7.設計詳解：零件加工夾具設計

   7.1 設計需求背景介紹

  為了簡化討論過程，夾具設計僅需要完成了定位、定刀元件設計和夾具體的基礎部分，更詳細 的設計就不做了。相關模型文件在\007文件夾中。

 1）這是一個并行設計的例子，零件設計也在實施中，可能修改某些結構尺寸。

 2）零件的結構已經(jīng)確定，不會有修改了。

 3）工藝過程也已經(jīng)確定，不會有修改了。

 4）對刀規(guī)厚度為2mm。 工藝過程如下，6道工序：
    

    7.2 工序零件模型準備與“逆向衍生”的設想

  在工藝設計過程中，工序零件模型是設計的原始基礎和工藝信息的載體。
  這些工序模型是從毛坯開始，一直到成品，應當每個工序有一個零件模型；
  這些工序模型是相互關聯(lián)的，后工序繼承前工序的所有結構和尺寸，而自己又因為本工序的加

工部位被加工出來，因此多出了一些特征；
  這些工序模型是它的工序夾具設計的原始條件，夾具設計所有的結果都與其關聯(lián)；這些工序模

型將能夠跟隨原始零件設計的修改而更新；同時，相關的夾具設計結構也會按照裝配關系要求而更 新設計。這就是各個工序零件模型的設計構思表達要求。

   按Inventor現(xiàn)有的規(guī)則，可能關聯(lián)、可變更原始零件設計模型的表達，要使用衍生實現(xiàn)。但是，工序模型源自結構齊全的零件設計結果，而衍生功能不能“減少”只能“增加”特征結構。

  因為給工藝設計者使用的、前期設計的結果不會是毛坯，毛坯是最后的零件模型，直接使用衍 生是不能滿足夾具設計的要求。為了能造成各個工序之間零件模型的統(tǒng)一關聯(lián)，并且借用原始零件 設計結果，筆者提出“逆向衍生”的技術方法。就是說，原始條件是最終零件，而工序模型則是“填 補”加工部位，就是創(chuàng)建相關特征，填補零件上已經(jīng)加工好的部位，成為加工之前的樣子，以形成 從最終零件到毛坯的逆向處理模式。

  雖然這樣做與傳統(tǒng)工藝設計的具體過程有些不同，但是,在本質(zhì)上說、從設計思維的抽象上說，還是一致的。

  這些工序模型應當由工藝設計師，繼承零件設計師的結果，一邊進行工藝設計，一邊產(chǎn)生相關 的工序模型。而工序模型之間以及與原始零件的關聯(lián)，則是Inventor的“衍生”功能根據(jù)我們設置的條件自動進行的。參見圖10-60。
      

  實際上這個零件創(chuàng)建的依據(jù)，可能是參數(shù)驅(qū)動、可能是裝配關系約束、可能是輪廓投影關聯(lián)、 還可能是零件參數(shù)傳遞。用逆向衍生方法可以在確保關聯(lián)的基礎上，則不需要考慮零件創(chuàng)建的條件， 就可以可靠地生成工序模型。

  因為原始零件可能使用基與裝配約束的“自適應”設計模式，而這種模式下，設計變量中不會 包含基與裝配的結果尺寸，因此，用設計變量關聯(lián)的技術方法可能會有些問題。

 衍生是唯一可靠的結果；目前只有衍生能做到這些。
  在下面的設計實例中，僅僅是為了方便在討論中驗證裝配關聯(lián)的有效性，筆者將原零件設計“零件.IPT”作成參數(shù)驅(qū)動模式，而將有關特征改名成為工序名稱，這一節(jié)所有的文件，\007文件夾中。

    7.3 逆向衍生：

 ◆工序6模型：開始新零件，直接使用原始零件衍生。另存為“工序-6.IPT”。這樣做是為了在任何一種創(chuàng)建這個原始零件的條件下，這樣作出的工序零件模型都能繼承原始零件的有 關數(shù)據(jù)。

