模塊化工裝設計實施與應用

高樹林+邢利君

摘要：本文通過對工裝模塊庫建立，工裝模塊設計編碼、入庫流程以及數據管理描述，論述了工裝模塊化設計方法的實施與應用過程，從而得出工裝模塊化設計方法值得推廣應用的結論。

關鍵詞：TC平臺；PDM管理；工裝模塊化設計；TPS制作；參數化建模。

0 概述

隨著信息化技術在制造業的快速發展，工裝設計模式也從圖板設計逐漸向計算機輔助設計轉換。高科技的融入，設計工具軟件的更新換代，使傳統的設計方法、管理模式逐步退出歷史舞臺。當下TC數據管理平臺推廣應用，工裝設計實現PDM管理，數據庫技術作用逐步顯現。結合當前研究的“工裝數字化設計及管理”，為了提高工裝設計效率和質量，需要研究開發新的工裝設計方法，工裝模塊化設計的探討及應用將引領工裝設計走向新的階段。

1 方案制定

結合工裝設計實際，基于TC平臺，需要開發工裝設計資源庫，建立工裝設計模塊庫，開發并添加設計模塊數據。具體內容如下。

1.1 在TC平臺上創建工裝設計模塊庫

創建工裝設計模塊庫，首件需要制定相關建庫規則，編制一套完整的模塊分類、命名與編碼原則；確定模塊屬性表；繪制模塊庫架構圖。

1.2 確定模塊結構

模塊結構的確定，需要完成典型零件篩選，典型工序選定，典型工裝確定，優化工裝拓撲結構，結構要求新穎、典型，滿足生產需求，盡可能的采用新技術、新材料。

2 設計模塊

模塊設計，是模塊庫建立的必要條件，是后續工裝設計的依據和實現工具，是實現數據共享和充分利用的源頭，是提高設計效率和質量的重要保證，因此必須按照下述過程完成模塊設計工作。

1）編制模塊設計建模方法。2）進行模塊編碼，開始參數化設計，完成建模與裝配。3）編制TPS界面制作約定。4）按照約定制作預覽圖，編制幫助文件。5）應用UG的TPS功能，按照約定制作模塊應用界面， 關聯參數。6）確定模塊調試與完善方法。按照設定的方法，調試模塊各功能，完善結構和模型以及參數。7）完成工程圖，添加屬性。8）編制模塊入庫審批流程。按照審批流程將模塊審批入庫。

3 方法實施

3.1 確定模塊庫結構形式

3.1.1 在TC工裝設計平臺建“工裝設計模塊庫”（庫第一層）

3.1.2 按照典型零件分類建庫（第二層）

典型零件分類：1）盤軸類。2）機匣類。3）鈑焊件。4）葉片類。5）導噴件。6）結構件類。7）其它件。

3.2 工裝設計模塊的編碼方法

3.2.1 工裝設計模塊分組代碼可以按照行業標準進行歸類編碼，主要實現編碼規范，方便使用。

3.2.2 工裝模塊庫組成（第三層）

在典型零件分類下，每類下再進行細分，按照專業分為4大類，分別是：夾具模塊庫；量具模塊庫；刃具模塊；（僅鈑焊件典型沖壓零件下）模具模塊庫。

3.3 每個大類下按照模塊編碼規則分細類。

3.3.1 工裝設計模塊編碼由特征代碼、類型特征代碼、分組代碼、分隔符、流水碼五部分組成。

4 模塊設計方法

4.1確定模塊拓撲結構

根據典型工藝涉及到的典型工序，確定典型工裝結構，經專家評審，優化結構，確定模塊的拓撲結構。

4.2 模塊編碼：按照上述模塊分類、命名與編碼規則進行。

4.3 參數化建模：具體規則需要根據典型工藝工裝解決方案軟件要求，根據工序模型進行模塊建模。

4.4 TPS界面制作

界面如圖所示。

注：建立D：＼PIC文件夾，然后將制作PTS相關圖片和說明放在相應模塊名稱的子文件夾下：如D：＼PIC＼3BMK321-01

4.6 界面尺寸約定

4.6.1 總則

工裝模塊三種圖片的大?。浩渲蟹娲笮】梢噪S意，但要保證各自的寬高比。

4.6.2 二維jpg格式圖片（標注參數化尺寸的二維圖形）

幅面大?。ㄍ扑]）：寬度 33厘米；高度 21厘米；寬高比：1.57。

4.6.3 三維jpg 格式圖片（三維實體模型）

幅面大小（推薦）：寬度 26厘米；高度 21厘米；寬高比：1.24。

4.6.4 幫助文檔jpg 格式圖片（使用說明和必要的二維圖形）

幅面大?。ㄍ扑]）：寬度 26厘米；高度 19厘米；寬高比：1.36。

4.7 設計模塊的調試

模塊設計完成后，輸出示意圖片，撰寫使用說明書，按照規定制作PTS，所有工作完成后，在TC上開始調試，按照下列步驟：

1）界面是否清楚，參數表是否代表主控參數，是否全面；幫助說明能否指導設計者正確使用。

2）調試模型參數結構關聯性，是否在規定的變化范圍內正確驅動，是否協調一致。

3）驅動過程中總圖明細表、圖形及尺寸、標簽圓位置是否正確。

4）調試過程中零件圖工程圖是否正確，尺寸標注是否正確。

5）檢查最大、最小圖框布局。

6）記錄調試過程出現的問題。

4.8 設計模塊的完善與修改

4.8.1 按照上述調試過程記錄，完善修改模塊。

4.8.2 修改完善后自檢，按照規定范圍最大、最小尺寸驅動，檢查各項要求，保證調試質量。

5 實際應用與效果

實現模塊化工裝設計后，當需要工裝設計時，可以找到合適的模塊結構，利用UG的克隆功能進行工裝結構設計，需要重新進行工裝編號和命名，克隆完成后根據工序技術要求，調整工裝主要驅動部分參數，檢查關鍵尺寸，檢查各部分位置尺寸，檢查工裝編碼，按照常規設計發起審批流程。

通過工裝模塊化設計應用與推廣，提高工裝設計效率，由原來的中等復雜程度工裝設計需要2天時間減少到僅用2小時完成；工裝設計質量也得到很大提高，因此該項技術值得推廣。endprint