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傳統(tǒng)的加工中心夾具設計，通常使用二維 CAD 技術，設計人員無法觀測其三維結構，設計周期長、勞動量大、修改不便、效率低。基于 UG 的加工中心夾具設計，運用 UG 強有力的工具進行三維造型設計，改變了傳統(tǒng)夾具設計模式。其以加工件為基本件，采用自上而下裝配建模與自下而上裝配相結合的方式進行設計，以三維造型為基礎構建夾具實體模型，再運用 UG 軟件二維轉換功能，生成夾具的二維裝配圖和零件圖，大大縮短了夾具設計與制造周期，減少重復勞動，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。本文以加工中心夾具為例，介紹了基于 UG 平臺的加工中心夾具設計方法。

1 基于 UG 的加工中心夾具三維造型設計

1.1 創(chuàng)鍵工件三維實體模型

基于 UG 平臺構建三維實體模型，方法、步驟如下。

1.1.1 繪制草圖

建立ZY 草圖平面繪制草圖，如圖 1（a）、圖 1（b）所示。

1.1.2 回轉草圖

選擇草圖曲線，回轉軸Y 生成回轉實體，如圖1（c）所示。

1.1.3 拉伸草圖

選擇兩個矩形草圖對稱拉伸，與回轉實體求差，生成工件三維實體，如圖 1（d）所示。

1.1.4 美化實體

隱藏草圖曲線、坐標系，更改實體顯示顏色，生成實體模型，如圖 1（e）所示。

圖片.png

（a）建立 ZY （b）繪制（c）回轉（d）拉伸（e）美化草圖平面草圖草圖草圖實體

圖 1 創(chuàng)建工件三維實體模型

1.2 設計定位裝置

1.2.1 定位元件三維造型

根據(jù)工件的尺寸，設計固定 V 形塊和活動 V 形塊，其

上的細部構造可先粗略地設計出來，待與其他元件裝配發(fā)

現(xiàn)問題時再做調(diào)整和編輯。同時，還需要設計一個輔助元件支承板，用于限制工件的一個面以及支承固定 V 形塊和活動 V 形塊，如圖 2 所示。

圖片.png

（a）固定 V 形塊（b）活動 V 形塊（c）支承板

圖 2 定位元件

1.2.2 裝配定位元件

在 UG 平臺中，進入裝配模塊。首先，調(diào)入工件模型，選擇絕對原點定位，如圖3（a）所示。然后，分別選擇支承板、固定 V 形塊、活動 V 形塊，通過各種約束方法進行定位，完成定位元件裝配，如圖 3（b）、圖 3（c）、圖 3（d）所示。

圖片.png

（a）調(diào)入工（b）選擇（c）固定（d）活動件模型支承板 V 形塊 V 形塊

圖 3 裝配定位元件

1.3 設計夾緊機構

本夾具的兩個V 形塊既是定位元件，也是直接夾緊元件。夾緊的方式采用偏心槽輪機構，當旋轉偏心槽輪時，通過安裝在偏心槽中的滑柱使活動V 形塊移動，實現(xiàn)夾緊動作。為了實現(xiàn)這一夾緊操作，還需要其他一些輔助夾緊元件，如偏心槽輪、導軌板及輪軸等。

首先設計導軌板，再依據(jù)活動 V 形塊的移動行程，設計偏心槽輪和輪軸，最后設計滑柱和手柄，如圖4 所示。然后，將各

元件按照裝配關系進行裝配，夾緊機構裝配模型如圖 5 所示。

1.4 設計對刀裝置

本夾具采用側裝對刀塊結構形式，該對刀塊具有水平和側向兩個對刀基準，通過塞尺可同時將兩個切削面一次對刀完成，如圖 6 所示。將對刀塊裝配到已完成夾具的裝配結構中，如圖 7 所示。

圖片.png

（a）導軌板（b）偏心槽輪（c）滑柱（d）（e）手柄

圖 4 夾緊元件

圖片.png

圖 5 夾緊機構裝配圖圖 6 對刀塊圖 7 對刀塊裝配圖

1.5 設計夾具體

夾具體擬采用鑄造毛坯平板式結構。在設計夾具體時，先要測算一下全部夾具元件所占空間的位置和大小，以確定夾具體的總體尺寸。在細部結構上主要考慮其加工制造應具有良好的工藝性，如圖 8 所示。

根據(jù)夾具設計的整體方案，將夾具體裝配到已完成的裝配結構中，如圖 9 所示。

爆炸圖是組件按裝配關系偏離原來位置的拆分圖形，可以方便查看各零件之間的裝配關系以及包含的組件數(shù)，夾具爆炸圖如圖 10 所示。

圖片.png

圖 8 夾具體圖 9 夾具裝配模型 10 夾具爆炸圖

2 基于 UG 的加工中心夾具工程圖設計

在 UG 軟件中，二維工程圖可以從產(chǎn)品設計的三維實體中直接生成，并且當三維模型改變時二維工程圖中的相關視圖、尺寸等信息能同步更新，使工程圖的生產(chǎn)非常簡單。設計方法主要包括：設置圖紙、參數(shù)預設置、視圖創(chuàng)建、視圖標注、圖紙輸出設置。夾具裝配工程圖如圖 11 所示，

夾具體零件圖如圖 12 所示。

圖片.png

圖 11 夾具裝配工程圖

3 結語

基于 UG 的加工中心夾具設計，首先建立了基于 UG 平臺的夾具標準元件圖庫；然后根據(jù)夾具設計方案，把需要的定位元件、夾緊元件以及輔助元件直接復制到夾具裝配文件夾中，并依次裝配各元件；再按照各元件尺寸位置設計夾具體，并裝配成三維實體夾具；最后把三維實體夾具，轉換為二維夾具裝配圖，并以加工中心夾具為例進行驗證。

運用 UG 軟件強有力的工具，創(chuàng)建夾具三維設計的新環(huán)境，改變了傳統(tǒng)夾具設計模式，大大縮短了設計與制造周期，減少重復勞動，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。

圖片.png

圖 12 夾具體零件圖

利用UG的加工中心夾具設計

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