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1、基于的三坐标测量机专用夹具设计 摘要:本文利用UG软件设计了一种三坐标测量机专用夹具,介绍了它的总体方案设计及主要零部件的三维设计过程,给出了夹具的结构特点和运用方法,通过虚拟装配,证明采纳这种夹具是可行的,有肯定的应用范围,装夹敏捷、拆卸便利,既提高工作效率,又节约成本,尤其适用于高校试验室的教学、科研与创新环境。 关键词:三坐标测量机;UG;夹具 随着科技的发展,对机械制造产品的设计要求越来越高,用于工业检测、质量限制和反求工程等方面的三坐标测量机在汽车工业、航空航天工业及国防工业等各个领域得到了广泛的应用,高等学校担当着教化、科研及创新的重任,三坐标测量机也被引入了高校的试验室环境。零部
2、件的多样化、困难化对三坐标测量机的夹具提出了新的要求,而市场上出售的专用夹具比较昂贵,且不能完全适合高校试验室环境,设计一种简洁、好用,拆卸便利、装夹敏捷的专用夹具非常必要。 针对以上状况,利用UG软件的三维实体建模、工程制图、虚拟装配等功能,设计了一种三坐标测量机专用夹具。 1 选用的设备 设计的夹具通用在三坐标测量机上。其中以一台美国引进的GLOBAL IMAGE 7307型号为例,其测量行程为X/Y/Z (mm):730/1010/660mm,光栅辨别率可达0.08m。最大矢量加速度为4330mm/s,最大矢量速度为866mm/s,空间测量不确定度为E=1.5+L/330m,空间探测误差
3、为E=1.7m,最小供气压力:0.55Mpa。该测量机采纳移动桥式结构。 2 总体方案设计 夹具的设计构思来自于孔系组合夹具,但又与之有明显不同:设计的滚动直线导轨副及其附属部件适合高校试验室三坐标测量机的要求,机动、敏捷、联接便利。可以依据零件的须要来选择安装导轨的数目,不须要时可将导轨拆下,可以最大程度的利用空间。可供应多种样件测量的装夹方式,为试验教学、科研和创新供应必要的保证。 3 结构组成与特点 专用夹具的设计分为两部分进行。一、相当于基础板的滚动直线导轨副及其附属部件的设计;二、专用夹具的设计。 结构设计采纳三维UG软件来完成,实现了虚拟装配。在设计过程中考虑到不影响原设备运用的条
4、件,最多可同时运用四根可拆卸直线导轨协作特地设计的配件,实现了工作台范围内随意两点的定位和夹紧。 4 主要部件的三维设计 夹具的主要部件有底座、滚动直线导轨、支撑座、顶杆和连杆等。 关键部件导轨的设计由三坐标测量机的行程及工作平台上螺纹孔的分布确定,为确保被测工件在电子测头的工作范围内,确定利用工作平台上的最外两侧螺纹孔(每排有四个螺纹孔,其间距为300mm,两排螺纹孔间距为600mm)。选择了GGB型滚动直线导轨副(GGB30BA型),导轨的最大允许长度为3000mm,依据工作台上测得的数据,把导轨的长度设为1730mm,比工作台的长度长50mm,伸出去的部分主要是为了利于导轨块的安装与拆卸
5、。在这四个位置加工出螺纹孔,螺纹孔用来装夹部分夹具附件及把导轨和工作平台固定在一起。其定位方法为:将导轨一端沿工作平台的端面平齐,另一端伸出工作平台50mm,在伸出的一端具有M8螺纹孔,第一个孔的孔心距离伸出部分73mm,然后依次加工出间距为50mm深为20mm的螺纹孔,经计算,导轨上其次个孔就是测量机工作台上所对应的第一个固定螺纹孔,从其次个孔起先每隔五个孔在螺纹孔的基础上再加工出四个M6.2的光孔,与工作台上M6的螺纹孔协作来固定导轨。针对不同的零件,在实际运用时还要增加特别的夹紧附件,应用匀称分布在直线导轨上的螺纹孔可以实现工作台范围内随意位置工件的定位和卡紧。 导轨与三坐标测量机工作台
6、面通过底座联接,因此在底座设计时,综合考虑联接方式、详细结构、稳固性、便于制造等影响因素,确定采纳螺纹联接。 支撑座与导轨块固定在一起,是导轨与连杆的联接件,通过滑块在导轨上的滑动带动连杆移动,以便于在适当的地方装夹零件进行测量。顶杆与底座通过螺纹联接,连杆通过螺母压紧的方式固定在滑块上,随滑块的滑动而移动。 连杆不仅联接两导轨上的滑块,而且可以安装各种夹具,以实现工件的装夹。连杆置于支撑座上,靠螺母压紧,必要时,可以松开螺母,实现微调;连杆三面开有很多螺纹孔,可以安装各种夹具。 5 基于UG的虚拟装配 依据以上对底座、支撑座和连杆的设计以及导轨副的选择,我们可以用UG做出其装配图。当设计的夹
7、具装夹一薄壁工件时。 6 结论 基于UG对三坐标测量机专用夹具进行了数字化设计,进行了虚拟装配。解决了测量机配套夹具价格昂贵、装夹不通用的问题。在原有孔系组合夹具的基础上,通过创新和拓展,将固定的基础板变成可调基础板,在装夹时,可以依据零件的尺寸大小来选择基础板,既便利了基础板的固定,也拓展了测量机的测量范围。同时,基础板的侧面也可以作为装夹夹具的板面。供应了多种样件测量的装夹方式,为高校试验室教学、科研和创新供应必要的保证,其制造成本约为市场上同类产品的非常之一,节约了经费。 参考文献 1宋振会. UG NX 4.0 工程制图基础教程. 清华高校出版社,2022.10 2柴书彦,王立新,程金
8、宏,刘洪涛. 测量造型中的CMM扫描技术. 工具技术,2022,9:104-106 3李涛. 三坐标测量机在模具加工中的应用,今日科苑,2022,16:88 4徐鸿本.机床夹具设计手册.辽宁科学技术出版社, 2004, 3 5李大鹏,杨建成,周鹏飞. 三坐标测量机在凸轮逆向工程中的应用. 机械设计与制造. 2022,6:76-77 6赵天婵,冯俊,胡珺. 充分利用三坐标测量机培育学生工程实践实力. 试验技术与管理,2022,6:152-155 7田启华,黄敏,曾孟雄,吴海华. 基于CMM和CAXA鼠标曲面的逆向设计. 三峡高校学报(自然科学版). 2022,1:84-86 基金项目:哈尔滨工程高校2022年试验教学与改革课题(01764002060167) 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页