基于SolidWorks配置技术的组合夹具参数化设计

目前采用SolidWorks 平台实现参数化设计的方法有两大类。第一类是采用基SolidWorks软件进行二次开发的方法实现,既可以采用宏技术,利用宏通过内部编程操作SolidWorks对象,然后利用VC/VB 等语言编程实现参数化设计;也可以采用尺寸驱动技术,利用尺寸驱动原理,采用外部编程实现SolidWorks 对象的操作,进行参数化设计。第二类是灵活应用SolidWorks软件本身的强大功能,实现参数化设计。这两种参数化设计方法各有千秋,软件二次开发的方法对零件特征提取的要求相对较低,软件功能强大,使用方便,效率高,对操作者的水平要求不高,但是软件开发工作量大,软件修改维护不便。采用SolidWorks软件本身的功能实现参数化设计时,对操作者的水平要求较高,对零件特征提取要求高,使用比较方便,不需要软件开发,非常便于修改、维护和扩展。由于组合夹具元件的特征参数和参数系列比较明确,而且在使用时经常要根据应用情况进行局部的修改,所以本文将基于采用SolidWorks 软件的配置技术来实现组合夹具的参数化设计。
1 应用SolidWorks配置功能实现参数化设计的基本思路
   配置是SolidWorks软件的一个重要功能,实现配置的方法之一就是通过压缩或隐藏特征来设计结构相近或相似的系列零件和装配体方案,并对它们分别命名,来快速实现设计任务;也可以通过系列零件设计表来控制系列零件的尺寸值,从而生成不同的配置,实现参数化设计。如阁1 所示的结构相似的系列零件,应用SolidWorks 配置功能,可以通过零件设计表来定义侧孔的位置和数量,可以通过压缩或隐藏特征来控制零件腔体中隔板的有无。所以在设计时,只需要对图la 所示零件一次造型,通过灵活使用配置功能,不需再次造型就可以实现图lb 、图le 零件的设计,从而实现图1 所示该组零件的参数化设计。
图1 配置的功能
同样,将具有配置属性的零件装配在一起,通过定义各个零件的不同配置,就可以实现不同的装配体设计,从而实现产品的参数化设计。显然这种设计方法不需要多次造型、修改零件或多次装配,节约了涉及间,提高了效率。
2 基于配置技术的组合夹具元件参数化设计
组合夹具元件,按其用途不同,可分为八大类:基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、其它件和合件等。本文主要以基础件为例来说明组合夹具元件的参数化设计过程。具体设计步骤如下:
(1)基本零件设计与尺寸和特征命名用 solidworks设计图2a所示基础件的三维图形,为了便于识别和管理系列零件,可以给主要特征和尺寸专门命名。例如在标定尺寸时,用户可以自己定义尺寸名称,具体实现方式是右击尺寸,在属性窗口中更改名字,如图3中的基础板宽、基础板厚等。另外也可以在特征树中为拉伸、切除和线形阵列等特征命名,中横T 形槽阵列等。
图2 基础板部分配置零件阁
(2) 建立系列零件表 在"Feather Manager" 设计树选项中右击"注解"文件夹,选择"显示特征尺寸"选项,然后在工具栏中选择插入——系列零件设计表,在系列零件设计表窗口中选择自动生戚,双击需要系列化的尺寸就生成一个配置。如图3 所示,在A3 中输入配置名称,在田、C3 、D3…等栏中输入不同的参数数据,就可以生成配置1 ,同理可以生成A4 ,A5 , A6…等不同配置,不同配置就表示系列化零件之一。
图3 所示的系列零件设计表类似于数据库中的一张表,A3、A4、A5、A6 表示实体,B, C、D等字段表示属性,零件的不同配置就是表中的纪录。因此通过配置建立系列零件设计表,就相当于建立了该零件的参数数据库,通过选取、修改、增加数据库中的参数,就可以实现组合夹具元件的参数化设计。如果元件不同配置的特征稍有差别,还可以通过压缩、隐藏特征的功能实现。本文通过改变参数值生成了5 个配置,零件设计表如图3所示。
图3 系列零件设计表
(3) 系列零件显示建立了霉件设计表后,点击"Configuration Manager" 设计树,就会显示基础板的不同配置如图4 所示。在图4 所示窗口中双击不同的配置名可以显示相应配置的零件,具体操作结果如图2所示。
图4 配置表
3 基于配置技术的组合夹具参数化设计
    组合夹具是由组合夹具元件装配而成的,将具有配置属性的零件装配在一起,通过选择各个零件的不同配置,同样可以进行装配体的配置设备,从而实现组合夹具的参数化设计。具体操作过程如下。
(1) 建立组合夹具新建装配体,通过配合功能将基础板和支承装配起来。
(2) 上述装配体中已经建立一个默认配置,在"Configuration Manager" 设计树中右击顶端的文件名称图标,从快捷菜单中选择[舔加配置]命令,建立一个"组合1" 的配置,默认[添加配置]对话框中的其他选项,单击[确认]按钮(依照同样方法,建立不同的配置)。
(3) 新添加的配置"组合1" 为当前激活的配置,在"Feather Manager" 设计树中可看到该装配体的零件组成。如图5 所示。
图5 装配体组合配置1
(4) 可通过改变零件"基础板"或"支承"的属性来实现新的配置,如右击基础板文件名,选择[属性]命令,在属性窗口中只需要选择基础板的不同配置(如图6 所示) ,同样可以选择支承的配置,从而组成一个新的装配体。重复上述过程,即可实现组合夹具的参数化设计。
图6 基础板的配置选择
若要修改组合夹具,既可以通过修改元件,也可以在装配体中直接修改。
4 结语
   从上述方法可以看出,灵活运用SolidWorks2003的配置功能,可以很方便地实现系列组合夹具的参数化设计,而且产品的设计、编辑、修改等很容易实现,技术人员可以通过改变某些参数而不必改动元件设计的全过程来更新设计,太太节约了设计人员的精力、时间、降低了企业产品的戚本。同时,所建立的夹具元件库和夹具库对自动化或系列化生产的机械制造企业,建立自己的产品设计数据库,实现数字化设计与制造具有实用参考价值。

 

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