利用CAXA CAD軟體實現工裝夾具快速設計

tags: 工裝夾具    時間:2014-03-06 14:49:32
利用CAXA CAD軟體實現工裝夾具快速設計簡介
傳統工裝夾具設計存在的缺陷 在機械加工領域裡,工裝夾具設計是每個工程技術人員都要掌握並且需要非常熟練運用到生產實際中去的工作,它要求一個企業要在最短的時間、用最好的工裝夾具、以最快的速度……
利用CAXA CAD軟體實現工裝夾具快速設計正文

傳統工裝夾具設計存在的缺陷

在機械加工領域裡,工裝夾具設計是每個工程技術人員都要掌握並且需要非常熟練運用到生產實際中去的工作,它要求一個企業要在最短的時間、用最好的工裝夾具、以最快的速度生產出合格的產品投放市場。因此,選擇什麼樣的手段、用什麼樣的設計軟體,對一個企業和每個工程技術人員來說都非常重要。

過去,老一輩工程技術人員都是用圖板和丁字尺作為設計工具進行設計,設計周期長且實體分析效果差,不利於對設計效果進行分析和改進。如零部件之間是否存在著相互干涉,運動件和固定件之間是否存在著相互碰撞,整體結構是否合理,是否達到最佳設計效果等,都無從判斷,同時由於是二維圖,如何改進,改進後效果如何,也沒有實體參照,很難定論,這是當時的客觀條件(圖板和丁字尺)落後所造成的,很大程度上制約了工程技術人員聰明才智的發揮。

使用CAXA快速設計夾具

如何選用最佳的設計軟體,使設計實體效果又好又快,既直觀又能持續改進設計缺陷,並且列印出來用於生產的圖紙同時還符合國家製圖標準,這個問題一直擺在廣大的工程技術人員面前。經過近五年的深入學習和研究,筆者向廣大工程技術人員推薦一款CAD設計軟體:CAXA設計軟體。該設計軟體非常直觀且易學、對初學者幾乎沒有任何門檻,無需掌握太多的繪圖基礎知識。

CAXA系列軟體是我國完全自主知識產權的國產軟體,它包括用於二維繪圖的電子圖板軟體、用於三維造型和分析模擬的實體設計軟體、用於工藝編製和現場工藝指導的工藝圖表軟體、用於工時材料等匯總的工藝匯總表軟體、用於圖紙及電子資料管理的圖文檔管理軟體等。CAXA CAD軟體的功能非常強大,實體設計和電子圖板特別實用於工裝夾具設計開發,真正達到“實體設計效果又好又快,既直觀又能持續改進設計缺陷,並且列印出來用於生產的圖紙同時還符合國家製圖標準”的目的,是非常優秀的設計軟體。本文僅以實體設計和電子圖板兩款軟體為例,做一些特點陳述。

CAXA實體設計的同一幅設計畫面中,利用裡面的各種命令,可以完成從工裝夾具的整個實體造型到每個零件實體設計的過程,並能隨時進行分析和修改(大到工裝夾具的整體,小到工裝夾具的每個零部件),直到達到設計者所期望的最佳效果。然後,可以用“壓縮”與“解壓縮”命令對夾具的整體進行保存和輸出為工程圖並重命名,再分別對單個零件進行保存和輸出為工程圖並重命名,為出生產用圖做準備。

 

在屏幕右邊有一個非常強大的設計元素庫,裡面有豐富的資料:圓體、錐體、工形鋼、球體、顏色等一應俱全,設計者也可以根據實際需要,把夾具常用件如圓銷、螺栓、螺母、壓板鑽套、支承板等做成企標件放入自定義的元素庫中備用。元素庫中還有兩個非常重要的庫:一個是齒輪庫,它包括直齒輪、斜齒輪、傘齒輪、蝸輪和蝸桿蝸條等常用齒輪件,你在設計中如果需要某種齒輪,只要把相應的圖形拖入到設計環境中,並通過對話框輸入相應的參數,即可得到所需要的與實物比例11的實體齒輪圖形。另一個是軸承庫:它包括單列向心球軸承、雙列向心球軸承、單列向心推力球軸承、單列圓錐滾子軸承等常用軸承,同理,你在設計中如果需要某種軸承,通過拖放操作並輸入相應的參數,你就可以得到所需要的與實物比例11的實體軸承圖形。這兩個庫,能夠在你許多方面的重要工作給予你幫助,例如:機床齒輪箱的設計與改進,用實體設計軟體可以很快地給鑽床、車床等單軸運動輸出添加一個變速箱機構,輸出為多軸運動,這是鑽床或車床效率和精度無法辦到的事。

 

實體設計中有一個非常核心的工具,就是三維球,經常聽說“完全掌握了三維球的應用,實體設計的功能就掌握了一半”,這話雖然說得有些誇張,但顯示出了三維球在這款軟體中的特殊地位,三維球貫穿於實體設計軟體的所有功能應用中,它有著其它三維軟體無法比擬的強大優勢。要想掌握好實體設計軟體,必須對三維球的功能要吃深吃透。

