检具设计 基于通用CAD平台的方法
第 21 卷，第 3 期，2005 年 6 月 机械设计与研究卷。21 No. 3 Jun. ,2005 文章编号：100622343（2005) 032062203 质量的重要工具。和规律性的设计和建模方法。基于通用CAD平台检具设计方法姚兴军（华东理工大学，石油化工学院, 上海201512, E2mail: yxjshcn @126. com) YAO Xing2jun1. 1 关于检查特定的成型表面：基于检具设计的特点和要求的分析，提出了一种通用CAD软件平台上检具设计建模的通用总结方法，以Pro/E通用模块为例，总结了使用quilt函数生成检测面的三种方法：挤压到被子，加厚被子，并用被子修改实体；描述使用族表功能创建和使用检验工具的直纹零件库的步骤。这些方法对通用夹具的设计也有一定的参考价值。关键词：检具；加元；造型; 被子; 零件库图分类号：TH12 文档识别码：ADesigning Methods of Testing Fixture Based on Conventionol CAD（华东理工大学石油化工学院，上海201512）检验工具是一种用于测试的平面工具，可以快速测试工件的合格性，甚至测量有关元素的误差值。这些方法对通用夹具的设计也有一定的参考价值。关键词：检具；加元；造型; 被子; 零件库图分类号：TH12 文档识别码：ADesigning Methods of Testing Fixture Based on Conventionol CAD（华东理工大学石油化工学院，上海201512）检验工具是一种用于测试的平面工具，可以快速测试工件的合格性，甚至测量有关元素的误差值。这些方法对通用夹具的设计也有一定的参考价值。关键词：检具；加元；造型; 被子; 零件库图分类号：TH12 文档识别码：ADesigning Methods of Testing Fixture Based on Conventionol CAD（华东理工大学石油化工学院，上海201512）检验工具是一种用于测试的平面工具，可以快速测试工件的合格性，甚至测量有关元素的误差值。
检具已成为受控产品。由于检具的特殊性，检具的发展必须跟上产品推出的新节奏。随着产品周期的缩短和产品形状的不规则化，对检具的设计提出了更高的要求。基于这样的要求和目的，使用CAD技术来设计数字模型的检测工具是大势所趋，这也为后续的检测工具CAM做准备。从这个意义上说，检测工具的开发和模前产品设计都广泛使用了CAD技术，并且直接基于产品开发有很多相似之处。但是主流的CAD软件已经有了比较成熟的模具模块，只是没有专门的检测工具模块，这也说明了检测工具开发的复杂性。尽管如此，根据检具的特点和要求，可以得出更适合检具的通用CAD平台。1 检具零件的分析应具有定位、装夹和检测工件的功能。定位主要通过检查混凝土和各种定位销零件来实现。夹紧主要由各种快速夹具及其支撑件实现。检测主要通过各种量具（如限位规）和测量仪器（如千分表）来实现。图1显示了一套钣金冲压件的检测工具。根据形状的规律，这些检查零件可分为两类：带成型等）。以下是具体成型面和常规零件的检测分析：表面零件（主要是检测专用）和常规零件（如各种快速夹具、量规）。收稿日期：2005-01-04 检测的特点和要求夹具设计，介绍了基于常规CAD软件的测试夹具的一般设计和建模方法。以Pro/E通用模块为例，介绍了基于传统CAD软件的测试治具的一般设计和建模方法。以Pro/E通用模块为例，介绍了基于传统CAD软件的测试治具的一般设计和建模方法。以Pro/E通用模块为例，
