基于UG的汽車左右縱梁FUF003工位焊裝夾具三維設(shè)計

煙臺大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)目錄目錄1第一章 緒論31.1汽車焊接夾具31.1.1焊槍種類及作用31.1.2焊接夾具的典范布局31.2汽車車線的介紹61.3設(shè)計任務(wù)71.4設(shè)計流程8第二章 FUF003工位汽車焊接夾具的設(shè)計92.1閱讀設(shè)計說明書92.1.1焊點(diǎn)信息92.1.2基準(zhǔn)位置（MCP）102.1.3重要控制端面外形（MCS）112.2設(shè)計中文件管理的規(guī)定132.2.1文件目錄命名規(guī)則132.2.2文件命名規(guī)則132.3各單元夾具分析及設(shè)計152.3.1 U01單元分析及設(shè)計152.3.2 U05單元分析及設(shè)計162.3.3 U06單元分析及設(shè)計172.3.4 U07單元分析及設(shè)計192.3.5 U10單元分析及設(shè)計202.3.6 U11單元分析及設(shè)計22第三章 設(shè)計夾具的詳細(xì)進(jìn)程233.1 設(shè)計準(zhǔn)備工作233.1.1 轉(zhuǎn)換數(shù)模及相干文檔233.1.2 閱讀設(shè)計任務(wù)書233.1.3 創(chuàng)建文檔253.1.4 配置加載選項253.1.5 導(dǎo)入PNL263.1.6截斷面273.1.7焊點(diǎn)、焊槍模擬293.2夾具的整體設(shè)計293.2.1確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)293.2.2確定汽缸安置鉸支點(diǎn)的位置303.2.3在零件圖中進(jìn)行建模323.2.4夾具中有關(guān)色彩設(shè)置的劃定333.2.5零件詳細(xì)設(shè)計343.2.6標(biāo)準(zhǔn)件和外購件的裝配353.2.7焊槍干涉檢查35第四章 FUF003汽車焊裝夾具設(shè)計的運(yùn)動仿真364.1定義連桿LINKS374.2定義運(yùn)動副JOINTS374.3 夾具打開的模擬仿真384.4 對打開狀態(tài)進(jìn)行編輯394.5 繪制車線41第五章 二維圖的生成425.1二維圖的出圖標(biāo)準(zhǔn)425.2二維圖的出圖方法435.3典型夾具的二維圖45第六章 總結(jié)49 致謝50 參考文獻(xiàn)51 附錄52第一章 緒論1.1汽車焊接夾具汽車焊接夾具通常由夾具地板、定位裝置、夾緊機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)等部分組成。汽車焊接夾具能夠把零件迅速、準(zhǔn)確地定位在固定的位置上，并使其固定不發(fā)生偏移的工具，是汽車生產(chǎn)的手段。1.1.1焊槍種類及作用焊槍結(jié)構(gòu)，移動式點(diǎn)焊機(jī)使用的焊接工具是焊槍或焊鉗，根據(jù)形狀和用途分為X型和C型。X型焊鉗的外形及動作過程類似剪刀，電極的運(yùn)動軌跡為圓弧形，常用于點(diǎn)焊水平及接近于水平位置的焊點(diǎn)；C型焊鉗的外形象英文字母“C”，其電極作直線運(yùn)動，常用于點(diǎn)焊垂直及接近于垂直位置的焊點(diǎn)，適用于焊點(diǎn)部位空間比較狹小的部位。 如下圖1-01所示：圖1-01 X形與C形焊槍結(jié)構(gòu)1.1.2焊接夾具的典范布局1) 簡單定位支撐結(jié)構(gòu)（LOCATOR PIN），該結(jié)構(gòu)主要用在主定位銷位置，如圖1-02 所示：圖1-02 簡單支撐定位結(jié)構(gòu)2) 簡單支撐夾緊（CLAMP），如下圖1-03所示：圖1-03簡單支撐夾緊結(jié)構(gòu)圖1-04 STOPPER限位結(jié)構(gòu)3) STOPPER限位結(jié)構(gòu)，為防止壓緊力或沖擊過大，造成工件變形或劃傷工件表面，使用Stopper,而在夾緊臂板厚方向有精度要求時使用Catcher。夾緊臂上有定位銷時，使用單孔Catcher，如圖104所示；雙級夾緊臂的第一級，使用單孔Catcher，如圖104所示：圖1-05擺動銷結(jié)構(gòu)4) PIN CLAMP結(jié)構(gòu)，如圖105所示：圖1-06 H LINK結(jié)構(gòu)5) H LINK結(jié)構(gòu)，設(shè)計中遇到夾緊臂打開高度受限制且開啟角度要求大，或者夾緊臂運(yùn)動軌跡受限制時，考慮使用HLink.，它與普通Link在使用上有區(qū)別，選擇帶CYL BRACKET的氣缸，在運(yùn)動過程中氣缸無擺動，選用防轉(zhuǎn)架將氣缸固定。 