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CATIA教程

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

時間:2018-12-12 23:34:39   作者:   來源:   閱讀:1937   評論:0

前言

    CAD(CAD即計算機輔助設計)/CAM(CAM即計算機輔助制造)市場一個重要的變化就是微機平臺的三維造型軟件開始嶄露頭角。從企業應用情況來看,二維CAD占據較大的份額,軟件應用大多停留在低層次的繪圖而不是設計工作上。蜃龐τ盟平的提高,基于三維CAD)進行設計的優勢已顯現出來。目前三維造型軟件仍以國外廠家為主。國產CAD/CAM軟件與國外競爭最大優勢就是服務,這種服務既有售前普及化服務和售后的本地化服務,又有由此延伸出來的一系列增值服務。應用推廣,三維造型軟件這樣復雜產品特別需要優質的服務。目前來看,國內的CAD/CAM軟件市場經過商家激烈競爭的洗禮,已經變得更加理性和成熟。廣大用戶已經能夠根據自己的需要和軟件的功能、價格、服務、升級、兼容性,以及軟件公司的發展前景作出正確的選擇。

    在汽車行業,以往業主提供的供設計使用的數模是五花八門,有:CATIA格式、PR-E格式、UG格式等等。使得我們的設計工具也是五花八門。對此我們也深深感受到自己設計上需要一種能解決這種問題的辦法。經過我們多年的設計體會及設計人員的深入交流、分析、比較和總結,我們認為如何靈活、科學運用軟件來適合、指導我們的設計工作是我們所重點關注的問題。它既能立足于我們現在的設計現狀,并且又能和多個三維軟件進行數據的共享、運用。

    在初步了解了一些三維軟件在其他專業廠家的一些使用效果后,我們覺得將它作為我們發展的一個重點是可行的。

    由于在車身焊裝夾具中,各公司的做法不一,也沒有現成的經驗可以學習,我們在焊裝夾具設計中作了幾點探索。

一.數據管理(文件夾的管理)

    我們在2005年下半年的《某公司焊裝車間項目》中使用CATIA軟件完成焊裝夾具的三維設計(概念設計)、詳細設計、工程圖生成(二維設計)、焊鉗模擬、運動分析等;所有的設計工作都是在CATIA平臺上完成。

    項目開始前期,我們認真分析了CATIA軟件平臺的一些功能和數據管理方法,初步建立了以《文件夾》管理數據的方法,大致的結構如下:首先針對項目;如:《項目》文件夾,里面有很多的管理項目,如《合同》文件夾,《技術協議》文件夾,《外購件》文件夾、《夾具》文件夾等等;其他的文件夾管理大家都用的很多了,估計都很清楚,不再一一細說。

    訪媯那么我重點說說《夾具》文件夾中的文件管理,在該文件中,首先要有一個《數據管理》文件夾,它里面保存我們說要設計的夾具的基本的主要信息,夾具清單及要求;因為我們基本上是個人單機設計方式,其他的文件夾也就是各個夾具名稱的文件夾,如 (CH750)文件夾……,每一氛庋的文件夾中如果是協同設計,也就是聯網設計,文件夾(CH750)為總的數據文件夾。該文件夾包含文件夾(Model),文件夾(CH750jig),文件夾(Worker),文件夾(Weld gun),文件夾(Common)等等與夾具組成有關的數據。

    在下一級夾具文件夾啡紓何募夾(CH750jig)中有夾具中的組成部分文件夾(CH750.01)、(CH750.02)、(CH750.03)……,還有(CH750.base)……。當然了,這樣在夾具(CH750jig)的文件夾中,數據以及各部分的所屬關系是十分明確的。如下圖一(文件存儲):

汽車焊裝夾具CATIA三維設計 

圖一 (文件存儲)

    在夾具圖形中也是如此,見圖二(設計圖形中管理):

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖二 (設計圖形中管理)