CAD軟體CAXA實體設計製作有多個空間角度的零件及其工裝方便容易,通過測量造型實體的相關尺寸就得到所需的設計結果.因而該軟體非常適於零件及工裝的設計。

以下是介紹我使用CAXA CAD軟體完成的用於發動機油缸倒角加工時使用的“機體缸孔倒角裝置”夾具裝置,該裝置獲得國家專利局的技術發明專利,專利號為ZL200820104247.8

在中小發動機的製造業中,發動機機體的缸孔進出口處,需要倒成符合設計要求的角度。否則,讓其飛邊和毛刺成在,隨著活塞在缸孔連續不斷的上下運動,帶入缸孔,勢必破壞缸孔內壁的粗糙度,必定影響發動機的性能;若採用機動倒角,??加成本。針對這種情況,設計了簡便實用的機體缸孔倒角裝置,既可手動,又可機動;它僅需要加工四個零件(刀體1、固定芯軸3、限位塊4、定位套7)和用五個標準(半圓頭螺釘5、六角頭螺栓10、墊圈8、彈簧墊圈9和滾動軸承6),用一根鐵管2作手柄,既可滿意地解決缸孔倒角加工。若採用機動,根據使用機床,製作一個連結外錐體0。其結構如圖一、二所示。

圖一 機體缸孔倒角裝置二維圖

 

 

圖二 機體缸孔倒角裝置三維圖

 

 

設計時零件尺寸視被加工的機體缸孔尺寸大小而決定。製造時,刀體1上最好裝有六到八片的硬質合金,經焊接固定后,在磨床精磨出刃口,這樣,施力倒角時,機體缸孔受力均衡,加工的表面質量高。加工刀體時,刀體小端圓直徑邊緣不能與滾動軸承外圈相碰,不能與定位套7小圓體內圈相碰。刀體小端圓長度必須高出定位套小內圓厚度。刀體的大圓體上加工一條槽,並鑽上兩螺釘和攻好螺蚊,已備安裝限位塊4用,如果缸孔倒角有深度要求,可通過螺釘5安裝上限位塊4,控制倒角深度;沒有深度要求,可不用。固定芯軸3直徑大小可根據刀體1和滾動軸承6的內孔大小決定,也可製造為階梯圓柱體,但刀體1內孔與固定芯軸3外圓體必須是過盈配合,其組裝及使用都很方便。只要保證刀體轉動時,定位套7不動即可。使用時,手拿著工具手柄2,把定位套5輕輕插入機體內孔中,隨著工具自身的重量下滑,待落到刀體刃部與機體缸孔的邊緣處時,操縱者使用手柄向下施力並旋轉工具,刀體和軸承內圈同時轉動,並旋轉工具,即可完成倒角和去毛刺飛邊的加工。對於各種機體的缸孔直徑不同,只要角度相同,可通過調換定位套7外徑的尺寸大小來完成加工要求。此裝置結構形式可適用任何機體缸孔的倒角加工,只是尺寸大小不同而已。

 

在機體小批量生產中:不論是試製階級,還是小批量生產;不論是在室內加工,還是在野外修理作業;不論是個體加工企業,還是中小企業;不論是有電加工,還是無電加工;不論是定位加工,還是流動加工等,該裝置對機體缸孔倒角和修復都是很好的幫手。不論是現今,還是將來,只要是有機體缸孔需要倒角的地方,該裝置都是有用的。

在機體批量或大批量流水線生產中,只需要配備一台普通鑽床,就可以完成機體缸孔需要倒角任務。使用時,去掉手柄2,安裝上外機體0,裝上圓銷使刀體1與外錐體0連結固定,調整好刀體1上硬質合金刀片的角度(符合機體倒角的設計要求),並焊接固定。有倒角深度要求的,裝上限位塊4,調整好深度並通過螺釘固定。外錐體0的錐體安裝到鑽床主軸內孔,實現機動的大量生產。一旦該產品要停產或者轉產其它產品,它並不給企業帶來任何損失,因為沒有給企業添加任何的專用設備。

該裝置的特點是體積小,重量輕,結構簡單,成本低,移動靈活,效果好,使用前景是不可估量的。

在此裝置的設計過程中,還充分應用了CAXA電子圖板軟體,電子圖板里有非常強大的標準件庫,如圓銷、螺釘、螺栓、螺母、彈簧等,方便設計人員調用。夾具設計有約50%的標準件可直接從該庫中調出,有約30%的常用件如支承板、襯套、定位鍵、壓板等可由設計人員做成常用企標件放入庫中保存備用,需要用時,可直接從圖庫調出,剩餘約20%如夾具體、鑽模板等可根據具體情況需要設定。一套夾具從設計到完成只需要做約20%的工作,80%的工作由軟體提前準備好,用時調出。這樣可大大減輕設計人員在時間短、任務急、完成設計的勞動強度大的情況下,把80%的時間和精力放在夾具的改進和優化上。

CAXA用於工藝編製和現場工藝指導的工藝圖表軟體、用於工時材料等匯總的工藝匯總表軟體、用於圖紙及電子資料管理的圖文檔管理軟體等其它軟體,部分也可以用於夾具設計,根據本人掌握及應用情況,這裡就不贅述。

希望從事工裝夾具的設計人員儘快使用CAXA設計軟體,相信你會快速掌握並漸漸地熱愛它,也希望你能得出結論:CAXA軟體是工裝夾具設計的最佳軟體。

 

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