如上圖1-06所示：圖1-07 SWING結(jié)構(gòu)6) SWING結(jié)構(gòu)，如上圖1-07所示：7) PIN SHIFT結(jié)構(gòu)，方便放置與取出工件，如下圖1-08所示：圖1-08 PIN SHIFT結(jié)構(gòu) 除此之外，還有快速夾緊器結(jié)構(gòu)、 二次SWING結(jié)構(gòu)、EJECTOR結(jié)構(gòu)、SLIDE結(jié)構(gòu)及BASE板等典型結(jié)構(gòu)。1.2汽車車線的介紹繪制汽車車線是為了定位車身零件及定位夾具的精確位置，規(guī)定汽車的坐標(biāo)，如下：一般情況下汽車坐標(biāo)系的原點(diǎn)規(guī)定為車前輪軸心線的中點(diǎn)。 TL或X表示車長，以車前輪為原點(diǎn)向車尾方向為正，向車頭方向為負(fù)。BL或Y表示車寬 ，以車的對稱中心線為原點(diǎn)，面對車的行駛方向，向右為正，向左為負(fù)。WL或Z表示車高，以車前輪為原點(diǎn)，向上為正，向下為負(fù)。見圖0-11所示：圖1-09 車線1.3設(shè)計任務(wù)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的明細(xì)欄可知：主要設(shè)計為了把沖壓件焊接到左右縱梁的焊接總成及縱梁中段總成上的左右縱梁FUF003工位的焊裝夾具，共23套，其中22套左右對稱，所以只設(shè)計左縱梁上的11套夾具。工位上料順序如圖1-10所示：圖1-10 工位上料圖根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的焊點(diǎn)信息可知：FUF003工位共有22個焊點(diǎn)，本人主要負(fù)責(zé)其中的15個焊點(diǎn)位置及單元U01處的夾具設(shè)計。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的基準(zhǔn)位置MCP/MCS信息可知，各個單元處夾具的數(shù)量、位置、厚度以及實現(xiàn)夾具功能的基本結(jié)構(gòu)。本人主要負(fù)責(zé)U01、U05、U06、U07、U010、U11共六個夾具單元、BASE板及總裝設(shè)計。閱讀設(shè)計任務(wù)書1.確定夾具位置、數(shù)量2.確定打開方式、打開方向?qū)隤NL焊點(diǎn)模擬及焊槍模型裝配1.插入點(diǎn)及直線2.插入直徑16的小球3.插入焊槍截斷面草圖設(shè)計1.畫整體的草圖2.將草圖Wave到零件中 零件設(shè)計1.用草圖拉伸零件2.有銷的設(shè)計銷結(jié)構(gòu)零件詳細(xì)設(shè)計1.打孔2.分割定位塊及壓塊3.倒圓角、倒斜角等裝配標(biāo)準(zhǔn)件和外購件 干涉檢查1.做打開狀態(tài)分析2.檢查干涉并修改繪制二維工程圖檢查干涉單元設(shè)計完成工位設(shè)計完成1.4設(shè)計流程 圖1-10 工位上料圖第二章 FUF003工位汽車焊接夾具的設(shè)計2.1閱讀設(shè)計說明書任務(wù)書是設(shè)計者進(jìn)行具體夾具設(shè)計的指導(dǎo)性文件，是整個設(shè)計的總體方案.。它既要保證設(shè)計的設(shè)備可靠、滿足使用要求，又要力爭設(shè)備的設(shè)計和制造簡單、方便。汽車焊裝夾具的設(shè)計任務(wù)說明書主要包括：焊點(diǎn)信息、基準(zhǔn)位置、明細(xì)欄、以及汽車公司所給定的相應(yīng)設(shè)計要求，在這些文件中，包括工藝流程，被裝配件的上料、焊接順序，其他的還有一些公司所給定的特殊要求，如有些汽車公司要求定位用兩銷一釘結(jié)構(gòu)定位及夾緊，有些公司要求用擋片定位，用兩釘夾緊。下面以左右縱梁的 FUF003工位為例，詳細(xì)說明本工位的設(shè)計過程。2.1.1焊點(diǎn)信息左右縱梁的FUF003工位共有22個焊點(diǎn)，F(xiàn)UF0115/0116、FUF0117/0118主要是為了把2801111制動油管前支架焊接到左右縱梁前端，F(xiàn)UF0119/0120、FUF0121 /FUF0122主要是為了把2801117前擋泥皮安裝支架組件焊接到左右縱梁前端，F(xiàn)UF0123/FUF0124、FUF0125 /FUF0126、FUF0239 /FUF0240主要是為了把2801500/2801600推力桿左右安裝座總成焊接到左右縱梁，F(xiàn)UF0127/FUF0128、FUF0129 /FUF0130、FUF0131 /FUF0132、FUF0133/FUF0134、FUF0135 /FUF0136、FUF0137 /FUF0138主要是為了把2801150/2801260左右縱梁側(cè)加強(qiáng)板組件焊接到左右縱梁，F(xiàn)UF0143/FUF0144、FUF0145 /FUF0146、FUF0147 /FUF0148、FUF0149/FUF0150、FUF0151 /FUF0152、FUF0153 /FUF0154主要是為了把2801100/2801200縱梁中段總成焊接到左右縱梁，F(xiàn)UF0139/FUF0140、FUF0141 /FUF0142主要是為了把2801313/2801424下滑軌前支架左右組件焊接到左右縱梁。