周吉 徐蛟龙 辛明明
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150066
摘要：
介绍了UG在铣床夹具设计中的应用。首先创建了以UG为平台的夹具标准元件模型库；然后根据夹具设计方案，把需要的定位元件、压紧元件以及辅助元件按照装配关系依次装配；再按照各元件尺寸位置设计夹具体，并装配成三维实体夹具；最后把三维实体夹具转换为二维夹具装配图，并以铣床夹具为例进行验证。
关键词： UG 三维设计 铣床夹具 夹具设计
一 前言：
以往的机床夹具设计，通常使用二维 CAD技术设计，通过整体构思设计出夹具总装图，再根据总装图依次拆分出各个设计元件，此种设计方式设计人员无法观测其三维结构，设计周期长、劳动量大、修改不便、效率低。以UG为平台的机床夹具设计，运用UG强有力的三维造型功能进行工装夹具的三维造型设计，改变了传统机床夹具设计模式。其以加工件为基本件，采用自上而下装配建模与自下而上装配相结合的方式进行设计，以三维造型为基础构建夹具实体模型，再运用UG软件二维转换功能，生成与三维模型同步更新的夹具二维装配图和各夹具元件零件图，大大缩短了夹具设计与制造周期，减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。本文以铣床夹具为例，介绍了UG在机床夹具设计中的实际应用。
二、UG 中铣床夹具三维造型设计
1. 创建工件三维实体模型：
在工装夹具设计的建模过程中，将产品零件作为夹具的第一个成员组件调入装配中，然后以它为基础逐步设计夹具其余部件。基于产品零件生成夹具定位、压紧及辅助件，同时其他相关性非标件的设计可使用WAVE技术以使设计过程准确、方便、快捷。UG的WAVE技术是一种基于装配建模的相关性参数化设计技术，利用它可以在装配体中的不同部件之间建立参数之间的相关关系，即所谓“部件间关联”关系，实现部件之间几何对象的相关复制。夹具设计过程中，利用WAVE几何链接器（点、线、面等）在部件中建立相关的几何体，同时通过WAVE链接创建的几何体相关到它的父几何体，改变父几何体会引起在所有其他部件中链接的几何体自动地更新，提高在设计中进行更改的便利性。
下面以某零件的铣床夹具简单介绍一下UG在工装夹具设计中的应用。
2. 设计工装元件：
2.1 定位元件三维造型 根据零件工艺规程可知采用圆形定位销与菱形定位销为定位元件。
2.2 设计压紧机构 本夹具的压紧机构采用压板+铝块（防止将铸造零件磕碰划伤）+螺栓+螺母+调节支承方式。根据零件形状确定压板位置及数量。
2.3 设计夹具体
夹具体拟采用铸造毛坯平板式结构。
在设计夹具体时，采用UG的参数化实体建模。进入装配→创建新的组件，将该组件设定为工作部件，用WAVE几何链接器中的“面”选取需要的几何对象，以这些相关性的几何对象为基础开始建立模型。同时在细部结构上还要考虑其加工制造应具有良好的工艺性。
2.4 重复进入装配→创建新的组件，直到创建完成工装夹具所有的非标件。
3.工装装配
工装设计过程中，可以在需要的时候（例如要依靠标准件生成新的特征）， 穿插着调入标准件。进入装配→依次调入标准件，并为其添加相应的配对约束关系；对于有阵列关系的标准件或标准件组，装配完一组，进入装配→建立组件阵列，能快速生成其他几组,成三维设计。
三 、基于UG的铣床夹具工程图设计
在UG软件中，二维工程图可以从产品设计的三维实体中直接生成，并且当三维模型改变时二维工程图中的相关视图、结构、尺寸等信息能同步更新，使工程图的生产非常方便快捷。我们在采用UG软件进行工装设计时，运用已经开发好的工程图模板。能直接用UG软件出工程图. UG工程图模块提供了自动视图布置、剖视图、各向视图、局部放大图、局部剖视图、自动（手工）尺寸标注、形位公差、粗糙度标注、支持GB、标准汉字输入、视图手工编辑、装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等工具。
UG工程图模板的建立为UG软件应用于工装设计的生产实践提供了可能。设
计人员可利用UG二维工程图模板，直接用UG软件出工程图，使UG工程图与UG 三维模型互相关联。这样，当工装三维模型修改时，工程图中的投影及尺寸都随着更改，从而避免了人为修改造成的不必要的浪费及出错的可能，提高三维设计的质量和效率。
四、结束语
基于UG的机床夹具设计，首先建立了基于UG平台的夹具标准元件图库； 然后根据夹具设计方案，设计出需要的定位元件、压紧元件以及辅助元件并依次装配各元件；最后把三维实体夹具，转换为二维夹具装配图，并以铣床夹具为例进行验证。运用UG软件强有力的工具，创建夹具三维设计的新环境，改变了传统夹具设计模式，大大缩短了设计与制造周期，减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。
三维设计为设计人员提供了更大的空间和灵活的选择，并且三维模型用完全真实的尺寸和形状在计算机屏幕上展现，提高了设计精准度以及与加工装配制造联动，便于工装数据的交流和共享。采用UG设计工装夹具，软件强大的相关性参数化建模功能，使设计中的修改编辑更加可靠、快速，解决了二维软件设计容易出现的装配干涉、图形与实际尺寸不符等问题。将UG软件应用于工装夹具设计，不仅突破了传统二维设计的局限性，更好地体现、验证、完善设计人员的设计意图，而且可以简化复杂夹具的设计过程，降低产品成本，在夹具投标报价之时，就能够将未来夹具的外观、造型、技术性能及特点介绍给用户，更快地将夹具推向市场，使夹具更具有竞争力。
参考文献
[1]蔡瑾,李德红.夹具设计技术发展综述[J].河北工业大学学报，2013（05）：35-40.
[2]范孝良，梁宇红.基于 UG的机床夹具虚拟装配技术研究[J].机械设计与制造，2011，（8）237-239.
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