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CATIA教程

汽车焊装夹具CATIA三维设计

时间:2018-12-12 23:34:39   作者:   来源:   阅读:1   评论:0

前言

    CAD(CAD即运算机辅助设计)/CAM(CAM即运算机辅助制造)市场一个复要的变化就是微机平台的三维造型软件开始崭露头角。从企业应用情况来看,二维CAD占据较大的份额,软件应用大多停留在低层次的绘图而不是设计工作上。随着应用水平的提高,基于三维CAD)进行设计的优势已显现出来。目前三维造型软件仍以国外厂家为主。国产CAD/CAM软件与国外竞争最大优势就是服务,这种服务既有售前普及化服务和售后的本地化服务,又有由此延伸出来的一系列增值服务。应用推广,三维造型软件这样复杂产品特别需要优质的服务。目前来看,国内的CAD/CAM软件市场经过商家强烈竞争的洗礼,已经变得更加理性和成熟。广大用户已经能够根据自己的需要和软件的功能、价格、服务、升级、兼容性,以及软件公司的发展前景作出正确的挑选。

    在汽车行业,以往业主提供的供设计使用的数模是五花八门,有:CATIA格式、PR-E格式、UG格式等等。使得我们的设计工具也是五花八门。对此我们也深深感受来自己设计上需要一种能解决这种问题的办法。经过我们多年的设计体会及设计人员的深入交流、分析、比较和总结,我们认为如何灵活、科学运用软件来适合、指导我们的设计工作是我们所复点关注的问题。它既能立足于我们现在的设计现状,并且又能和多个三维软件进行数据的共享、运用。

pk10手机投注     在初步了解了一些三维软件在其他专业厂家的一些使用效果后,我们觉得将它作为我们发展的一个复点是可行的。

    由于在车身焊装夹具中,各公司的做法不一,也没有现成的体会可以学习,我们在焊装夹具设计中作了几点探索。

一.数据治理(文件夹的治理)

    我们在2005年下半年的《某公司焊装车间项目》中使用CATIA软件完成焊装夹具的三维设计(概念设计)、详细设计、工程图生成(二维设计)、焊钳模拟、运动分析等;所有的设计工作都是在CATIA平台上完成。

    项目开始前期,我们认真分析了CATIA软件平台的一些功能和数据治理方法,初步建立了以《文件夹》治理数据的方法,大致的结构如下:第一针对项目;如:《项目》文件夹,里面有很多的治理项目,如《合同》文件夹,《技术协议》文件夹,《外购件》文件夹、《夹具》文件夹等等;其他的文件夹治理大家都用的很多了,估量都很清楚,不再一一细说。

    下面,那么我复点说说《夹具》文件夹中的文件治理,在该文件中,第一要有一个《数据治理》文件夹,它里面保存我们说要设计的夹具的基本的主要信息,夹具清单及要求;因为我们基本上是个人单机设计方式,其他的文件夹也就是各个夹具名称的文件夹,如 (CH750)文件夹……,每一个这样的文件夹中如果是协同设计,也就是联网设计,文件夹(CH750)为总的数据文件夹。该文件夹包含文件夹(Model),文件夹(CH750jig),文件夹(Worker),文件夹(Weld gun),文件夹(Common)等等与夹具组成有关的数据。

    在下一级夹具文件夹中如:文件夹(CH750jig)中有夹具中的组成部分文件夹(CH750.01)、(CH750.02)、(CH750.03)……,还有(CH750.base)……。当然了,这样在夹具(CH750jig)的文件夹中,数据以及各部分的所属关系是十分明确的。如下图一(文件储备):

汽车焊装夹具CATIA三维设计 

图一 (文件储备)

    在夹具图形中也是如此,见图二(设计图形中治理):

汽车焊装夹具CATIA三维设计

pk10手机投注 图二 (设计图形中治理)

    这些是设计思路的整理,先整理出一个十分清楚的设计思路,各个部分是什么作用,对于设计人员以及审查图形的人来说都是十分清楚的。

pk10手机投注     在设计中,标准件和外购件的积存是相当复要的,我们在初期积存了一些标准件,如气缸、手动加紧器、L型连接块、铜套、滑轨、轴承等等,见下图三(标准件库治理):

    汽车焊装夹具CATIA三维设计

图三 (标准件库治理)

    那么这些积存对于提高设计速度是非常好的,整理的标准件、标准机构、常用机构、特别机构及外购件等等,这些资料越多,给设计带来的思路和方法就越广阔。通过这段时间的设计接触,我感觉来这种资料是必须在设计早期要做库文件来长期积存的。

    此外,就是设计过程中对于软件把握的情况了。对于软件把握的熟练,也可以大大加快设计的速度和质量。当然了,还要对焊装夹具本身的功能比较清楚。下面是我们初期所做的一些设计如下图四(总装图的设计):

汽车焊装夹具CATIA三维设计

图四 (总装图的设计)

二.部件(装配组件)设计

    在实体设计的过程中,我们根据我们设计的需要,确定对冲压件进行定位和夹紧的位置,也就是通过前期对汽车焊接冲压件在进行焊接的时候,在哪些位置进行定位,那些位置进行夹紧,可以实现定位的准确和夹紧的可靠,对摘用焊机进行焊接非常合理的位置来进行定位和夹紧。当然了,这部分方案设计可以在二维中进行设计或三维中进行设计,不再细谈,就以二维图为例来谈,如下图五(设计方案):

汽车焊装夹具CATIA三维设计汽车焊装夹具CATIA三维设计

图五 (设计方案)

    拿来方案图以后。开始进行各个分部件设计,部件是由各个零件组成的,从图二的目录中可以看出。比较好的方法是自顶向下进行设计,针对冲压件的要求,按照图五的方案,对每一个部件进行设计。如图六(部件图):