本工位由2個人設(shè)計完成，本人主要負(fù)責(zé)U01、U05、U06、U07、U10及U11共6個單元，即：共考慮15個焊點(diǎn)信息即可，如圖2-01所示：圖2-01 FUF003工位的焊點(diǎn)信息2.1.2基準(zhǔn)位置（MCP）基準(zhǔn)位置圖標(biāo)明了車身裝配過程中需要設(shè)置夾具定位的位置，它一般選在保證焊接質(zhì)量，防止零件在焊接過程中變形的部位。在基準(zhǔn)位置說明書中，規(guī)定了夾具的數(shù)量、位置、厚度以及實現(xiàn)夾具功能的基本結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)位置圖中還可以知道，各個單元夾具的定位類型：U01、U02、U05、U06、U07、U08、U10、U12均采用采用簡單支撐夾緊與定位銷、U03采用定位塊及定位銷、U04、U09、U11均采用無定位銷而僅有定位夾緊結(jié)構(gòu)定位。左右縱梁的FUF003工位的基準(zhǔn)位置如圖2-02所示：圖2-02 FUF003工位的基準(zhǔn)位置圖2.1.3重要控制端面外形（MCS）MCS是組合件在MCP位置上的斷面形狀和夾具構(gòu)造簡圖。在MCS中，規(guī)定了定位面的大致形狀、方式、夾緊及打開方向，定位銷方式（固定，移動，旋轉(zhuǎn)）等。 FUF003工位夾具的MCS圖如圖2-03所示：圖2-03 FUF003工位的MCS圖 本人主要負(fù)責(zé)U01、U05、U06、U07、U10及U11共6個單元，具體MCS圖如圖2-04所示：圖2-04 FUF003各單元的MCS圖2.2設(shè)計中文件管理的規(guī)定2.2.1文件目錄命名規(guī)則項目名/ GA 寄存本工位夾具總圖及其氣路圖；項目名/工位名/UNIT 寄存本工位夾具單元、零件及打開狀態(tài)；項目名/工位名/PNL 寄存本工位設(shè)計用PNL；項目名/工位名/STD 寄存本工位設(shè)計用標(biāo)準(zhǔn)件、國標(biāo)件；項目名/工位名/GUN 寄存本工位用焊槍；項目名/工位名/MCP-MCS 寄存設(shè)計用的圖紙文件；項目名/工位名/SPEC 存放本工位各種清單表格及設(shè)計式樣書，參考設(shè)計文件等；項目名/工位名/BASE存放本工位的BASE;項目名/工位名/PURCHASE存放本工位設(shè)計用外購件；項目名/工位名/Mirror存放本工位夾具鏡像單元、零件、標(biāo)準(zhǔn)間、外購件、國標(biāo)件及打開狀態(tài)等所有產(chǎn)品、零件。項目名/工位名/2D存放本工位所有的零件二維圖。2.2.2文件命名規(guī)則加工件 工位代號UNIT號零件序號 FUF030000 FUF03工位的GA；FUF030100 FUF03工位的U01；FUF030101 FUF03工位U01的零件01；FUF0301OPEN FUF03工位U01的打開狀態(tài)；GunCheck焊槍檢查干涉的狀態(tài)；HanPoint焊點(diǎn)具體位置信息；標(biāo)準(zhǔn)件 名稱與標(biāo)準(zhǔn)件號一致 例：YWB0103-10X20;外購件 名稱與樣本訂購編號一致 氣缸后面加“ _ 實際應(yīng)用行程” 例：CK1B63-75_70;國標(biāo)件 國標(biāo)號-型號 例：GB93-87-8 代表 彈簧墊圈 8;圖2-05為示例：圖2-05 FUF003裝配導(dǎo)航器右圖為焊點(diǎn)、焊槍、PNL、各單元夾具及打開狀態(tài)的總裝配導(dǎo)航器，左圖為U01單元中夾具的各個標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)零件的裝配導(dǎo)航器，同一個標(biāo)準(zhǔn)件已經(jīng)做了打包處理，如圖2-05紅圈所示。2.3各單元夾具分析及設(shè)計由圖2-01所給定的基準(zhǔn)位置式樣書可知，此工位夾具有十二個單元，其中有一單元在右縱梁上，因此，在設(shè)計時只需設(shè)計十一個單元即可。在基準(zhǔn)位置圖中可看出，本工位夾具設(shè)計中定位銷的種類有很多，如：U01、U06、U11中的固定銷，U02、U05、U08中的移動銷，U10中旋轉(zhuǎn)銷。考慮到定位銷的種類不同，設(shè)計方案也不同，因此，這也是設(shè)計難點(diǎn)之一。U06、U11中的夾具與PNL的YOZ面有一定的角度，所以設(shè)計過程中一定要考慮到設(shè)計夾具時的平面也要有一定的角度問題,仿真過程中選擇旋轉(zhuǎn)軸時也要考慮到這個問題，尤其在投影工程圖時應(yīng)該注意相關(guān)車線的繪制。