的機(jī)床夾具及其不同的規(guī)格設(shè)定為不同的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)而為使用SolidWorks軟件制作一系列的三維模型打下基礎(chǔ)。建立數(shù)據(jù)文件時(shí)需要根據(jù)夾具標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)，選用數(shù)據(jù)庫(kù)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(shù)據(jù)更加方便。

1.2 .螺釘?shù)慕：湍Ｐ蛶?kù)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(guò)程中選擇“旋轉(zhuǎn)”指令就可以構(gòu)建模型，再對(duì)螺紋進(jìn)行切制，最后在頂部進(jìn)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(zhuǎn)、螺旋掃描、拉伸、倒角等指令就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)完成該鉸鏈支座的整個(gè)建模過(guò)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(gè)Excel表格，且同樣命名為鉸鏈支座（JB/T8034-1999）。再把數(shù)據(jù)庫(kù)中所收集的數(shù)據(jù)直接復(fù)制粘貼到此Excel表格中，再將與控制尺寸無(wú)關(guān)的“極限偏差”列、“標(biāo)準(zhǔn)件模板”列、“ID”列等，再對(duì)尺寸修改進(jìn)行命名。然后打開SolidWorks軟件中，雙擊零件，就會(huì)自動(dòng)呈現(xiàn)一系列不同的尺寸，然后將鼠標(biāo)停留在某一個(gè)尺寸上時(shí)就會(huì)隨之出現(xiàn)其特性。

1.2.4.分解子零件

運(yùn)用外掛程序來(lái)分解零件，就能迅速生成數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的子零件。

1.3. 調(diào)用夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的方法

機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)在SolidWorks軟件中的顯示頁(yè)面中，單擊圖標(biāo)“二維示意圖”就能看到此標(biāo)準(zhǔn)件的二維工程圖以及相關(guān)的控制參數(shù)，然后再單擊圖標(biāo)“三維渲染圖”就能夠看到此標(biāo)準(zhǔn)件的三維圖片。

在參數(shù)模塊中觀看零件的規(guī)格尺寸參數(shù)，就可以點(diǎn)擊該欄目，且單擊“確定”圖標(biāo)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(guò)程中使用到。

2. 非標(biāo)準(zhǔn)的建模與裝配

2.1.夾具的準(zhǔn)確定位

如果要求制造兩個(gè)寬度為38nm的槽口，就需要進(jìn)行完全定位。此時(shí)，可以選擇花鍵軸套與臺(tái)階狀心軸來(lái)進(jìn)行夾具的完全定位。

2.2.機(jī)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(jié)螺栓、聯(lián)動(dòng)壓板、球頭支承、鉸鏈壓板和調(diào)節(jié)支承等部分構(gòu)成，這些零件就能夠在“機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)”中直接選擇調(diào)用。在工件的安裝過(guò)程中，首先將帶肩六角螺母進(jìn)行松開，然后后撤壓板，在定位套上安裝兩個(gè)工件，轉(zhuǎn)動(dòng)手把，讓定位齒準(zhǔn)確插進(jìn)工件齒槽中，再把兩個(gè)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(guò)程也就是限制零件自由度的過(guò)程，在SolidWorks三維制圖軟件中就能很方便快捷的完成這個(gè)過(guò)程。一般裝配過(guò)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(shè)計(jì)方法是先生成一個(gè)個(gè)單獨(dú)的零件，且把這些零件的相關(guān)數(shù)據(jù)放到空白裝配體文件，再按照設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，在零部件之間建立一定的配合和約束關(guān)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(gè)設(shè)計(jì)工作。

3.結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行三維制圖直接提高了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行模擬檢測(cè)，這樣能夠保證產(chǎn)品的實(shí)用性和可行性，對(duì)工廠生產(chǎn)意義重大。當(dāng)然，隨著科技的不斷發(fā)達(dá)，還會(huì)有更多簡(jiǎn)單易用的三維制圖軟件將會(huì)被運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中，為工廠創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張茂鵬. 基于SolidWorks的組合夾具快速設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2005.

[2]劉保臣. 基于SolidWorks的夾具實(shí)例庫(kù)研究與開發(fā)[D].哈爾濱理工大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：高秀艷 （1964- ），女，遼寧昌圖人，碩士研究生，副教授.研究方向：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造。