1. 传统工装夹具设计存在的缺陷
在机械加工领域里, 工装夹具设计是每个工程技术人员都要掌握并且需要非常熟练运用到生产实际中去的工作, 它要求一个企业要在最短的时间、用最好的工装夹具、以最快的速度生产出合格的产品投放市场。因此, 选择什么样的手段、用什么样的设计软件, 对一个企业和每个工程技术人员来说都非常重要。 过去, 老一辈工程技术人员都是用图板和丁字尺作为设计工具进行设计, 设计周期长且实体分析效果差，不利于对设计效果进行分析和改进。如零部件之间是否存在着相互干涉, 运动件和固定件之间是否存在着相互碰撞, 整体结构是否合理, 是否达到最佳设计效果等，都无从判断, 同时由于是二维图, 如何改进, 改进后效果如何, 也没有实体参照, 很难定论, 这是当时的客观条件( 图板和丁字尺) 所造成的, 很大程度上制约了工程技术人员聪明才智的发挥。 2. 使用CAXA 快速设计夹具
如何选用最佳的设计软件, 使设计实体效果又好又快, 既直观又能持续改进设计缺陷, 并且打印出来用于生产的 图样同时还符合国家制图标准, 这个问题一直摆在广大的工程技术人员面前。
CAXA 系列软件是我国完全自主知识产权的国产软件, 它包括用于二维绘图的电子图板软件、用于三维造型和分析仿真的实体设计软件、用于工艺编制和现场工艺指导的工艺图表软件、用于工时材料等汇总的工艺汇总表软件、用于图样及电子资料管理的图文档管理软件等。CAXA CAD 软件的功能非常强大, 实体设计和电子图板特别实用于工装夹具设计开发, 真正达到“实体设计效果又好又快, 既直观又能持续改进设计缺陷, 并且打印出来用于生产的图样同时还符合国家制图标准” 的目的, 是非常优秀的设计软件。本文仅以实体设计和电子图板两款软件为例, 做一些特点陈述。
在CAXA 实体设计的同一幅设计画面中, 利用里面的各种命令, 可以完成从工装夹具的整个实体造型到每个零件实体设计的过程, 并能随时进行分析和修改( 大到工装夹具的整体, 小到工装夹具的每个零部件) , 直到达到设计者所期望的最佳效果。然后, 可以用“压缩” 与“解压缩” 命令对夹具的整体进行保存和输出为工程图并重命名, 再分别对单个零件进行保存和输出为工程图并重命名, 为出生产用图做准备。
在屏幕右边有一个非常强大的设计元素库, 里面有丰富的资料: 圆体、锥体、工形钢、球体、颜等一应俱全, 设计者也可以根据实际需要, 把夹具常用件, 如圆销、螺栓、螺母、压板钻套、支承板等做成标准件放入自定义的元素库中备用。元素库中还有两个非常重要的库: 一个是齿轮库, 它包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮和蜗杆蜗条等常用齿轮件, 你在设计中如果需要某种齿轮, 只要把相应的图形拖入到设计环境中, 并通过对话框输入相应的参数, 即可得到所需要的与实物比例1∶1 的实体齿轮图形。另一个是轴承库: 它包括单列向心球轴承、双列向心球轴承、单列向心推力球轴承、单列圆锥滚子轴承等常用轴
承。同理, 你在设计中如果需要某种轴承, 通过拖放操作并输入相应的参数，你就可以得到所需要的与实物比例1 ∶1 的实体轴承图形。这两个库, 能够在许多方面的重要工作中给予你帮助。例如: 机床齿轮箱的设计与改进, 用实体设计软件可以很快地给钻床、车床等单轴运动输出添加一个变速箱机构, 输出为多轴运动, 这是钻床或车床效率和精度无法办到的事。
实体设计中有一个非常核心的工具, 就是三维球，经常听说“完全掌握了三维球的应用, 实体设计的功能就掌握了一半”, 这话虽然说得有些夸张, 但显示出了三维球在这款软件中的特殊地位, 三维球贯穿于实体设计软件的所
有功能应用中, 它有着其他三维软件无法比拟的强大优势。要想掌握好实体设计软件, 必须对三维球的功能吃深吃透。
用软件CAXA CAD 实体设计制作有多个空间角度的零件
及其工装方便容易, 通过测量造型实体的相关尺寸就得到
所需的设计结果。因而该软件非常适于零件及工装的设计。
以下是介绍笔者使用CAXA CAD 软件完成的用于发动机
液压缸倒角加工时使用的“机体缸孔倒角装置” 夹具装置, 该装置获得国家知识产权局的技术发明专利。
在中小发动机的制造业中, 发动机机体的缸孔进出口处, 需要倒成符合设计要求的角度。否则, 让其飞边和毛刺存在, 随着活塞在缸孔连续不断的上下运动带入缸孔, 势
必破坏缸孔内壁的粗糙度, 必定影响发动机的性能。若采用机动倒角, 増加成本。针对这种情况, 设计了简便实用的机体缸孔倒角装置, 既可手动, 又可机动。它仅需要加工四个零件( 刀体1、固定心轴3、限位块4、定位套8) 和用五个标准( 半圆头螺钉5、六角头螺栓11、垫圈9、弹簧垫圈10 和滚动轴承7 ) , 用一根铁管作手柄2, 即可满意地解决缸孔倒角加工。若采用机动, 根据使用机床, 制作一个连结外锥体。其结构如图1、图2 所示。
设计时零件尺寸视被加工的机体缸孔尺寸大小而决定。制造时, 刀体1 上最好装有6 ～8 片的硬质合金刀片, 经焊接固定后, 在磨床精磨出刃口, 这样, 施力倒角时, 机
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