U06、U07中的夾具都有定位塊在PNL底面的定位，但定位塊很長。所以設(shè)計過程中要考慮能否打開及是否會碰到縱梁的問題。U01夾具中定位的位置不是同一截面，所以設(shè)計時需要考慮到設(shè)計一個連接板等問題。2.3.1 U01單元分析及設(shè)計 圖2-06 U01的MCS圖 圖2-07 U01的MCP圖由圖2-06可看出,U01單元中有四個夾緊點(diǎn)，設(shè)計過程中需要注意的是該單元中的兩個夾緊點(diǎn)不在同一截面上，需要兩個分割面截得剖面線。固定銷結(jié)構(gòu)的設(shè)計，而在設(shè)計過程中銷的前后、左右可以調(diào)節(jié)，所以需要加墊片進(jìn)行調(diào)整距離。同時，要考慮到定位塊以及壓塊都需要可調(diào)節(jié)，需安裝墊片。由圖2-07可看出,U01夾具中定位的位置不是同一截面，所以設(shè)計時需要考慮到設(shè)計一個連接板等問題。在設(shè)計過程中要重點(diǎn)解決以上問題，該單元設(shè)計完后的三維圖如圖2-08所示：圖2-08 U01設(shè)計三維效果圖2.3.2 U05單元分析及設(shè)計 圖2-09 U05的MCS圖 圖2-10 U05的MCP圖 由圖2-09可看出，U05單元中有四個個夾緊點(diǎn)、八個支撐點(diǎn)，壓臂是SWING形式，設(shè)計過程中需要注意的是草圖的繪制。該單元的定位還有2個移動銷，移動銷結(jié)構(gòu)的制作需要考慮到前后、左右的可調(diào)，即加調(diào)整墊片，因此，會導(dǎo)致如圖所示（紅圈位置）空間不足的問題。在設(shè)計過程中要重點(diǎn)解決這些問題。除此之外，還要考慮到帶動移動銷的氣缸行程，該氣缸的行程為25mm，可以完成工作任務(wù)，以順利定位。該單元設(shè)計完后的三維效果圖如圖2-11所示：圖2-11 U05設(shè)計三維效果圖2.3.3 U06單元分析及設(shè)計 圖2-12 U06的MCS圖 圖2-13 U06的MCS圖由圖2-12可看出，U06單元中有三個夾緊點(diǎn)、2五個支撐點(diǎn)，壓臂是Clamp形式，設(shè)計過程中需要考慮壓塊的上下可調(diào)及定位塊的上下、左右可調(diào)。其中，如圖所示的黃色定位塊具有兩個作用，既可以實現(xiàn)上下定位又可以實現(xiàn)左右支撐。但該單元最大的難點(diǎn)在于保證壓臂打開可以卸下縱梁的前提下，壓塊不碰到縱梁內(nèi)壁，如圖中圈出位置。除此之外，還要考慮到定位銷結(jié)構(gòu)的制作，U06中的夾具與PNL的YOZ面有一定的角度即:7度，所以設(shè)計過程中一定要考慮到設(shè)計夾具時的平面也要有一定的角度問題。 該單元夾具屬于的翻邊深，一節(jié)LINK難以打開的場合所以采用二節(jié)LINK。兩個HINGE點(diǎn)的選取的作用：上旋轉(zhuǎn)點(diǎn)保證壓板打開過程避開豎翻邊，下旋轉(zhuǎn)點(diǎn)保證壓板打開后便于零件取出。 該單元設(shè)計完后的三維圖如圖2-14所示：圖2-14 U06設(shè)計三維效果圖2.3.4 U07單元分析及設(shè)計 圖2-16 U07的MCS圖 圖2-15 U07的MCS圖 由圖2-15可以看出，U07單元中有三個個夾緊點(diǎn)、五個支撐點(diǎn)，壓臂是SWING形式，設(shè)計過程中需要考慮壓塊的上下可調(diào)及定位塊的上下、左右可調(diào)。其中，如圖所示的黃色定位塊具有兩個作用，既可以實現(xiàn)上下定位又可以實現(xiàn)左右支撐。該單元中的T形塊及定位銷的定位比較復(fù)雜，其中，T形塊定位到連接板上以支撐上面的定位塊，定位銷通過L塊定到連接板上，如圖中圈出位置，還要注意打孔的位置。除此之外，還要考慮到定位銷結(jié)構(gòu)的建造。為了在保證打開安全距離時使材料最少，要選取較大行程的氣缸。該單元設(shè)計完后的三維圖，如圖2-17所示：圖2-17 U07設(shè)計三維效果圖圖2-18 U07設(shè)計局部效果圖2.3.5 U10單元分析及設(shè)計 圖2-19 U10的MCS圖 圖2-20 U10的MCS圖 由圖2-19可看出，U10單元中有兩個個夾緊點(diǎn)、兩個支撐點(diǎn)及兩個移動銷，壓臂是SWING形式，但有兩個壓臂需要設(shè)計。由于U10與U06相距較近，所以需要考慮打開時，兩個夾具單元不能相干涉。為防止壓緊力或沖擊過大，造成工件變形或劃傷工件表面，需要安裝限位塊進(jìn)行定位，如圖中圈出位置所示。其中，兩個移動銷隨著壓臂擺動，但移動銷的定位比較復(fù)雜，這是該單元的設(shè)計難點(diǎn)。定位塊及壓塊需要墊片進(jìn)行調(diào)整。但空間不足，就要求我們要考慮定位塊及壓塊的放置問題。由于定位面有曲面，所以把定位塊切割成平面以滿足要求。