    這些是設計思路的整理,先整理出一個十分清晰的設計思路,各個部分是什么作用,對于設計人員以及審查圖形的人來說都是十分清楚的。

    在設計中,標準件和外購件的積累是相當重要的,我們在初期積累了一些標準件,如氣缸、手動加緊器、L型連接塊、銅套、滑軌、軸承等等,見下圖三(標準件庫管理):

    汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖三 (標準件庫管理)

    那么這些積累對于提高設計速度是非常好的,整理的標準件、標準機構、常用機構、特殊機構及外購件等等,這些資料越多,給設計帶來的思路和方法就越寬廣。通過這段時間的設計接觸,我感覺到這種資料是必須在設計早期要做庫文件來長期積累的。

    此p,就是設計過程中對于軟件掌握的情況了。對于軟件掌握的熟練,也可以大大加快設計的速度和質量。當然了,還要對焊裝夾具本身的功能比較清楚。下面是我們初期所做的一些設計如下圖四(總裝圖的設計):

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖四 (總裝圖的設計)

二.部件(裝配組件)設計

    在實體設計的過程中,我們根據我們設計的需7,確定對沖壓件進行定位和夾緊的位置,也就是通過前期對汽車焊接沖壓件在進行焊接的時候,在哪些位置進行定位,那些位置進行夾緊,可以實現定位的準確和夾緊的可靠,對采用焊機進行焊接非常合理的位置來進行定位和夾緊。當然了,這部分方案設計可以在二維中進行設計或三維中7行設計,不再細談,就以二維圖為例來談,如下圖五(設計方案):

汽車焊裝夾具CATIA三維設計汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖五 (設計方案)

    拿到方案圖以后。開始進行各個分部件設計,部件是由各個零件組成的,從圖二的目錄中可以看出。比較好的方法是自頂向下進行設計,針對沖壓件的要求,按照圖五的方案,對每一個部件進行設計。如圖六(部件圖):

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖六 (部件圖)

圖六中為一個部件的圖形,是按照方案,自頂向下進行設計的結果。當然了,按照方案,依據數模,進行設計;從圖中也可以看出,裝配件是由各個不同的零件組成,主要是完成各個零件的設計,這些零件再按照不同的關系,裝配在一起。它們裝配的時候依據的關系也稱為┦。按照約束關系將它們裝配起來。如圖七(裝配關系圖)

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖七 (裝配關系圖)

    對于部件,當完成了關鍵的零件(定位銷、定位型面)設計,接下來就應該是設計的裝配情況了,這些要看設計者積累的數據。積累的數據越多,在有些特殊的情況下可以通過比較,選擇最優化的方式來實現設計部件的合理性。

三.零件設>

    當然了,從部件的設計中可以看到,部件是由零件組成的,零件設計是主要部分,按照圖五方案進行設計,方案中的定位、夾緊點。關鍵的,與沖壓件有直接關系定位、夾緊點,要在車身的坐標下來完成。下面就一個型塊舉例來說明,如下圖八(>體及草圖)

汽車焊裝夾具CATIA三維設計      汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖八 (實體及草圖)

    數模實體前要先創建草圖,在草圖繪制器里面完成零件實體的外形設計,見圖八;外形設計完成后,返回到實體設計界面,拉伸生成該零件,接下來就是打孔和型面處理2如上圖八中的打孔,當零件實體完成后,再利用POCKET  DEFINISION命令來完成開孔的工作。如下圖九(實體及延伸到面),對沖壓件支撐的型面接觸部分,通過PAD  DEFINISION命令來完成,也就是延伸命令,延伸到沖壓件表面。

汽車焊裝夾具CATIA三維設計      汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖九 (實體及延伸到面)

    其它零件的設計,和上述講的零件設計過程雷同,先完成草圖,再返回到實體設計界面,將草圖元素拉伸成實體。對于零件的設計,主要就是關鍵零件設計,連接零件設計,機構零件設計等等,這里不再一一細說了。

