proe在夹具设计方面的应用

文件综述夹具的发展概况及现状虽然在机床上，夹具属于附加装置，但是它在生产中的作用却很大，应用也十分广泛。因此，我国的广大工程人员历来都把机床夹具的设计和改进，作为技术革新和改造的一个重要方式。夹具在机加工中不可或缺，在机床技术向高速、精密、智能、高效、复合、环保方向发展的新形势下，夹具技术正朝着高精度、高效、模块化、组合化，通用化，经济性方向发展。车床上的夹具都多数情况下都采用通用夹具，如三爪卡盘、四爪卡盘等。只有当加工一些特殊的工件，采用通用夹具无法准确安装时，才必须设计专用夹具。安装在机床上的夹具，根据其安装位置分为两个基本类型：安装在车床主轴上的夹具和安装在车床床鞍上的夹具。现代夹具的发展方向随着机械加工行业的迅速发展，人们对产品的种类和生产效率都提出了愈来愈高的要求，多品种，中小批生产已经成为机械生产的主流方向。为了适应机械加工行业的这种发展趋势，机床夹具就必须有更高的标准。如今，它的发展方向主要表现为以下“四化”：1.标准化完整的标准化，不仅包括现有夹具零部件(毛坯及半成品)的标准化，而且还包括各种类型夹具结构(如果用可调夹具标准、组合夹具标准、自动线夹具标准等)的标准化。同时，专用夹具零部件也应统一实行标准化、系列化，以便零部件能在各类夹具实现通用化。这“三化”无疑是夹具发展的基础工作。在此基础上，就有可能组织专业化的定点生产夹具零件、传动装置甚至整套的夹具的，使原来单体的生产夹具，转变为专业化的生产，以保证质量，降低成本，缩短生产周期。2.可调化、组合化目前，机床的两个主要发展方面是：一、扩大其运用范围，要使专门用于某一特定工序的专用夹具能够用于同一类零件的加工，并实现快速调整；二、要改变当工件或工艺但有修改，专用夹具便得报废的问题，使夹具能够被重复利用，实现组合化。这样，就能用少数元件来满足多种需求。特别是，随着数控车床的大量出现，可调化和组合化夹具已经成为当前机床夹具的又一重要发展方向。3.自动化为了实现机加工过程的自动化，提高生产率，改善劳动条件，并降低生产成本，自动化趋势已经不可避免。这不仅是生产流水线、自动线的需要，而且对于多品种、小中批量的生产要求，同样可以考虑采用一定的高效自动化夹具，以便获得更好的经济与社会效益。4.精密化由于机械产品加工精度的日益提高，高精度机床在工厂中已经大量出现，这势必要求机床夹具具有更高的精度。基于以上趋势，数字三维设计技术在现代机床夹具设计中的应用就变得不可避免了。当前，数字三维设计技术在传统机械设计领域有了越来越广泛的应用，它为产品开发设计人员提供了更先进的设计方法与手段，具有直观明了、形象生动、响应快速等设计特点，其开发过程也很符合设计人员的设计思维。数字三维开发平台的出现和完善，使得企业的开发能力、设计效率和产品质量得到了很大的提升。数字三维开发技术的应用与推广，称得上是传统机械设计领域的一次重大革命；数字三维立体设计逐步替代传统的二维平面设计是必然的趋势。目前，可供人们选择的软件有很多，例如Pro/Engineer，UG，I-DEAS，CATIA等较高端的设计软件和Solidworks，SolidEdge等终端的三维设计软件。这些软件的一个共同特点就是都具备了虚拟装配技术以及尺寸参数驱动技术；其中较高端的三维设计软件还具备了智能化、集成化、模块化、并行化相关性等特点，这些技术一般来说能满足用户设计的各项要求。诸如设计、制造、计算分析、虚拟装配、干涉检查、有限元分析、运动分析等高级CAD需求。Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(PTC)的一套产品。PTC公司基于单一数据库（全相关）、参数化、基于特征等概念，开发出了第三代CAD/CAECAM产品，即Pro/Engineer软件。Pro/Engineer是基于特征的实体模型化系统，采用了技术指标化的设计。工程设计人员采用基于特征的智能特性功能去生成模型，例如壳、腔、圆角及倒角，并可以随意勾画草图，改变模型。Pro/Engineer的系统用户界面非常简洁，界面友好，符合工程人员的设计思想与习惯，人际关系友好。整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。目前，在三维造型软件领域中，Pro/E具有重要的地位。作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准，Pro/E得到业界的认可和推广，成为现今最成功的CAD/CAM软件图1基于ProE软件的夹具模型之一。此外，Pro/E一开始就建立在工作站上，使系统独立于硬件，便于移植；系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。Pro/E的整个系统都建立在统一的数据库之上，具有完整而统一的模型，能够将设计至生产的整个过程集中在一起。它一共有20多个模块可供用户选择，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。在最近几年，由于上述原因，Pro/E已经成为三维设计领域里最受欢迎的系统。Pro/E系统主要功能如下：1.参数化设计和特征功能Pro/E软件采用的是参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，并可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计人员提供了设计上的从未有过的简易性和灵活性。2.单一数据库Pro/E软件建立在统一的基层数据库之上，不像某些传统CAD/CAM系统，是建立在多个数据库上。所谓的单一数据库，就是工程中的所有资料全部来自于一个库。这使得每一个独立的用户可以为同一件产品的造型而工作，不管他是属于哪一个部门。换言之，假如在整个设计过程的有任何一处发生改动，这个改动就可以反映在整个设计过程中的相关环节之上。例如，一旦工程样图有所改变，NC（数控）工具路径便会自动更新；组装工程图如过有任何的改变，同样也可以完全反应在整个三维模型上。这种工程设计的完整结合与独特的数据结构，使得任何一件产品的设计过程都紧密的结合在一起。这一优点使得设计更加优化，成品质量也更高，产品能更好地推向市场，而且价格便宜。Pro/E软件功能包括参数化功能定义，实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型、完整工程图产生及不同视图。Pro/E是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同设计专用功能来实现的，其中包括:筋(ribs),槽(slots)、倒角(chamfers)、和抽空(shells)等。采用这种手段建立形体，更自然、更直观。它还有如下优势:1）完全集成的应用程序可让您在一个应用程序中完成从概念设计到制造的所有工作；2）无可匹敌的几何创建功能提供了优良的产品差异性和可制造性；3)自动将设计变更传播到所有下游交付件的能力可让用户满怀信心地进行设计；4)自动生成相关的刀具设计、装配指令和机器代码，最大限度地提高生产效率；5)完整的虚拟仿真功能可让您提升产品性能和超越产品质量目标。总之，Pro/E系统的参数化功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不但可以在屏幕上显示，还可以传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/E还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这些都是通过标准数据交换格式来实现的，用户更可以配上Pro/E软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的设计功能。历史版本2006-11-28发布Pro/ENGINEER200120050302009-11-08发布Pro/ENGINEERWildfire1.0M2602010-06-05发布Pro/ENGINEERWildfire2.0M2802011-05-28发布Pro/ENGINEERWildfire3.0M2502011-11-07发布Pro/ENGINEERWildfire4.0M2202010-12-30发布Pro/ENGINEERWildfire5.0M0602011-11-21发布Pro/ENGINEERWildfire6.0B0002012-11-30发布Creo_Elements/Pro_5.0_M1602011-6-10发布Creo1.0F000正式版2012-3发布Creo2.0F000正式版