該單元設(shè)計完后的三維圖如圖2-21所示：圖2-21 U10設(shè)計三維效果圖圖2-22 U10設(shè)計局部效果圖 2.3.6 U11單元分析及設(shè)計 圖2-23 U10的MCS圖 圖2-24 U10的MCS圖由圖2-23可看出，U11單元中有兩個夾緊點(diǎn)、四個支撐點(diǎn)，壓臂是Clamp形式，該單元的最大難點(diǎn)在于U11中的夾具與PNL的YOZ面有一定的角度，所以，設(shè)計過程中一定要考慮到設(shè)計夾具時的平面也要有一定的角度問題。仿真過程中選擇旋轉(zhuǎn)軸及投影二維工程圖繪制車線時也要考慮到這個問題。該單元設(shè)計完后的三維圖如圖2-25所示：圖2-25 U10設(shè)計三維效果圖第三章 設(shè)計夾具的詳細(xì)進(jìn)程3.1 設(shè)計準(zhǔn)備工作現(xiàn)以U05單元為例，詳細(xì)闡述夾具的設(shè)計過程。3.1.1 轉(zhuǎn)換數(shù)模及相干文檔PNL給的就是UG文件，無需轉(zhuǎn)換；基準(zhǔn)位置、焊點(diǎn)信息、明細(xì)欄的也為CAD 文檔，閱讀比較方便也無需轉(zhuǎn)換。3.1.2 閱讀設(shè)計任務(wù)書首先，閱讀設(shè)計任務(wù)書確定夾具的位置、裝夾的位置、打開方式、打開方向及數(shù)量，具體如圖3-01至3-03所示： 圖3-01 基準(zhǔn)位置 圖3-02 U05的MCP圖圖3-03焊點(diǎn)信息圖3-04 明細(xì)欄由圖3-01可知，該套夾具的X/Y方向的位置以及打開方向，由圖3-02可知該套夾具的夾緊點(diǎn)有四個、銷的位置和種類（PIN SHIFT）以及打開方式為SWING形式，由圖3-03可知焊點(diǎn)的數(shù)量及位置，共有六個焊點(diǎn)，在設(shè)計的過程中可考慮避開焊槍干涉，由圖3-04可知在該套夾具焊接上件，上的工件為002件。3.1.3 創(chuàng)建文檔創(chuàng)建Project Directory，其目錄結(jié)構(gòu)如下圖所示，UNIT中的各單元的文件命名如下圖3-05所示：圖3-05 文檔命名3.1.4 配置加載選項具體配置方法：打開“文件”，點(diǎn)擊下拉菜單“選項”中的“裝配加載選項”，點(diǎn)擊加載中的“從搜索文件夾”中加載，例如：FUF000，再點(diǎn)擊“保存”，確定即可。3.1.5 導(dǎo)入PNL打開UG8.0，左鍵點(diǎn)擊文件-新建，單擊新建，彈出如圖3-06所示下對話框：選擇部件，單位毫米、選擇GA為文件夾，命名為FUF03-00-00。圖3-06 新建文件然后點(diǎn)擊“添加組件”，在FUF003文件夾PNL中的找到FUF003-PNL,選擇絕對原點(diǎn)添加到FUF03-00-00中即可。由于左右縱梁夾具關(guān)于坐標(biāo)面基本對稱，如圖3-07所示，把右縱梁隱藏，并且打開圖層中的底6層，以顯示2801500-A01。圖3-07 更改引用集然后，選擇“新建組件”，新建FUF03-05-00，雙擊FUF03-05-00以使其為顯示部件。選擇圖層為100層，點(diǎn)擊WAVE幾何器，選擇“體”把PNL加載到FUF03-05-00中，再點(diǎn)擊FUF03-05-00為顯示部件。同樣的操作步驟，新建其他五個單元部件，如圖3-08所示：圖3-08鏈接體3.1.6截斷面根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中夾具夾緊點(diǎn)的位置來確定夾具單元的斷面位置（MCP圖），使夾具單元成為工作部件，點(diǎn)擊“格式”中的“WCS”，以顯示工作坐標(biāo)系。把圖層設(shè)置為41層，創(chuàng)建三個基準(zhǔn)平面。在42層創(chuàng)建相應(yīng)位置的切割平面。以基準(zhǔn)面為刀具、PNL實體為目標(biāo)截出所需要的斷面線。具體的操作步驟是：點(diǎn)擊- - ，彈出剖面曲線對話框后，將關(guān)聯(lián)輸出取消。選擇PNL對象后，再選擇基準(zhǔn)面作為刀具截出端面線。截完后的效果如圖3-09所示。將截面線移動至81、82兩層，點(diǎn)擊對象顯示，進(jìn)行顏色和線型顯示的編輯。圖3-09 在壓點(diǎn)位置處建立的基準(zhǔn)面圖3-10剖面對話框圖3-11 截面線對所截出的斷面線一般規(guī)定：A絕對值小的一面產(chǎn)生的截面線，編輯顯示為橙色雙點(diǎn)劃線，置于81層；B絕對值大的一面產(chǎn)生的截面線，編輯顯示為綠色雙點(diǎn)劃線，置于82層；3.1.7焊點(diǎn)、焊槍模擬 添加直徑為16mm的小球到PNL中，選擇的約束為“選擇原點(diǎn)”，根據(jù)焊點(diǎn)信息進(jìn)行焊點(diǎn)模擬、焊槍裝配到焊點(diǎn)處進(jìn)行模擬。如下圖所示: 圖3-12 焊點(diǎn)、焊槍模擬3.2夾具的整體設(shè)計根據(jù)要求截取好斷面線及焊點(diǎn)、焊槍的模擬位置，再依據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求對夾具進(jìn)行整體設(shè)計。