基于UG的加工后盖零件三维夹具设计

李艳霞　沈旭

摘 要：本文介绍了在UG环境下进行三维夹具设计的实例，首先分析了后盖零件的加工工序，确定了夹具总体方案，最后给出了夹具爆炸图。

关键词：夹具设计；后盖零件；三维

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）04-0054-02

The Design of 3D Fixture for Machining Back Cover Parts Based on UG

LI Yanxia SHEN Xu

（Nanjing Vocational Institute of Transport Technology，Nanjing Jiangsu 211188）

Abstract： This paper introduced an example of 3D fixture design in UG environment. Firstly， the machining process of the rear lid part was analyzed， and the overall scheme of the fixture was determined， and gave the design of each step. Finally， the fixture explosion diagram was given.

Keywords： fixture design；rear lid parts；three-dimensional

UG软件是当前世界上最先进、面向制造行业、集CAD/CAM/CAE于一体的三维高端软件，具有强大的实体建模功能[1]。基于UG的加工后盖零件三维夹具设计，主要介绍应用UG软件，在已经创建了夹具标准件库的基础上，对加工后盖零件进行三维夹具设计。

1 分析零件加工工序，确定夹具总体方案

1.1 分析零件加工工序

如图1所示，（a）为后盖的顶面，（b）为后盖的底面。

后盖零件的底面、A面已加工好，本工序要求加工底面上8-F10.5孔和A面上6-M12螺纹底孔，生产规模为批量生产。

按工序要求该工件在加工中心上加工，以一面两孔（底面和两定位销孔）为定位基准，加工底面8-F10.5孔选用F10.5钻头，加工6-M12螺纹底孔选用F10.25钻头，一次装夹完成全部孔加工。

1.2 确定夹具总体方案

由于被加工零件孔的加工从底面向上进刀，需要把零件底面朝上放置进行加工，但这样放置定位、夹紧都不方便，综合考虑把零件侧立放置进行定位、夹紧，装夹好后再把整个夹具翻转90°，底面朝上进行孔加工。

根据分析，确定夹具的总体方案为：工件侧立放置，采用一面两销定位（选用支承板和两定位销），用铰链压板机构从工件顶面压向底面进行夹紧；由于被加工孔在定位基准面上，为了节省空间，把钻模板与夹具体合二为一；由于夹具需要翻转90°，需要设计翻转机构。

2 设计定位、夹紧装置

2.1 设计定位装置

采用一面两销定位，限制六个自由度，定位装置设计如下。

2.1.1 设计定位元件。一面两销定位，设计定位元件有（a）支承板、（b）内六角圆柱头螺钉、（c）A型固定式定位销和（d）B型固定式定位销[2]，如图2所示，从标准件库复制各零件三维图放入夹具装配文件夹中。

2.1.2 装配定位元件。①调入后盖零件：选择后盖零件，绝对原点定位如图3（a）所示；②装配支承板：选择支承板零件，通过约束定位，面面接触对齐、按某一距离对齐，如图3（b）所示；③装配螺钉：选择螺钉，通过约束定位，面面接触对齐、自动判断中心/轴接触对齐，如图3（c）所示；④装配定位销：方法与装配螺钉相似，如图3（d）所示为装配图。

2.2 设计辅助支承

由于工件是侧面安装，工件较重，防止损坏定位销，增加了辅助支承。设计辅助支承元件有支板、支承套、调整套、弹簧、内六角圆柱头螺钉、六角螺母[3]。装配图如图4所示。

2.3 设计夹紧装置

根据后盖零件顶面大小，先设计B型弧形压块和B型铰链压板，再根据工件大小设计活节螺栓和带肩六角螺母，然后根据铰链压板的尺寸设计铰链支座及相关零件，根据活节螺栓的尺寸设计铰链叉座及相关零件。夹紧机构装配图如图5所示。

3 设计钻模与夹具体

3.1 设计导向元件

钻底面8-F10.5孔选用可换钻套，导向元件有可换钻套、A型钻套用衬套、钻套螺钉，根据孔的大小先设计钻套，然后再设计钻套用衬套和钻套螺钉；钻A面6-M12螺纹底孔选用固定钻套，导向元件有B型固定钻套。图6为导向元件装配图。

3.2 设计夹具体

该夹具体拟采用铸造毛坯，由于夹具体与钻模板合二为一，底板凹下部分用来安装固定钻套；由于要安装翻转支架，在L型结构的基础上左右各增加一块竖板。根据安装在夹具体上的定位元件、夹紧元件、导向元件、辅助支承元件的位置和大小，设计相应的孔、螺纹和凸台，图7所示为夹具体。

根据夹具设计的整体方案，先将夹具体组装到已完成的装配结构中，查看各部位尺寸是否符合结构要求。如果有问题，要调整夹具体或其他相应元件的形状和大小，直到最后合格为止。图8所示为夹具体装配图。

4 设计辅助机构

4.1 翻转机构

被加工孔目前是侧立放置的，加工时需要把整个夹具翻转90°，所以要设计翻转机构。翻转机构包括支承部分和操作定位机构，主要零件有支架、轴、轴套、回转盘、定位销、导套、把手，以及安装时需要的定位、紧固元件内六角圆柱头螺钉、圆柱销、弹簧等。把翻转机构各元件装配到夹具体上，图9为翻转机构装配图。

4.2 设计连接机构

连接机构主要连接支架和工作台，需要设计底座、定位键和螺钉。把底座、定位键和螺钉装配到夹具体上，图10为夹具装配图。该夹具的爆炸图如图11所示。

5 结语

基于UG的加工后蓋零件三维夹具设计，设计过程在简单、明了的三维操作界面中进行，该方法不仅可以把夹具设计技术人员从繁杂重复的设计劳动中解脱出来，还可缩短夹具的开发周期，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高。

参考文献：

[1]孙义林，胡增荣，赵利润，等.基于UG NX 的球孔加工夹具设计[J].机械工程师，2013（10）：66-68.

[2]李名望.机床夹具选用简明手册[M].北京：化学工业出版社，2012.

[3]薛源顺.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2012.