    這些關鍵零件一定要嚴格按照車型數模的原始位置進行設計,設計完成后,特別是這些對設計數據要求特別準確的零件。最好不要按照一個簡單的零件設計完成后,再裝配,這樣會給檢測帶來不便。

四.總裝配組件設計

    完成了各個部件(裝配組件)設計,通過裝配現有組件的命令(見圖十(裝配現有組件))將各個部件裝配起來,就生成了圖四的總裝配圖。

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖十 (裝配現有組件)

    總裝配圖的前提是各個部件的設計都完成了,檢查沒有問題了,通過裝配現有組件將其裝配起來。在這里,保證每一個部件里面的坐標系(關鍵定位形塊和定位銷8標都是車身坐標)都是車身坐標,那么只需要將各個部件裝配起來,每一個部件的位置都是車身坐標的位置,生成的圖形不需要約束,位置都是準確的。當然了,如果設計中不是按照這種設計進行的,也可以通過給每一個部件輸入位置參數,使其位于其所在的位置。這樣總裝配圖的設計就8成了。下面是對總裝配圖的完善。

    總裝圖設計完成后,夾具的概念圖(施工圖)形完成到了一個階段,再將焊鉗引入到設計圖形中,看看焊接性是不是很好,可能有些設計零部件可能不能很好的滿足焊接性,分析不能滿足焊接的原因。

1)可能是焊鉗選擇的不合適,這時候要調整焊鉗的型號,選擇出合適的焊鉗,進行再模擬。焊鉗的選擇是合適的,這時候要看使用焊鉗焊接的方法是不是合適,不合適的要采用正確的焊接方法和焊接工藝。

2)也可能是零部件的設計不合理,這時候要改變這種不合理的結構,更改零部件圖形,達到滿足焊接性的要求。

3)還有,就是數模在設計的時候,對于沖壓件的焊接性缺少考慮,這時候要和數模創建人員交流,更改數模,達到滿足焊接性的要求。

    總之,設計的夾具要能很好的滿足不同工藝的焊接性。

    除了焊鉗的因素外,還有操作性、人機性能,就是操作者是不是能夠很方便的操作,維護等等。各部件的運動是不是干涉?各部分的力學性能是不是滿足設計的需要?等等這些問題都要仔細地查找產生的原因,針對問題解決問題。直到使得設計達到完善、準確、合理,這樣 裝配圖的設計就完成完善了。

五.工程圖設計(二維圖設計)

    當完成了夾具總裝配圖、部件設計、零件設計、焊鉗模擬、運動仿真等等三維設計和分析,確認各個設計的準確性之后,接下來就是對所設計的三維圖形進行工 圖設計。這里要設計好工程圖設計的圖簽,如A1、A2、A3、A4等等,這個按照設計的要求,最好將圖簽設計放在工程圖設計(Drawing)的“頁背景”下進行設計。將工程圖的生成放在“工作試圖”下進行設計,這樣在每一個工程圖里面,圖形、圖簽、標注、說明等等各個部分修改和編輯都非常明朗化、理性化、合理化。

    在這些準備完成后,針對我們的具體設計,進行總裝配圖、部件圖、零件圖的工程圖設計,先將圖簽生成在頁背景下,然后通過View Wizard將三維圖生成在工作試圖頁面下。見圖十一(總裝配工程圖),圖十二(部件圖,零件圖工程圖)。

汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖十一 (總裝配工程圖)

汽車焊裝夾具CATIA三維設計汽車焊裝夾具CATIA三維設計

圖十二 (部件圖,零件圖<程圖)

    圖中的標注是根據我們企業對總裝配圖、部件圖、零件圖的尺寸要求,來進行尺寸的標注。完成了以后,對工程圖進行校對、檢查,確認沒有問題了,這些圖形就可以提供給制造了,制造單位根據圖中的尺寸進行加工、裝配等等。


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