將草圖建立在用來截取斷面線的基準(zhǔn)面上即可。基于UG8.0的夾具設(shè)計思想是一種自上而下的建模思想。因而草圖是整個夾具設(shè)計的基礎(chǔ)，對草圖要進(jìn)行嚴(yán)格的尺寸和位置約束。3.2.1確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn) 根據(jù)壓板臂的打開狀態(tài)、汽缸行程及安裝位置，將工作絕對坐標(biāo)建到定位面及夾緊面附近，以斷面為基準(zhǔn)建立草圖，并通過編輯-變換命令進(jìn)行簡單的打開分析（為方便工件的取放，變換后的工件應(yīng)在截面線最遠(yuǎn)處的25mm以外），如3-12圖所示：圖3-13打開分析3.2.2確定汽缸安置鉸支點(diǎn)的位置（1）構(gòu)建連接板、定位塊、壓板臂、壓塊的大致輪廓（2）生成零件的大致形狀a在夾具單位文件中成立各零件的空文件。b在各零件的文件中分別鏈接裝置的相應(yīng)草圖,注意：必然要把“關(guān)聯(lián)”“勾選”上。圖3-14 FUF03-05-00草圖圖3-15 FUF03-05-00草圖圖3-16 鏈接草圖3.2.3在零件圖中進(jìn)行建模草圖繪制好后，在裝配中新建組件。如圖3-13所示，將草圖用WAVE幾何器鏈接到各個零件圖中的101層，再單獨(dú)在1層進(jìn)行拉伸，完成夾具單元中各加工件的基本建模，但是在拉伸之后還應(yīng)當(dāng)注意對模型的修改。例如本套夾具壓臂打開方式是SWING形式，所以壓板壁在拉伸的基礎(chǔ)上，再通過拉伸命令，實現(xiàn)與連接板垂直的橫向壓板來固定壓塊。拉伸參數(shù)及最終效果如下圖3-14所示。圖3-17零件拉伸該單元銷定位為移動銷定位，銷孔的位置為一前一后，一左一右。為了使移動銷通過調(diào)整墊片實現(xiàn)前后、左右可調(diào)，自己設(shè)計連接板的形狀，以便對兩移動銷進(jìn)行調(diào)整。定位銷支座的結(jié)構(gòu)需要根據(jù)移動銷的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計以便對移動銷定位。除此之外，還要注意氣缸行程的選擇，經(jīng)過調(diào)整，選擇行程為25mm的氣缸。圖3-18移動銷結(jié)構(gòu)考慮到該單元夾具結(jié)構(gòu)的夾緊位置不在型板所在的平面上，所以需要制作兩個連接板支撐定位塊。但是由于銷結(jié)構(gòu)的存在，導(dǎo)致空間不足的問題，所以需要調(diào)整連接板的長度及L塊的定位方式，如圖中紅色線圈顯示。圖3-19 空間不足問題3.2.4夾具中有關(guān)色彩設(shè)置的劃定1CLAMP ARM 壓板臂Red2CLAMP壓塊Magenta3LOCATOR定位塊Yellow4PLATE連接板Blue5SWING PLATE翻板Red6SHIM墊片Light Gray7PIN CONNECTION 銷支座Green8SUPPORT支座Blue9BLOCK連接支架Blue10LOCATION PIN定位銷Magenta表3-1夾具顏色設(shè)置根據(jù)以上顏色的規(guī)定，在單元裝配中對各個零件進(jìn)行顏色更改。3.2.5零件詳細(xì)設(shè)計（1）定位塊、壓塊分割由于畫草圖時，一般不能使定位塊和壓塊正好與數(shù)模貼合，而必須都超過了數(shù)模。切割定位塊與壓塊的目的是為了得到與數(shù)模剛好貼合的面，需要用數(shù)模對拉伸的實體進(jìn)行切割。切割的具體步驟： 首先雙擊要分割的定位塊或壓塊使其成為工作部件，點(diǎn)擊“幾何鏈接器”鍵。選擇下拉菜單中的“面”命令，選取數(shù)模中需要的面，同時圖層打到101層，單擊“確定”就把切割面WAVE到相應(yīng)的零件中。 點(diǎn)擊相應(yīng)的零件，使其為顯示部件。打開第101層，點(diǎn)擊“插入”中的“修剪”下的“修剪體”。選擇該零件為需要修剪的部件，再選擇WAVE進(jìn)來的平面為切割面，此時應(yīng)該判斷切割的方向。若正確，點(diǎn)擊確定即可；若不正確，點(diǎn)擊“反向”按鈕即可。其它的修剪操作步驟同上，只是選取的切割面不同。至此，分割操作完成。（2） 打孔 首先，應(yīng)該知道該單元孔的種類及各自的作用，其中8的光孔是為了放置8的定位銷、8的光孔與M8的螺紋孔是為了放置M8的螺栓、還有10的光孔是為了放置10的定位銷 、12的光孔與M10的螺紋孔是為了放置M10的螺栓。 其次，應(yīng)該知道所要打孔的精確位置。為了更精確的打孔，應(yīng)該知道墊片的規(guī)格。該單元中大部分墊片為50-16/65-16均是標(biāo)準(zhǔn)件，墊片中孔與孔之間的位置為15mm，距離邊為8mm與10mm，如下圖所示。然后，再選擇打孔命令“”中的“類型”選擇打孔的種類，如：常規(guī)孔、螺紋孔與鉆形孔等。