这就要求检查特定的成型面与工件的成型面有一定的对应关系，其分布一般可分为5种情况，如图2所示。 图2a中夹具定位基准面②与工件表面①；图2b中夹具检测基准面②与工件面①的偏移距离为3mm；夹具检测基准面②与图2c工件面①的偏移距离为3mm，检测基准面④相对于工件面①的法线方向与工件边缘线③对齐；图2d中，检具检测参考面②与工件面①对齐，以及检测基测量面④工件边缘线与工件表面①的切向偏移距离为3mm；图2e中检测基准面②与工件面①的偏移距离为3mm，检测基准面④与工件面③对齐。从图2可以看出，检测体的成型面与模具的型腔面不同：检测体的成型面一般不是全成型的；除了用于定位的成型面），它与工件的表面接触（图2a中的面②，其他用于检查的成型面一般是工件表面的偏置面、法向延伸面或切向延伸面。第三阶段姚兴军：基于通用CAD平台检具设计 方法633 检查具体成型面造型方法 根据以上分析，具体成型面有多种形式，这就决定了（不宜简单使用“抠图”CutOut Pro/E 装配模块）方法或模具模块中的型腔生成方法。而是应充分利用quilt功能，根据检具定位检具的具体要求，生成检具专用型面。Pro/E 装配模块中的 CutOut）方法或模具模块中的型腔生成方法。而是应充分利用quilt功能，根据检具定位检具的具体要求，生成检具专用型面。Pro/E 装配模块中的 CutOut）方法或模具模块中的型腔生成方法。而是应充分利用quilt功能，根据检具定位检具的具体要求，生成检具专用型面。
检查具体成形面的一般流程是：①复制与工件成形面相吻合的被子；②正确处理复制的被子（偏移、延伸、修剪等）；③ 使用加工面组生成特定的成型面。▲ 2 检查特定成型面与工件成型面的关系。3. 1 面组的生成与加工1. 2 对于规则零件，配合面组与工件对应的成形面基本相同。如果它们重叠，则可以通过“复制 2 粘贴”方法生成它们。首先选择所需的工件表面，如图2b中①所示（可根据需要同时选择多个连续表面）。检具中的常规零件可以分为两类：一类是可以直接购买的零件，如各种螺丝、快速夹具等，这类零件往往是系列化和标准化的，不需要设计和制造。详细制造，这些零件的数字模型可以通过第三方获得。另一种是需要自己设计制造或定制的零件，如各种定位销、量规等。由于这类零件的特殊性，一般不可能直接购买，但这些零件也有很强的规律性，只有少量的尺寸会发生变化。因此，认为可以为此类零件建立常规零件库。零件库的使用可以使检测工具的设计和制造更快更经济。执行编辑菜单中的“复制”命令，再执行“粘贴”命令，粘贴的被子就创建好了。
需要注意的是： ① 在装配环境中，首先要激活被检特定零件，然后执行“粘贴”命令，只有这样生成的绗缝被才是检具零件的特征；②“粘贴”执行过程中，一般要填满孔洞，才能生成完整的被子，利于后续加工。选择新创建的配件被子，执行“偏移”命令，生成偏移被子。注意选择正确的偏移方向和距离。您还可以根据需要对配合被子和偏移被子进行进一步的“延伸”和“修剪”处理。例如，在图2e中，表面②可以通过表面①的法线偏移生成，并且表面④可以由表面③的切向延伸产生。然后对两者进行修剪，生成整体3. 2 人脸组生成。成型面 2 通用CAD平台设计检具的一般流程 这里以广泛使用的Pro/E软件为例，介绍通用CAD平台上检具的设计建模方法。综合应用Pro/E通用模块的曲面建模、实体建模和装配功能，可实现检具的设计建模。由于检具是针对待检工件的，所以应根据工件的数字模型进行设计。在 Pro/E 装配环境中，工件作为第一个组件进行装配，以便它可以作为参考对象以“自上而下”的方式设计检查工具。大致流程如下： ① 三基平面建立；② 检查具体设计；③定位销、检测销等相关零件的设计；④ 其他部分的设计；⑤ 生成装配工程图和零件工程图。