 ◆工序5模型：在現(xiàn)有模型基礎上，填死螺紋孔，另存為“工序-5.IPT”。

 ◆工序4模型：在現(xiàn)有模型基礎上，填死槽子，另存為“工序-4.IPT”。

 ◆工序3模型：在現(xiàn)有模型基礎上，填死大孔，另存為“工序-3.IPT”。

 ◆工序2模型：在現(xiàn)有模型基礎上，填死兩個小孔，另存為“工序-2.IPT”。

 ◆工序1模型：在現(xiàn)有模型基礎上，拉伸出2.5mm的毛坯余量，并倒鑄造圓角R2，另存為“工 序-1.IPT”。結束。

    7.4 工序1夾具設計

  1）開始新裝配，引入“工序-1.IPT”；引入已經(jīng)做好的零件“1-支撐釘”三個。因為是粗基準 定位，需要使用球頭支撐釘。

  2）支撐釘與零件裝配：軸線重合、支撐釘球頭與零件毛坯面相切。參見圖10-61。
      

圖10-61支撐釘裝配結果

  3）引入已經(jīng)做好的零件“檔塊”。與支撐釘裝配：兩者安裝面面對齊；

  4）與零件裝配：檔塊定位面與工件圓柱面向切、檔塊定位面與工件邊角度對準、檔塊中截面與 零件圓柱軸線對準。參見圖10-62；
       

  5）引入已經(jīng)做好的零件“V檔塊”。與支撐釘裝配：兩者安裝面面對齊；與零件圓柱部分裝配： 兩個定位面與工件圓柱面向切、V檔塊定位面與工件邊角度對準。至此，定位元件已經(jīng)就位。 參見圖10-63。
      

   6）創(chuàng)建新零件“1-底板”，以V擋塊的底面為新草圖所在面，投影相關零輪廓；創(chuàng)建底板草圖， 做構造草圖圓、定位底板的輪廓。

  注意：
  這里有個可能出現(xiàn)的問題：驅(qū)動尺寸可能的“兩義性”。驅(qū)動尺寸是描述長度的，作為支撐

釘安裝孔中心到底板邊的距離，從底板做完之后討論，雖然都是從底板邊線開始的 40mm，但另 一端可能在底板內(nèi)部，也可能在底板外部，就是兩義性。

  這種可能并不總是出現(xiàn)，可一旦出現(xiàn)就相當麻煩了。所以，這里應當使用構造圓與底板邊相

切，而不是直接標注底板邊到支撐釘安裝孔中心的尺寸。
  參見圖10-64，設計表達的詳細過程是：
     

 ◆以“V檔塊”的安裝面為新草圖所在面，隱含創(chuàng)建了一個裝配約束；

 ◆投影三個支撐釘安裝軸徑的圓，圖中的A/B/C,投影“V檔塊”的邊，圖中的D；

 ◆以A/B兩圓心為圓心，做等徑構造圓兩個，直徑50mm；

 ◆以C圓心為圓心，做構造圓，直徑90mm；

 ◆創(chuàng)建斜矩形草圖，約束下面的邊與D線平行；

 ◆約束另外三個邊與構造圓相切,拉伸創(chuàng)建底板零件。
  這樣從操作上說，也并不繁瑣，但是能可靠防止有可能出現(xiàn)的驅(qū)動尺寸兩義性的問題，因為與構造圓相切的約束同時具有大小和方向。

7）參見圖10-65。引進“1-對刀塊”零件，設置成自適應，用裝配約束定義好與工件加工面的

2mm對刀規(guī)厚度差。
     

  8）結果另存為“工序1.IAM”。

  9）驗證設計數(shù)據(jù)關聯(lián)：打開“零件.IPT”，顯示“主特征”的驅(qū)動尺寸，修改尺寸d100成140， 存盤退出。再次打開“工序1.IAM”，結果正確跟隨。

    7.5 工序2夾具設計

  工序2與工序1的夾具設計很類似。

  開始新裝配，引入“工序2.IPT”；引入已經(jīng)做好的 零件“2-支撐釘”三個，與零件裝配。

  因為現(xiàn)在是以上道序加工加過的精基準面定位，應當使用的平頭支撐釘；可簡單地使用“插入”裝配完成 裝配約束。

  參見圖10-66，用與工序1同樣的方法引入兩個擋塊，并裝配好；用與工序1同樣的方法創(chuàng)建“2-底板”；引進和安裝“2-對刀塊”，完成。另存為“工 序2.IAM”。