煙草機械屬單件小批量生產(chǎn)，零件品種多且形狀復雜，對組合夾具的需求量大。隨著數(shù)控機床和加工中心的普遍使用，充分利用這些昂貴的設備，使其滿負荷運行才能取得良好的經(jīng)濟效益，因此快速進行工裝生產(chǎn)準備成為一個引人注目的問題。傳統(tǒng)的專用夾具因其準備周期長、成本高，越來越不能滿足企業(yè)發(fā)展的需要，而組合夾具恰恰正是適合這類生產(chǎn)所必備的藝裝備。然而目前組合夾具的設計和組裝仍采用落后的人工拼裝和管理方法，效率低周期長，所有這些因素都將組合夾具的計算機輔助設計研究提到了一個新的重要地位。

    為了使計算機輔助組合夾具設計更加快捷、方便，必須建立組合夾具元件庫。對于系列化零件而言，如果仍采用傳統(tǒng)的設計方法，將每一個尺寸不同、結(jié)構(gòu)相似的同類零件都單獨進行設計，其工作量大、效率低，圖樣管理也大為不便。針對這一問題，筆者通過工程實踐，采用SolidWorks 2003軟件，實現(xiàn)了組合夾具元件的參數(shù)化設計。

一、基本設計原理

    所謂參數(shù)化設計是指參數(shù)化模型的尺寸用對應的關(guān)系表示，而不需用確定的數(shù)值，變化一個參數(shù)值，將自動改變所有與它相關(guān)的尺寸，也就是采用參數(shù)化模型，通過調(diào)整參數(shù)來修改和控制幾何形狀，自動實現(xiàn)元件的精確造型。

二、設計方法和過程

    以最常用的長方形基礎(chǔ)板（Z1110）為例來說明參數(shù)化造型的過程，圖1所示為其基本結(jié)構(gòu)，該組元件共有22件，即22個規(guī)格，首先選擇該型號中規(guī)格最大的Z111090進行建模。

圖1 夾具元件的基本結(jié)構(gòu)

    1.設計樣件：在構(gòu)形過程中，必須標出各個部分的尺寸。尺寸可以是設計尺寸，也可為任意尺寸。用添加幾何關(guān)系的功能，保證側(cè)T型槽中心與基礎(chǔ)體的高度的中心重合。 

    2.重新命名特征：在繪制三維圖形時、系統(tǒng)自動為一個特征命名，為了使每個特征直觀、易懂，最好為元件中的特征起一個有意義的名稱，這樣既可避免設計時元件本身各個特征間產(chǎn)生混淆，也利于他人調(diào)用、編輯系列零件。例如將通用名稱“基體—拉伸”該為“基礎(chǔ)體”

    (1)單擊“Feature Manager”設計樹中的“基體—拉伸”，彈出快捷菜單。

    (2)單擊快捷菜單中的“屬性”選項，彈出特征屬性對話框。

    (3)在對話框的“名稱”框中輸入新的名稱“基礎(chǔ)體”，單擊“確定”。也可非連續(xù)單擊設計樹中“基體—拉伸”使名稱框變?yōu)榭删庉嫚顟B(tài)，輸入新名稱即可。

    按此法將其他部分重要特征重新命名，比如：將“切除—拉伸1”改為“橫T型槽”；將“陣列（線性）2”改為“縱T型槽陣列”；將“陣列（線性）3”改為“M12螺紋孔陣列”；將“鏡向4”改為“側(cè)邊T型槽鏡向”等等。

    3.將元件保存為“長方形基礎(chǔ)板.sldprt”。

    4.顯示尺寸：在F“eather Manager”設計樹選項中右鍵單擊“注解”文件夾，選擇“顯示特征尺寸”選項；若要在模型中間同時顯示尺寸名稱和尺寸值，可單擊“工具”下拉菜單中的“選項”，在系統(tǒng)選項標簽下，單擊“一般”，然后選擇“顯示尺寸名稱”復選框，單擊“確定”。

    5.重新命名尺寸：更改一些尺寸的名稱，實現(xiàn)用尺寸的名稱來識別系列元件中各個不同的實體部分，并以此名稱作為系列零件設計表中的標題。

    改變橫T型槽陣列的數(shù)量名稱方法：用左鍵雙擊特征樹中的橫T型槽陣列，在三維實體圖中出現(xiàn)陣列數(shù)量和名稱，用右鍵單擊陣列數(shù)量，彈出快捷菜單，取“屬性”選項；在尺寸屬性對話框中，在名稱框中輸入一個新的名稱 “槽數(shù)”,單擊“確定”按紐。

    6.同法改變其它尺寸名稱：將“縱T型槽陣列的數(shù)量名稱”（D1）改為“槽數(shù)”；將“底面凹槽陣列的數(shù)量名稱”（D3）也改為“槽數(shù)”等等。

    7.插入新的系列零件設計表

    上述工作完成后，即可建立新的系列零件設計表。

    (1)單擊“插入”下拉菜單中的“新建系列零件設計表”，彈出新建系列零件設計表對話框。隨之，一個嵌入的Excel工作表出現(xiàn)在窗口中。單元格A1標示工作表為系列零件設計表，模型名稱為“長方形基礎(chǔ)板”，單元格A3為第一個新配置的默認名稱“第一實例”。

    (2)在第二行中，輸入想控制的參數(shù)名稱（即尺寸名稱），輸入方法為保持合適的工作表單元格為激活狀態(tài)，在圖形區(qū)域中雙擊某個尺寸，則尺寸名稱和當前參數(shù)值被寫入單元格中。繼續(xù)以這種方法增加參數(shù)時，相鄰的單元格會自動被激活，將每個參數(shù)添加到標題行中，當前數(shù)值顯示在第三行中，可以迅速地向表中增加某些類型的參數(shù)。

    (3)可改變A3單元格中的配置名稱（可以用產(chǎn)品名稱或型號代替，本例為Z111090）。

    (4)在Excel工作表單元格中輸入?yún)��?shù)值，創(chuàng)建的系列零件設計表如圖2所示。

圖2 新創(chuàng)建的系列零件設計表

    8.顯示配置

    單擊窗口底部的“Configuration Manager”標簽，在窗口的左窗格中顯示已有的配置名稱。雙擊某一個配置名稱，即可顯示該配置的零件。

    9.長方形基礎(chǔ)板系列實體模型中的3個規(guī)格Z111070、Z111075、Z111080的驅(qū)動模型如圖3所示。

圖3 實體模型的驅(qū)動模型

三、結(jié)論

    采用SolidWorks 2003軟件進行系列化組夾元件的參數(shù)化設計，其設計方法編輯，修改等很容易實現(xiàn)。從上述過程可以清楚地看出，參數(shù)化設計與傳統(tǒng)設計相比，最大的特點是它儲存了設計整個過程，使工程技術(shù)人員可以通過變動某些約束參數(shù)而不必改動元件設計的全過程來更新設計。成為進行初始設計、元件模型的編輯修改以及多種方案設計和比較的有效手段。