该方法可根据实际情况选择。3. 2. 1 延伸到被子，生成检具实体。检查的上表面与被子重合。需要注意的是，草图形状不能超出被组在草图平面上的投影范围，否则拉伸会失败。通常，面组的循环边作为草图形状的一部分或全部投影到草图平面上。被子的边线可能比较复杂，一一选取边线段生成投影草图很容易出错。为了避免出现此类问题，可以使用Pro/E的“智能”选择方法来选择偏移被子的边缘循环（先选择其中一条线段，移动鼠标，边循环会被预选，然后用左键正式选择循环线）；然后使用“复制2粘贴”的方法，为边缘循环线生成独立的曲线特征；这样，在制作拉伸特征的草图时，可以直接以“循环”的方式将曲线投影生成草图形状。) 这样生成的检测体的侧面（图2b中的④和工件边缘的③（图2b）不一定与工件表面的法线方向对齐。在实体建模之前检具的参考平面首先要建立检具的三个参考面，如图3所示。要生成的基准块的测量面（或基准套的基准端面和轴）必须与三个基准面组合在一起。参考平面重合。
底板和检测体等零件也将在三个基准面的基础上生产。三个基准平面应平行于工件的参考坐标系。例如，汽车零件一般使用车身坐标系作为零件的参考坐标系。三个基准平面应平行于身体坐标系和与原点的偏移距离。应该是整数。在三个基础平面的水平基准平面的基础上，偏移另一个平面（称为放置平面），要生成的底板上的平面将与其重合。当对边缘轮廓没有严格的检验要求时，允许这样的设计，加工工艺好。示例如图 4 所示。 3. 2. 2 为厚被子生成仪表实体厚实体。由于朝面组法线方向加厚，侧面的④（图2C））和工件的边缘线（图2c中的③）自然与工件表面的法线对齐。加厚实体和检查 基板之间的实体可以通过拉伸到加厚体的下表面来生成（完整的被子也应该提前复制），类似于3.中描述的方法2. 1" " ，如图5所示。 ③④ 2个被子，从中可以生成检查混凝土造型面。检查混凝土造型面是一个实体面，从多少个实体面生成被子是放置平面作为草图平面，
调用零件库的操作就像用族表组装模板零件一样，▲ 7 绘制圆柱检测销的族表3. 2. 3 使用面组将现有实体修改为生成检测工具实体。用于生成 quilt set 适当修改现有实体，从而生成具有所需造型表面的检查混凝土。常用的修改方法有“替换”、“实现集成”和“替换”。其方法是在偏移现有实体的某个面时选择“替换”选项，将实体的这个面替换成被子，从而形成检测体成型面的“实体化”；方法是指使用被子分离现有的实体，并留下适当的实体作为检查细节。同样，这两种方法使用的现有实体横截面不能超出被子的范围。与一般零件装配不同，需要选择实例名称。以这种方式组装的是模板部件的实例部分（不是模板部件本身）。对于具有标准尺寸的零件，如螺钉、基准套、销导套等，一般可以通过选择合适的实例名称来获得所需尺寸的实例零件。对于关键尺寸为非标准尺寸的零件，很难找到与尺寸完全对应的示例。表中不可能列出所有可能的尺寸，只能列出其中的一些尺寸。
创建三维模板零件后，应制作相应的工程图。生成样例零件时，模板将零件对应的工程图文件复制到样例零件的同一目录下，并将文件名更改为与样例零件的文件名相同（扩展名相同）。这样，工程图就是实例部分的工程图，它们之间存在着相互驱动的关系。要发现各部分的规律性，尤其需要明确关键维度以及其他维度与关键维度的关系。例如，对于圆柱形检测销，关键尺寸是检测部件和导向部件的标称名称。直径。图 6 列出了一些可用于构建零件库的常规零件。5 应用实例1 展示了一套使用本文介绍的方法在Pro/E 通用模型块上设计的检测工具。待测工件如下图3所示为汽车冲压件。
检具设计要点如下： 5. 1 工件定位▲ 6 图中可以建立零件库的规则零件。分解成3个平行的小平面A1、2、3散布在工件周围；2个孔AA为B、C。为了定位工件，反映工件的检测基准检具设计，检测时应设计工件3个参考平面对应的平面，如图2a所示；2个孔的定位可以通过2个定位销来实现，如图1所示。 5. 2 工件检测（2)为每个系列创建模板零件。创建模板文件时，我们必须考虑到它的兼容性和简单性，并且不要试图让模板零件衍生出太多不同的形状。例如，一个模板零件可以用于圆柱销进行定位和检查，但应该使用两个模板零件用于圆柱销和锥形销。充分利用Pro/E的变量关系函数，以关键维度作为基础变量，建立其他变量维度与关键维度的关系。（3)在模板部分，使用Pro/E族表功能建立参数。工件的主要检测元素是工件的周边区域。