【正文】 點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)： UG 軟件的功能特點(diǎn) UG 具有三維實(shí)體建模、裝配建模 ,生成直觀可視的數(shù)字虛擬產(chǎn)品 ,并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析、干涉檢查、仿真運(yùn)動(dòng)及載荷分析 ，可視化程度很高 其功能特點(diǎn)如下： 1） 用造型來(lái)設(shè)計(jì)零部件 ,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思想的直觀 描述 。 3） 提供了輔助設(shè)計(jì)與輔助分析的完整解決方案 。而且相關(guān)尺寸會(huì)自動(dòng)作相應(yīng)的修改； 4）選擇 UG三維設(shè)計(jì)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，只有捷足先登才具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。 項(xiàng)目名 /工位名 /GA —— 存放本工位夾具總圖及其氣路圖 項(xiàng)目名 /工位名 /UNIT —— 存放本工位夾具單元及其零件 項(xiàng)目名 /工位名 /PNL —— 存放本工位設(shè)計(jì)用 PNL 項(xiàng)目名 /工位名 /GUNCHECK —— 存放本工位焊點(diǎn)、焊槍、焊槍打點(diǎn)示意圖 項(xiàng)目名 /工位名 /STD —— 存放本工位設(shè)計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件、國(guó)標(biāo)件 項(xiàng)目名 /工位名 /MOTION —— 存放本工位各套夾具的運(yùn)動(dòng)分析 項(xiàng)目名 /工位名 /FILE —— 存放本工位各種清單表格及其設(shè)計(jì)試樣書，設(shè)計(jì)參考文件 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 9 文件命名規(guī)則 加工件工位代號(hào)－ UNIT號(hào)－零件序號(hào) RF012－ 00－ 00 —— RF012工位的 GA RF012－ 02－ 00 —— RF012工位的 U02 RF012－ 02－ 01 —— RF012工位 U02的零件 01 標(biāo)準(zhǔn)件名稱與標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)一致。外購(gòu)件名稱與樣本訂購(gòu)編號(hào)一致。國(guó)標(biāo)件國(guó)標(biāo)號(hào) 型號(hào)例： GB93878 代表彈簧墊圈 8。本設(shè)計(jì)中 UG的圖層設(shè) 定如下 ： 優(yōu)選層 可用圖層 內(nèi)容 優(yōu)選圖層 可用圖層 內(nèi)容 1 110 實(shí)體模型 61 6170 BASE TAP 車線 11 1120 夾具打開狀態(tài) 71 7180 GA 車線 21 2140 草圖 81A， 82B 8190 車身斷面 41 4150 參考點(diǎn)線面 91 91100 PNL 實(shí)體 51 5160 夾具及附屬裝置車線 101 101120 DRAFTING 表 21 分析設(shè)計(jì)任務(wù)書確定定位加緊 方案 夾具的定位方案的確定 夾具的定位加緊一般采用六點(diǎn)定位原則，本設(shè)計(jì)同樣采用該定位方式。這就是六點(diǎn)定位準(zhǔn)則，又稱“六點(diǎn)定律”。我們把焊件按圖紙要求得到確定的位置的過(guò)程稱為定位；把焊件在裝配焊接作業(yè)中一直保持在確定 位置上的過(guò)程稱為夾緊。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 10 為了使焊件在夾具中得到要求的確定位置，首先應(yīng)研究物體在空間的位置是怎樣確定的。由剛體力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的剛體，具有六種活動(dòng)的可能性，即六個(gè)自由度（ DOFS），分別為沿 X， Y， Z三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和分別繞 X， Y， Z三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 。所以自由度是決定物體空間位置的獨(dú)立參數(shù)。 因?yàn)槿绻b配件的定位基準(zhǔn)不確定，則不可能正確評(píng)價(jià)和確定零部件的精度，也無(wú)法決定零部件的準(zhǔn)確修正方向。 (2) 為了確定車身零部件的位置，需要基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)端的組合， 但是在同一方向上約束時(shí)，采用基準(zhǔn)面、孔、端的順序不同，考慮車身零件的形狀，定位基準(zhǔn)選擇的先后順序?yàn)榛鶞?zhǔn)面→基準(zhǔn)孔→基準(zhǔn)端。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 11 定位基準(zhǔn)位置的選定方法 夾具定位基準(zhǔn)的選定必須以沖壓件零件圖、裝配焊接后的零件圖、車身焊裝工藝流程和工藝方案、車身裝配公差要求以及基本車型 的有關(guān)資， 料 為依據(jù)。為了便于夾具設(shè)計(jì)與檢測(cè)，定位基準(zhǔn)面盡量選 在與車線平行的位置，且與車線之間的距離為整數(shù)；若定位基準(zhǔn)的位置與車線傾斜，則從車線處標(biāo)注尺寸和角度。 (3) 定位基準(zhǔn)孔要盡可能與定為基準(zhǔn)不重合。 (4) 分析整 條生產(chǎn)線上各工位零件的構(gòu)成以及各構(gòu)成零件的位置，使定位基準(zhǔn)的位置盡量選在能夠貫穿整條生產(chǎn)線的位置上，即生產(chǎn)線上各工位的定位基準(zhǔn)盡量保持一致，以減小工位間的定位偏差。 (6) 定為基準(zhǔn)盡量選在容易上件取料的位置，容易實(shí)現(xiàn)焊裝自動(dòng)化的位置，以及設(shè)裝配累計(jì)誤差最小化的位置。 (8) 定位基準(zhǔn)要選在可以減小焊接變形的位置上。 (9) 各被焊零件要盡可能單獨(dú)定位，不能只依靠相鄰零件型面的貼合來(lái)定位。所謂一面就是 U0 U02 U02 U03 UO3五個(gè)夾具單元所形成的平面，該平面限定了車板的三個(gè)自由度，車板上的兩個(gè)銷子，限定了車板的另外三個(gè)自由度，這樣就實(shí)現(xiàn)了六點(diǎn)定位，將車班的六個(gè)自由度全部限定，實(shí)現(xiàn)對(duì)車板的過(guò)定位控制?？纱_定車身斷面 A所處位置為 Y=2平面，根據(jù)設(shè)計(jì)要 求，夾具板厚度為16mm，故可確定車身斷面 B位于 Y=18平面。例如定位塊與支撐板之間采用的是直角定位，有直角限定定位塊的 5個(gè)自由度，再由檔片限定其第 6個(gè)自由度。此類夾具用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過(guò)管道、氣閥、氣缸等元件，產(chǎn)生加緊工件的夾緊力。由于氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊速度快，夾緊力比較穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，并可實(shí)現(xiàn)程序控制，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，在批量和大批量汽車焊裝生產(chǎn)線上廣為應(yīng)用。 在進(jìn)行焊裝夾具設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，首先要確定裝配焊接時(shí)所需夾緊力，然后根據(jù)夾緊力的大小和方向、被焊接零件的結(jié)構(gòu)、夾緊點(diǎn)的布置，安裝空間的大小等來(lái)選擇夾緊機(jī)構(gòu)的類型和數(shù)量。當(dāng)夾緊力的方向與重力方向一致時(shí)，可使夾緊力最小。所以?shī)A緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位件上，應(yīng)盡量選在零件剛煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 13 性最好的部位上，以減少夾緊變形。其接頭銷軸 C與壓板相連，通過(guò)氣缸活塞桿帶動(dòng)壓板運(yùn)動(dòng)，安裝銷軸 D固定，使氣缸繞 D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。氣缸形成有 7 100、 12 150等系列，氣缸行程影響壓板的打開角度 ，當(dāng)行程越大， 也越大。也就是說(shuō)如果選擇的氣缸行程為75mm，則其實(shí)際行程為 70mm，應(yīng)為要留出 5mm的補(bǔ)償量 以下為夾緊力的計(jì)算過(guò)程 設(shè)計(jì)中壓板的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為下圖 由杠桿平衡原理有 BFAP ??? （ ） 其中， P－單杠雙作用氣缸推力， kgf F－夾緊力， kgf A－氣缸作用力臂， mm B－夾緊力臂 ， mm 由氣缸運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)原理有： pdP ??? ?? 