根據(jù)所用規(guī)則墊片的尺寸，對孔的位置進(jìn)行定位，并選擇孔的直徑大小及深度或螺紋孔的規(guī)格與孔的深度及螺紋的深度。3-20圖 鏈接草圖（3） 修改連接板 在保證工件連接強(qiáng)度及不干涉氣缸打開的前提下，修改連接板尺寸使其材料最少，以節(jié)省加工費(fèi)用。3.2.6標(biāo)準(zhǔn)件和外購件的裝配首先，應(yīng)該知道U05單元中標(biāo)準(zhǔn)件與外購件的種類及個數(shù)，其中標(biāo)準(zhǔn)件及外購件有支座YW0801-200、基準(zhǔn)銷、定位銷YWB0203-5.85 X 20、墊片YWB1003-50-15及YW1003-65X15X10-16X3、氣缸CK1A63-100_95等。具體操作步驟如下:(1) 氣缸裝配: 單擊“開始”中的“裝配”進(jìn)入裝配環(huán)境下，再點(diǎn)擊“”鍵中的“添加組件”，從文件STD中選擇選擇型號為CK1A63-100_95的氣缸。選擇“通過約束”的定位方式，首先選擇“接觸對齊”中的“自動判斷中心/軸”限定氣缸的旋轉(zhuǎn)軸與連接板銷孔的中心線接觸，其次選擇氣缸的一個面與連接板的面接觸，最后再限定氣缸頭的銷孔中心線與壓板臂銷孔的中心線接觸。注意容易出現(xiàn)的問題，添加氣缸時有時不能得到自己想要的位置，如果位置相反，則單擊“反向”按鈕即可；如果也不是相反，需要選擇對象，單擊右鍵選擇“移動”進(jìn)行位置的調(diào)整。（2） 墊片裝配：單擊“開始”中的“裝配”進(jìn)入裝配環(huán)境下，再點(diǎn)擊“”鍵中的“添加組件”，從文件STD中選擇選擇型號為所需要相應(yīng)規(guī)格的墊片。選擇“通過約束”的定位方式，首先選擇“接觸對齊”中的“接觸”限定墊片的一個面與壓塊或者定位塊的一個面接觸，其次再選擇“對齊”定位兩個面對齊即可。（3） 定位銷及螺栓裝配：單擊“開始”中的“裝配”進(jìn)入裝配環(huán)境下，再點(diǎn)擊“”鍵中的“添加組件”，從文件STD中選擇選擇型號為所需要相應(yīng)規(guī)格的定位銷或螺栓。選擇“通過約束”的定位方式，首先選擇“接觸對齊”中的“自動判斷中心/軸”限定定位銷與銷孔中心線或螺栓與光孔中心線接觸，其次再選擇“接觸”定位兩個面對齊即可。（4） 注意：裝配一些文件STD中沒有的標(biāo)準(zhǔn)件時，需要從重用庫中調(diào)用。調(diào)用后，需要更改加載選項，設(shè)置為“按照保存的”進(jìn)行加載，下次打開時就可以看見了。3.2.7焊槍干涉檢查將該套夾具中的模擬焊槍打開，檢查自己設(shè)計的夾具是否與焊槍有干涉，若存在干涉，則繼續(xù)修改；否則，不用修改，則該單元總裝完成。第四章 FUF003汽車焊裝夾具設(shè)計的運(yùn)動仿真由夾具設(shè)計的經(jīng)驗可知：夾具完全打開時，夾具最外沿離工件的邊緣為25mm以上，即保證干涉空間大于25mm，目的就是為了能夠順利卸下該工位的工件。在總裝草圖設(shè)計時，雖然已經(jīng)考慮到這個問題，但最好用三維模擬運(yùn)動仿真，以更形象的展示出夾具的設(shè)計合理性。打開狀態(tài)示意圖如下圖4-01所示：圖4-01 打開要求點(diǎn)擊開始中的“”運(yùn)動仿真按鈕，進(jìn)入UG NX8.0 的運(yùn)動仿真模塊，點(diǎn)擊運(yùn)動仿真導(dǎo)航器，單擊右鍵，新建仿真，如下圖4-02所示：圖4-02新建仿真4.1定義連桿LINKS單擊“”按鈕，新建連桿L001，選擇壓板臂和與之一起運(yùn)動的壓塊、墊片、定位銷及螺栓，點(diǎn)擊“應(yīng)用”；再新建連桿L002，選擇氣缸頭，點(diǎn)擊“應(yīng)用”；依次同樣的操作，如下圖4-03所示：圖4-03新建連桿4.2定義運(yùn)動副JOINTS單擊“”按鈕，新建J001，選擇運(yùn)動副的類型為“旋轉(zhuǎn)副”，首先選擇連桿（此處在三維中不好選取時，就直接選擇Links下的連桿即可），其次，選擇旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)，最后，指定旋轉(zhuǎn)矢量方向。同樣的操作步驟，新建運(yùn)動副J002、J003，但要注意的是應(yīng)該選擇基本中的嚙合連桿。如下圖4-04所示：單擊“”按鈕，新建J004，選擇運(yùn)動副的類型為“滑動副”：首先，選擇連桿L002，其次，選擇移動原點(diǎn)、指定移動矢量方向，最后選擇嚙合連桿L003。然后單擊“驅(qū)動”，選擇恒定，初速度為5mm/s。如下圖4-04所示：圖4-04選擇連桿、設(shè)置初速度4.3 夾具打開的模擬仿真點(diǎn)擊motion_1新建解算方案，設(shè)置時間與步數(shù)。時間需根據(jù)該單元所選氣缸的行程及初速度確定，由于該夾具所選型號為CK1A63-100_95，即實際行程為95mm，所以時間為（100-95）5=19s。