汽车焊装夹具CATIA三维设计

图六 (部件图)

图六中为一个部件的图形,是按照方案,自顶向下进行设计的结果。当然了,按照方案,依据数模,进行设计;从图中也可以看出,装配件是由各个不同的零件组成,主要是完成各个零件的设计,这些零件再按照不同的关系,装配在一起。它们装配的时候依据的关系也称为约束。按照约束关系将它们装配起来。如图七(装配关系图)

汽车焊装夹具CATIA三维设计

pk10手机投注 图七 (装配关系图)

    对于部件,当完成了关键的零件(定位销、定位型面)设计,接下来就应该是设计的装配情况了,这些要看设计者积存的数据。积存的数据越多,在有些特别的情况下可以通过比较,挑选最优化的方式来实现设计部件的合理性。

三.零件设计

    当然了,从部件的设计中可以看来,部件是由零件组成的,零件设计是主要部分,按照图五方案进行设计,方案中的定位、夹紧点。关键的,与冲压件有直接关系定位、夹紧点,要在车身的坐标下来完成。下面就一个型块举例来说明,如下图八(实体及草图)

汽车焊装夹具CATIA三维设计      汽车焊装夹具CATIA三维设计

图八 (实体及草图)

    数模实体前要先创建草图,在草图绘制器里面完成零件实体的外形设计,见图八;外形设计完成后,返回来实体设计界面,拉伸生成该零件,接下来就是打孔和型面处理。如上图八中的打孔,当零件实体完成后,再利用POCKET  DEFINISION指示来完成开孔的工作。如下图九(实体及延伸来面),对冲压件支撑的型面接触部分,通过PAD  DEFINISION指示来完成,也就是延伸指示,延伸来冲压件表面。

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图九 (实体及延伸来面)

    其它零件的设计,和上述讲的零件设计过程雷同,先完成草图,再返回来实体设计界面,将草图元素拉伸成实体。对于零件的设计,主要就是关键零件设计,连接零件设计,机构零件设计等等,这里不再一一细说了。

    这些关键零件一定要严格按照车型数模的原始位置进行设计,设计完成后,特别是这些对设计数据要求特别准确的零件。最好不要按照一个简单的零件设计完成后,再装配,这样会给检测带来不便。

四.总装配组件设计

    完成了各个部件(装配组件)设计,通过装配现有组件的指示(见图十(装配现有组件))将各个部件装配起来,就生成了图四的总装配图。

汽车焊装夹具CATIA三维设计

图十 (装配现有组件)

    总装配图的前提是各个部件的设计都完成了,检查没有问题了,通过装配现有组件将其装配起来。在这里,保证每一个部件里面的坐标系(关键定位形块和定位销坐标都是车身坐标)都是车身坐标,那么只需要将各个部件装配起来,每一个部件的位置都是车身坐标的位置,生成的图形不需要约束,位置都是准确的。当然了,如果设计中不是按照这种设计进行的,也可以通过给每一个部件输入位置参数,使其位于其所在的位置。这样总装配图的设计就完成了。下面是对总装配图的完善。

    总装图设计完成后,夹具的概念图(施工图)形完成来了一个阶段,再将焊钳引入来设计图形中,看看焊接性是不是很好,可能有些设计零部件可能不能很好的满足焊接性,分析不能满足焊接的原因。

1)可能是焊钳挑选的不合适,这时候要调整焊钳的型号,挑选出合适的焊钳,进行再模拟。焊钳的挑选是合适的,这时候要看使用焊钳焊接的方法是不是合适,不合适的要摘用正确的焊接方法和焊接工艺。

2)也可能是零部件的设计不合理,这时候要改变这种不合理的结构,更改零部件图形,达来满足焊接性的要求。

3)还有,就是数模在设计的时候,对于冲压件的焊接性缺少考虑,这时候要和数模创建人员交流,更改数模,达来满足焊接性的要求。

    总之,设计的夹具要能很好的满足不同工艺的焊接性。

    除了焊钳的因素外,还有操作性、人机性能,就是操作者是不是能够很方便的操作,保护等等。各部件的运动是不是干涉?各部分的力学性能是不是满足设计的需要?等等这些问题都要仔细地查找产生的原因,针对问题解决问题。直来使得设计达来完善、准确、合理,这样总装配图的设计就完成完善了。

五.工程图设计(二维图设计)

    当完成了夹具总装配图、部件设计、零件设计、焊钳模拟、运动仿真等等三维设计和分析,确认各个设计的准确性之后,接下来就是对所设计的三维图形进行工程图设计。这里要设计好工程图设计的图签,如A1、A2、A3、A4等等,这个按照设计的要求,最好将图签设计放在工程图设计(Drawing)的“页背景”下进行设计。将工程图的生成放在“工作试图”下进行设计,这样在每一个工程图里面,图形、图签、标注、说明等等各个部分修改和编辑都非常明朗化、理性化、合理化。

    在这些准备完成后,针对我们的具体设计,进行总装配图、部件图、零件图的工程图设计,先将图签生成在页背景下,然后通过View Wizard将三维图生成在工作试图页面下。见图十一(总装配工程图),图十二(部件图,零件图工程图)。

汽车焊装夹具CATIA三维设计

图十一 (总装配工程图)

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图十二 (部件图,零件图工程图)

    图中的标注是根据我们企业对总装配图、部件图、零件图的尺寸要求,来进行尺寸的标注。完成了以后,对工程图进行校对、检查,确认没有问题了,这些图形就可以提供给制造了,制造单位根据图中的尺寸进行加工、装配等等。


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