24 （ ） 其中， ? －氣缸的負(fù)載率，即氣缸活塞桿受到的軸向負(fù)載力與 理論輸出力之比，一般取 50?? % D－氣缸缸徑， cm p－氣缸系統(tǒng)使用壓力， kgf/cm2， 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 14 汽車焊裝線氣壓一般調(diào)節(jié)為 4 ～ 5 kgf/cm2 將式代入式求出夾緊力 F B ApdBAPF 42 ????? （ ） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在車身薄板焊接中，夾緊力 F? 30kgf 才 能滿足焊接要求。 RF012 工位分析及各單元設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)任務(wù)書是設(shè)計(jì)項(xiàng)目主管根據(jù)用戶提 供的技術(shù)任務(wù)書制訂的，它是設(shè)計(jì)者進(jìn)行具體夾具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性文件，是整個(gè)設(shè)計(jì)的總體方案。在 MCP 中，規(guī)定了夾具的數(shù)量和位置、厚度以及夾具的結(jié)構(gòu)（定位，夾緊，定位夾緊，定位銷）如圖： 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 17 圖 MCP （ 3）主要控制斷面形狀（ MCS） MCS 是組合件在 MCP 位置上的斷面形狀和夾具構(gòu)造簡(jiǎn)圖。如圖 圖 MCS 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 18 設(shè)計(jì)任務(wù)書的制作必須要在全面了解零件的形狀，焊裝過(guò)程和要求的前提下進(jìn)行，它既要保證設(shè)計(jì)的設(shè)備可靠、滿足使用 要求，又要力爭(zhēng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造簡(jiǎn)單、方便 夾具單元設(shè)計(jì)思路 根據(jù)試樣書， RF012 工位共需設(shè)計(jì) 5 套夾具即可滿足要求，其中 U01 和 U03 這兩套夾具可對(duì)稱使用。這個(gè)銷要求兩向可調(diào)。 這套家具初步設(shè)計(jì)成由定位板、壓板、定位塊、加緊汽缸、銷、銷支架等組成的夾具。定位夾緊內(nèi)板和兩個(gè)小件。這兩個(gè)銷要求兩向可調(diào)，且銷要為移動(dòng)銷。此處定位塊無(wú)需壓板，且需做成分離式的 3U03 夾具設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書 U031 和 U032 可設(shè)計(jì)成一套夾具，因?yàn)檐嚿頌樯罘吋?。由于第一次旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)和重量相對(duì)要大，要考慮旋轉(zhuǎn)中心的位置合理設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，使旋轉(zhuǎn)過(guò)程平穩(wěn)。 二次旋轉(zhuǎn)夾具的運(yùn)動(dòng)順序是第一次旋轉(zhuǎn)到位后第二次旋轉(zhuǎn)夾緊 ，第二次旋轉(zhuǎn)打開后在第一次打開，即氣缸 1 活塞桿伸出后汽缸 2 活塞桿再伸出，汽缸 2 活塞桿縮回后，汽缸 1 活塞桿再縮回，它必須通過(guò)行程開關(guān)在氣路中實(shí)現(xiàn)互鎖，否則會(huì)發(fā)生干涉，破壞被焊零件。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 19 RF012 工位 U02 夾具單元設(shè)計(jì)過(guò)程 按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求作出設(shè)置夾具部位的斷面形狀及相應(yīng)車線，將確定的夾具基座面的位置畫出，作為夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 現(xiàn)在主要介紹 U02 工位的設(shè)計(jì)方 法和過(guò)程 設(shè)計(jì)者在進(jìn)行焊裝夾具之前，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求做出相應(yīng)的車身斷面圖作為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)依據(jù)。 