步數(shù)設(shè)定為500，便于清楚的觀察夾具運(yùn)動方式。如下圖4-05 所示：圖4-05 新建解算方案 點(diǎn)擊“Solution_1”中的“求解”命令，如果出現(xiàn)錯誤提示，則說明Links或Joints設(shè)置錯誤，就需要仔細(xì)檢查前面的操作正確與否；如果無錯誤提示，則繼續(xù)進(jìn)行即可。 然后點(diǎn)擊“動畫”進(jìn)入動畫操作界面，進(jìn)行模擬仿真。動畫仿真完畢后，點(diǎn)擊“”按鈕進(jìn)行動畫追蹤，追蹤到打開狀態(tài)。如下圖4-06 所示：圖4-06 追蹤打開狀態(tài)4.4 對打開狀態(tài)進(jìn)行編輯 運(yùn)動仿真追蹤打開完畢后，再進(jìn)入建模界面進(jìn)行操作。在motion_1下新建組件名為FUF03-05-00-MOTION，然后雙擊FUF03-05-00-MOTION使其為顯示部件，把當(dāng)前工作圖層設(shè)置為第11層，點(diǎn)擊WAVE幾何器“”按鈕，選取追蹤打開的運(yùn)動對象，把其鏈接到FUF03-05-00-MOTION部件中。進(jìn)入FUF03-05-00-MOTION，對追蹤打開對象進(jìn)行編輯，打開編輯中的對象顯示“”按鈕，步驟：顏色為白色、線形為雙點(diǎn)劃線、線寬為細(xì)實線、透明度設(shè)置為60（自己選?。?。如下圖4-07所示： 圖4-07 編輯對象 編輯完之后，把FUF03-05-00-MOTION移動到FUF03-05-00中。這樣就使其為FUF03-05-00中的一個零部件。效果如左圖4-08所示：圖4-08 編輯效果圖4.5 繪制車線畫車線的目的是為了做二維工程圖時做基準(zhǔn)。將夾具單元文件作為工作部件，利用曲線繪制命令，在絕對坐標(biāo)系中畫夾具單元的車線。由于車線為整數(shù)值，所以先使用“信息”中的“點(diǎn)”獲取夾具上點(diǎn)的絕對坐標(biāo)信息，然后取相鄰的整數(shù)值。在基本曲線界面中，把“線竄模式”的勾選去掉，再把無界勾選上。選擇“點(diǎn)構(gòu)造器”中的絕對工作部件。把當(dāng)前工作圖層設(shè)置為第51層，在此界面輸入剛才獲取點(diǎn)的相鄰整數(shù)值，這樣就可以先畫出X/Y/Z三個方向的三條車線，然后利用平移變換進(jìn)行平移，其中間隔為100mm，最終要求在各角度的視圖中都形成一個“井”字。如下圖4-09所示：圖4-09 車線繪制效果圖第五章 二維圖的生成5.1二維圖的出圖標(biāo)準(zhǔn)繪制二維工程圖之前，應(yīng)該知道所選圖紙的尺寸大?。嚎傃b配選A0的圖紙、每套家具的總裝配選A1的圖紙、每個零件的圖紙選A3的圖紙。設(shè)計任務(wù)為兩套總裝夾具及每套的所有零件圖，最好也有一張總裝配的二維工程圖。由于圖紙規(guī)格基本一樣，就直接調(diào)用A1、A3的圖紙模板，分別打開首選項下的制圖和注釋命令，按要求對視圖和注釋命令進(jìn)行設(shè)置：把視圖中的“顯示邊界”勾選去掉；再對注釋的一些命令進(jìn)行更改設(shè)置，如圖5-01和5-02所示： 圖5-01 車線繪制效果圖 圖5-02 定義注釋5.2二維圖的出圖方法首先，在FUF003中新建2D文件夾，把A1、A3模板復(fù)制到2D文件中，把A1模板重命名為FUF03-05-00-DWG。其次，用UG8.0打開FUF03-05-00-DWG,然后，選擇“添加組件”，把FUF03-05-00以絕對原點(diǎn)的約束方式加載進(jìn)來。右鍵圖框選擇“添加基本視圖”，根據(jù)該單元夾具的尺寸，選擇比例為1:2，選擇相應(yīng)的視圖角度進(jìn)行三視圖投影，然后再投一個正二側(cè)視圖。更改視圖邊界的大小，具體操作步驟為：右鍵邊框，選擇“邊界”中的“手工生成矩形”使三個視圖邊界連到一塊。圖5-03 更改邊界圖然后，使51層的車線顯示出來，具體操作步驟為：單擊“格式”中的“視圖中可見圖層”，再點(diǎn)擊視圖線框，會出現(xiàn)如圖 所示，選中“51”會出現(xiàn)“可見”，單擊即可使車線出現(xiàn)。圖5-04 顯示車線圖把車線的X/Y/Z三個方向的坐標(biāo)標(biāo)上，標(biāo)注時還應(yīng)注意工件的編號范圍：加工件編號為00-99，外購件編號為101-200，汽缸的標(biāo)注從301開始。在明細(xì)欄中加工件、標(biāo)準(zhǔn)件及氣缸應(yīng)該隔開三行。除此之外，對于明細(xì)表里的編號與工件的對應(yīng)關(guān)系一定要一一對應(yīng)，否則會給加工人員帶來很大的麻煩，盡量避免造成不必要的損失。5.3典型夾具的二維圖圖5-05 單元裝配A1圖圖5-06 壓板臂A3圖圖5-07 壓塊A3圖圖5-08定位塊A3圖圖5-09連接塊A3圖圖5-10連接板A3圖圖5-11銷支座A3圖圖5-12連接板A3圖第六章 總結(jié)經(jīng)過幾個月的努力之后，畢業(yè)設(shè)計也即將落