成型面的轮廓：1mm，而工件边缘轮廓要求较低：3mm。但圆柱销和锥形销应使用两个模板零件。充分利用Pro/E的变量关系函数，以关键维度作为基础变量，建立其他变量维度与关键维度的关系。（3)在模板部分，使用Pro/E族表功能建立参数。工件的主要检测元素是工件的周边区域。成型面的轮廓：1mm，而工件边缘轮廓要求较低：3mm。但圆柱销和锥形销应使用两个模板零件。充分利用Pro/E的变量关系函数，以关键维度作为基础变量，建立其他变量维度与关键维度的关系。（3)在模板部分，使用Pro/E族表功能建立参数。工件的主要检测元素是工件的周边区域。成型面的轮廓：1mm，而工件边缘轮廓要求较低：3mm。在模板部分，使用 Pro/E 族表功能建立参数。工件的主要检测要素是工件的周边区域成形面的轮廓：1mm，而工件边缘的轮廓要求较低：3mm。在模板部分，使用 Pro/E 族表功能建立参数。工件的主要检测要素是工件的周边区域成形面的轮廓：1mm，而工件边缘的轮廓要求较低：3mm。
所以可以参考列表，一般把基本变量放到参数列表中。图7为族表建立的圆柱形检测销的参数表，其中d12和13分别代表d检测部分和检测销导向部分的公称直径。不同的实例名称对应一组参数（本例中为d12和d13），对应一个可以生成的实例部分。保存模板文件后，会创建相应的零件库。4. 2 使用图2b所示方案设计检测用的检测混凝土成型面，工件检测面与检测混凝土成型面的偏移距离为3mm。用限位规检查工件表面与检测体成型面的距离是否在3±5mm范围内，判断其是否合格。0.可以通过零件库快速设计定位销、通止规、基准组等常规零件。(接第82页) 82 3. 2. 4 油箱螺旋桨直径比为3. 5:1 机械设计与研究卷21卷▲27图▲28图▲29图[ 4 ] 陈毅冲, 易军, 王尚武. 搅拌设备设计[M]．上海：上海科学技术出版社，1983. [5] Fluent 应用实例。流利。Inc. [6] Unigraphics，UG/ Open MenuScript 用户指南，版本 18. 0, s 2001. [7] Fluent Application Handbook。流利。公司'
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要在这些软件中使用。这些检具的设计和建模方法对通用治具的开发也有一定的参考价值。参考文献： [1] 刘海芳．基于Pro/E的机械设计标准件库的建立[J]. 机械设计（接第 74 页） [11] Morison JR、O'Brien MP、Johnson JW、Schaaf SA，桩上表面波施加的力 [J]。石油交易（英文）。AIM E ,1950,189:149～154. [12] Hapel K2H, Ko hl M. Statische Festigkeitsberechnungen und ¨ Dunamische Untersuchungen an Drilling2Risern zur Erdolexploration bei 2000m [J Meerestiefe] Meerestechnik (德国), 1982, 13, Nr. 1: S. 13～18. [13] Hapel K2h, K¨ M. Erzwungene Transversalschwingungen o hl langer Drilling Riser2der D¨ a mpfungsparemeter der linerisierten Widerstandskraft (Offshore2Technik) [J]. Stahlbau (德国), 1980, 49, Nr. 11, S. 335～341. [14] Owen DG, Qin K. 柔性隔水管系统模型试验与分析[J].
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