1 前言
SINOVATION軟件是山大華天軟件引進國外先進三維CAD/CAM軟件后，經過消化吸收后重新開發的一款國產化三維CAD/CAM一體化的綜合性應用軟件。該軟件具有混合型建模、參數化設計、豐富的特征造型功能。
基于SINOVATION平臺進行機床夾具三維化設計時，相鄰零件間需建立完整的裝配約束關系。若機床夾具結構復雜，裝配繁瑣的問題日益突出。
解決這類問題的方法有二種，一是可以將經常用的小裝配組件單獨進行裝配，在夾具總裝中多次調用該小裝配件，這樣可以減少一部分的裝配工作量；另外，也可以將同系列的小裝配組件建立參數化模型，使用時只需輸入期望參數繼而調用即可，這種方法類似于調用國標零件。若采用后一種方法，不僅將設計人員從枯燥無味的重復性裝配勞動中解放出來，而且可以為機床夾具設計工作降低時間成本，提高設計效率。
2 移動壓板組件
下面以工藝裝備設計過程中經常用到的壓緊元件——移動壓板組件為例，介紹基于SINOVATION平臺的裝配件參數化模型建立流程。
移動壓板組件主要由移動壓板、錐面墊圈、壓力彈簧、雙頭螺栓、平墊圈、球面帶肩螺母、六角薄螺母、調節支承等組成。如圖1所示：
圖1 移動壓板組件
1：雙頭螺栓 2：球面帶肩螺母 3：錐面墊圈 4：移動壓板 5：調節支承
6：平墊圈 7：六角薄螺母 8：壓力彈簧
常用的移動壓板組件的參數使用范圍較廣，從M12×80到M30×250經常采用。針對同系列不同參數的移動壓板組件，非常適合于建立參數化模型。
3 建模流程
對移動壓板組件進行參數化設計，首先要創建單個零件的參數化模型；接著將這些零件經裝配約束組成移動壓板裝配組件，同時針對該組件提取所需的設計變量；創建設計變量參數表格以驅動每個設計變量；最后向三維輔助設計系統標準件數據庫中添加該參數化模型。
3.1 創建單個零件的參數化模型
在SINOVATION平臺上，依據每個零件的特征，建立二維驅動草圖。例如，移動壓板可以先繪制二維矩形輪廓草圖，然后采用拉伸命令建立三維實體。墊圈、螺栓等件通過繪制二維截面輪廓草圖采用掃描命令實現。彈簧件需建立掃描路徑草圖，經掃描命令后實現三維實體。
3.2 建立移動壓板組件裝配體
基于SINOVATION平臺新建裝配體文件，并添加移動壓板、錐面墊圈、壓力彈簧、雙頭螺栓、平墊圈、球面帶肩螺母、六角薄螺母、調節支承等件的三維模型，接著依據各種裝配約束命令建立起相鄰零件間正確的位置關系。
SINOVATION提供有：距離、角度、平行、垂直、一致、相切、同軸等裝配約束命令。利用這些約束關系可以對裝配件進行完整與適當的約束。裝配之后，運用干涉檢查命令驗證該模型是否存在干涉部位。若有干涉，則應及時修改和調整零件間的相對位置關系。
裝配好的移動壓板組件裝配模型，如圖2所示。
圖2 移動壓板組件
3.3 設計變量
裝配體參數化設計的主要工作是在分析裝配結構的基礎上分配設計變量。每個零件的尺寸應由惟一的設計變量和變量關系式來實現控制。
在移動壓板組件建模過程中，共使用了49個變量，分別是雙頭螺栓設計變量5個；球面帶肩螺母設計變量8個；錐面墊圈設計變量4個；移動壓板設計變量13個；調節支承設計變量9個； 平墊圈設計變量3個；六角薄螺母設計變量3個；壓力彈簧設計變量4個。圖3為從移動壓板組件中提取的設計變量表，由于表格太長，此處僅列取部分參數。另外說明的是：本文將裝配約束的距離尺寸變量已經轉化到移動壓板單個零件的參數化模型中。
圖3 設計變量
3.4 建立驅動表格
SINOVATION軟件可以與Microsoft Excel電子表格實現關聯，通過編輯表格中的數據來驅動設計變量，實現裝配模型的尺寸、結構、裝配位置的改變。這樣以來，通過修改參數數據，就可以調用同系列的不同尺寸大小的裝配件，大大節省了建模與裝配時間。圖4部分列取了移動壓板組件設計變量的Excel電子表格。
圖4 設計變量Excel數據表
3.5 向數據庫添加模型
當移動壓板組件實體模型和設計變量Excel數據表設計完成后，就可以向三維輔助設計系統標準件數據庫中添加參數化模型。圖5給出了參數化模型的添加過程圖。
圖5 添加參數化模型
向標準件數據庫添加完參數化模型后，便可在三維輔助設計系統標準件數據庫中調用該移動壓板組件。調用過程，如圖6所示。在調用過程中，只需確定6個尺寸參數，便可驅動移動壓板組件參數模型。
圖6 調用移動壓板組件
4 結論
基于SINOVATION平臺，以機床夾具設計中經常用到的壓緊元件——移動壓板組件為研究對象，詳細說明了裝配件參數化模型建立流程。通過采用設計變量驅動三維模型的方法，對移動壓板組件的尺寸、結構以及零件間的相對位置關系進行驅動，實現移動壓板組件真正參數化設計的目的。
針對應用SINOVATION平臺進行機床夾具三維化設計時，如果不斷地將常用的夾具組件建立參數化模型，逐步積累、完善三維輔助設計系統標準件數據庫，這樣工程師可以將大量的時間傾注在方案設計里，具體實施上只需調用標準件即可，不但減少了瑣碎、重復的建模與裝配工作，而且工藝裝備設計趨于簡便、高效。另外，三維軟件的模擬裝配功能，減少了工藝裝備制造過程中由于設計問題造成的失誤。
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