基于SolidWorks的夹具设计方法

摘要：本文简要分析了以SolidWorks软件设计平台为基础建立机床夹具通用零件库的基本方法以及关键性的技术要点。借助SolidWorks软件就能够方便快捷地构建出完整的机床夹具标准件模型库，能够保证机床夹具零部件实现系统化、标准化和规范化，还可以最大程度降低设计人员在机床夹具标准件部分的建模工作量，进而一方面可以减少产品的开发时间，另一方面还可以提高产品的质量，为生产企业创造更大的经济效益。

关键词：SolidWorks；夹具设计；基本方法；关键技术

近些年来，计算机软件技术也是进步飞快，在实际的生产生活中应用十分广泛，为工业生产提供了较大的便利。其中，目前有很多三维实体造型软件相继被研发出来，最为典型的有Solidedge、UG、Pro/E、SolidWorks等，这就可以让设计人员通过软件绘图技术在计算机上建立三维实体模型，并且还能运用设计出的三维模型进行计算机模拟装配及一系列的检查分析，对产品的实际生产具备十分有效的指导意义。在众多的三维绘图软件中，SolidWorks软件相对要易学易懂，且能够解决夹具设计中所产生的高精度性、复杂性等问题。

1. 创建机床夹具标准件库的基本方法

在机械制造方面标准件存在较多，其中机床夹具的生产制造也需要运用到各种类型的标准件，根据功能的不同分成：（1）夹紧部件与零件；（2）定位部件与零件；（3）其它相关的夹紧零件；（4）对刀零件；（5）导向部件与零件；（6）支承用零部件；（7）操作件；（8）对定部件与零件；（9）键；（10）其它零件。

在设计夹具时就规定设计人员尽可能地选择系统化、标准化的元件，这样就可以有效提高工作效率，减少设计成本。对于这个特征，采用SolidWorks三维绘图软件所提供的系列零件设计表功能，进而就可以有效地建立出设计机床夹具所需要用到的标准件库。

1.1. 机床夹具标准件参数数据库

Access是一种关系性数据库系统，在计算机上操作较为简便，且具备良好的通用性，与VC程序连接使用也十分方便。在建立标准件数据库时运用到Access软件，可以将不同类型的机床夹具及其不同的规格设定为不同的数据文件，进而为使用SolidWorks软件制作一系列的三维模型打下基础。建立数据文件时需要根据夹具标准中的数据，选用数据库一方面可以使在夹具零部件的管理上更加方便，另一方面还有利于拓展数据更加方便。

1.2 .螺钉的建模和模型库的建立

1.2.1.分析零件

铰链支座（JB/T8034-1999）的二维图，其外形为圆柱状，因此在建模过程中选择“旋转”指令就可以构建模型，再对螺纹进行切制，最后在顶部进行打孔且倒角。

1.2.2.建模

打开SolidWorks三维制图软件后，将新建模型改名为铰链支座（JB/T8034-1999）。然后再选择旋转、螺旋扫描、拉伸、倒角等指令就可以实现自动完成该铰链支座的整个建模过程。

1.2.3.零件的系列化

在铰链支座模型的文件夹里新建一个Excel表格，且同样命名为铰链支座（JB/T8034-1999）。再把数据库中所收集的数据直接复制粘贴到此Excel表格中，再将与控制尺寸无关的“极限偏差”列、“标准件模板”列、“ID”列等，再对尺寸修改进行命名。然后打开SolidWorks软件中，双击零件，就会自动呈现一系列不同的尺寸，然后将鼠标停留在某一个尺寸上时就会随之出现其特性。

1.2.4.分解子零件

运用外挂程序来分解零件，就能迅速生成数据库中所有的子零件。

1.3. 调用夹具标准件库的方法

机床夹具标准件库在SolidWorks软件中的显示页面中，单击图标“二维示意图”就能看到此标准件的二维工程图以及相关的控制参数，然后再单击图标“三维渲染图”就能够看到此标准件的三维图片。

在参数模块中观看零件的规格尺寸参数，就可以点击该栏目，且单击“确定”图标就能够看到此零件的三维模型，再将这些图形保存到新建的文件夹中可以在装配过程中使用到。

2. 非标准的建模与装配

2.1.夹具的准确定位

如果要求制造两个宽度为38nm的槽口，就需要进行完全定位。此时，可以选择花键轴套与台阶状心轴来进行夹具的完全定位。

2.2.机床夹具的夹紧

夹紧装置一般是由螺母、球面垫圈、弹簧、带肩六角螺母、活节螺栓、联动压板、球头支承、铰链压板和调节支承等部分构成，这些零件就能够在“机床夹具标准件库”中直接选择调用。在工件的安装过程中，首先将带肩六角螺母进行松开，然后后撤压板，在定位套上安装两个工件，转动手把，让定位齿准确插进工件齿槽中，再把两个压板的压紧面推到工件的上方部位，再将带肩六角螺母拧紧，即完成了夹具的夹紧工作。

2.3.夹具的装配

夹具的装配的过程也就是限制零件自由度的过程，在SolidWorks三维制图软件中就能很方便快捷的完成这个过程。一般装配过程分为两种方法，一种是自上而下，一种是自下而上。其中，第一种设计方法是先生成一个个单独的零件，且把这些零件的相关数据放到空白装配体文件，再按照设计的相关规定，在零部件之间建立一定的配合和约束关系，最终就形成了装配体。第二种方式，首先从装配中开始整个设计工作。

3.结语

运用SolidWorks软件进行三维制图直接提高了机床夹具设计的效率和准确性，缩短了产品的设计周期，也能够对产品进行模拟检测，这样能够保证产品的实用性和可行性，对工厂生产意义重大。当然，随着科技的不断发达，还会有更多简单易用的三维制图软件将会被运用到工业生产中，为工厂创造更大的经济效益。

参考文献：

[1]张茂鹏. 基于SolidWorks的组合夹具快速设计技术研究[D].南京航空航天大学，2005.

[2]刘保臣. 基于SolidWorks的夹具实例库研究与开发[D].哈尔滨理工大学，2008.

作者简介：高秀艳 （1964- ），女，辽宁昌图人，硕士研究生，副教授.研究方向：计算机辅助设计与制造。