在 UG 中截取斷面，我們用 ，首先設(shè)置工作部件，將斷面線 A 面為車線絕對(duì)值小的一面，用橙色雙點(diǎn)劃線表示； B面為車線絕對(duì)值大的一面，用綠色點(diǎn)線表示；把 A 面放在 81 層，然后再截 B面，改好顏色，放在 82層。一般接觸面積寬度選為 1520mm 即可。 一般規(guī)定： 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 20 A面為車線絕對(duì)值小的一面，用橙色雙點(diǎn)劃線表示； B面為車線絕對(duì)值大的一面，用綠色點(diǎn)線表示； 所切斷面線如圖 所示： 圖 斷面線 畫裝配草圖 在設(shè)計(jì)壓板時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)壓板的打開狀態(tài)，氣缸的行程來(lái)確定旋轉(zhuǎn)點(diǎn)及氣缸安裝絞支點(diǎn)的位置，同時(shí)要考慮氣缸打開或關(guān)閉時(shí)連接部分是否干涉。一般接觸面積寬度選為 1520mm 即可。工作部件為 RF0120100,點(diǎn)擊 進(jìn)入草圖界面，根據(jù)斷面線的形狀設(shè)計(jì)壓板的形狀。操作步驟為：選擇編輯中的變換，選擇打開的壓板，選擇旋轉(zhuǎn)點(diǎn)并選擇旋轉(zhuǎn)的角度為 120 度，點(diǎn)擊復(fù)制即可，如圖 所示： 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 21 圖 草圖 打開狀態(tài) 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 22 為了避免給設(shè)計(jì)造成浪費(fèi)，在作運(yùn)動(dòng)分析之前須先對(duì)草圖進(jìn)行打開狀態(tài)干涉分析。通過(guò)學(xué)習(xí)可知，行程 75mm 的氣缸在滿足各項(xiàng)要求的情況下所打開的最大角度為 度，行程為 100 的氣缸最大打開角度為 度，因此可以通過(guò)打開角度，使壓板臂草圖旋轉(zhuǎn)來(lái)檢驗(yàn)其剛打開時(shí)是否會(huì)與 PNL發(fā)生干涉。 拉深出壓板、連接板、定位塊、壓塊 回到 modeling 狀態(tài)下，分別進(jìn)行拉伸操作 壓板的設(shè)計(jì) 首先將 RF01201 設(shè)成工作部件 ,鏈接 整個(gè)草圖，將壓板的草圖拉伸出來(lái)回到第一層，點(diǎn)擊拉伸 按鈕因壓板的結(jié)構(gòu)不能同時(shí)作為一個(gè)整體拉伸，故先將選 擇意圖工具條設(shè)置為 拉伸壓板的上半部分，厚度為 48 圖 壓板的拉伸 剩余部分要分兩次拉伸，在 Y軸的反方向上拉伸厚度為 8 毫米的實(shí)體完 成 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 23 圖 壓板耳朵的拉伸 選擇特征操作工具條中的倒角 按鈕，在出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇雙倒置，選中所要倒的角的底線，根據(jù)壓板的結(jié)構(gòu)輸入所倒角的第一偏置與第二偏置，即可完成壓板的總 體設(shè) 計(jì) 圖 圖 壓板的總體設(shè)計(jì) 連接板實(shí)體的設(shè)計(jì) 1 首先將工作部件設(shè)為 RF01202 設(shè)計(jì)連接板時(shí)應(yīng)根據(jù)壓板的設(shè)計(jì)及氣缸的行程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇行程為 100 的氣缸，其尺寸按照 97+行程來(lái)計(jì)算。同時(shí)應(yīng)遵循所設(shè)計(jì)夾具的工位特點(diǎn)、受力情況及材料的節(jié)省等方面來(lái)考慮設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)前已經(jīng)確定了 BASE 的高度。 LOCATOR 中氣缸下懸掛點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的水平距離為 35，與氣缸上止點(diǎn)的豎直距離為 [97+（行程 5） ST]。 3安裝薄型氣缸的孔的位置 根據(jù)銷的位置確定，先建一個(gè)基準(zhǔn)面，然后再偏置如圖所示 Z=700 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 25 圖 薄型氣缸孔的位置的確定 設(shè)計(jì)完后的連接板為