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工装夹具增强装配技术研究应用
高晓兵,陶华,顾小锋
西北工业大学中法虚拟设计与制造技术联合研究室,西安(710072 )
E-mail :erbing@
摘 要:为了减少装配操作步骤和提高装配准确度和效率,本文在现有CAD 软件装配功能
的基础上提出一种基于装配特征识别的增强装配算法,利用特征识别以及定义的特征之间的
装配关系实现增强装配功能,进而能实现装配的自动化。基于该算法实现的增强装配系统具
有良好的扩充性,在实际装配应用中提高CAD 软件装配功能的效率。
关键词:工装夹具;增强装配;装配特征
过程是在CAD 软件装配功能的基础上的简
1. 前言
化和改进,所以称之为增强装配。
随着数字化制造技术的长足飞速发展,
2.1 装配特征
在航空、航天、汽车等领域,CATIA 、
Solidworks、UG 、Pro/E 等商品化的三维工 夹具的装配特征[1,2]是在装配模型中
程软件得到了广泛的应用。这些工程软件所 表达零件间的联接和约束关系的结构及语
提供的装配功能,都是完全依赖操作者来完 意单元。它具有三个方面的属性:结构属性、
成装配。也就是说,进行何种装配,装配面 操作属性和联接属性。结构属性表达特征的
是哪一个,完全由操作者选定,计算机不能 形状构成及参考基准;操作属性表达对零件
代替操作者自动进行装配。这个过程是非常 的插入、移动等操作信息;联接属性表达零
耗费时间和精力的。而另一方面,人们在编 件间的自由度限制、位置限定等联接关系。
排装配顺序的过程中,各个零件的装配关系 装配关系(Mate )用来描述待装配的两
是确定的,可以将这部分的知识传递到下游 个零件之间的关系,特征间的装配关系通过
的装配过程中,使计算机能够利用这部分知 特征中参与装配的几何要素来实现。不同特
识进行自行装配,进而能实现装配的自动 征在装配时,特征间的装配关系不同,限定
化。 的自由度数也不相等。
快速准确地移动零件是发展基于特征 零件的装配关系主要分为三种:
的计算机辅助装配的重要环节。简化装配过 凸凹特征间的匹配关系(Fit);
程,提高装配速度成为计算机辅助装配的一 平面特征间的贴合关系(Mate);
个急需解决的问题,也是工装夹具自动装配 平面特征间的对齐关系(Align) 。
技术发展的一个方面。 通过对工装夹具装配类型的整理、分
析,工装夹具中常见的特征之间的配合形式
2. 基于特征的增强装配设计 如下表1 所示。
本文针对工装夹具中常见的装配形式
表 1 不同的匹配关系和相应的典型装配特征
(方键、T 型槽;螺栓、螺孔等) ,通过指定 装配关系 特征1 特征2
待装配零件的装配面,自动生成处理装配零 圆柱 圆孔
件的移动方向和最终所处位置,完成基于装 凸台 凹槽
配特征的零件增强装配。 圆柱 半圆孔
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