本文探討了工裝夾具的CAXA快速設(shè)計相關(guān)內(nèi)容。

　　傳統(tǒng)工裝夾具設(shè)計存在的缺陷

　　在機械加工領(lǐng)域里，工裝夾具設(shè)計是每個工程技術(shù)人員都要掌握并且需要非常熟練運用到生產(chǎn)實際中去的工作，它要求一個企業(yè)要在最短的時間、用最好的工裝夾具、以最快的速度生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品投放市場。因此，選擇什么樣的手段、用什么樣的設(shè)計軟件，對一個企業(yè)和每個工程技術(shù)人員來說都非常重要。

　　過去，老一輩工程技術(shù)人員都是用圖板和丁字尺作為設(shè)計工具進行設(shè)計，設(shè)計周期長且實體分析效果差，不利于對設(shè)計效果進行分析和改進。如零部件之間是否存在著相互干涉，運動件和固定件之間是否存在著相互碰撞，整體結(jié)構(gòu)是否合理，是否達到最佳設(shè)計效果等，都無從判斷，同時由于是二維圖，如何改進，改進后效果如何，也沒有實體參照，很難定論，這是當時的客觀條件(圖板和丁字尺)落后所造成的，很大程度上制約了工程技術(shù)人員聰明才智的發(fā)揮。

　　使用CAXA快速設(shè)計夾具

　　如何選用最佳的設(shè)計軟件，使設(shè)計實體效果又好又快，既直觀又能持續(xù)改進設(shè)計缺陷，并且打印出來用于生產(chǎn)的圖紙同時還符合國家制圖標準，這個問題一直擺在廣大的工程技術(shù)人員面前。經(jīng)過近五年的深入學習和研究，筆者向廣大工程技術(shù)人員推薦一款CAD設(shè)計軟件：CAXA設(shè)計軟件。該設(shè)計軟件非常直觀且易學、對初學者幾乎沒有任何門檻，無需掌握太多的繪圖基礎(chǔ)知識。

　　CAXA系列軟件是我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)軟件，它包括用于二維繪圖的電子圖板軟件、用于三維造型和分析仿真的實體設(shè)計軟件、用于工藝編制和現(xiàn)場工藝指導(dǎo)的工藝圖表軟件、用于工時材料等匯總的工藝匯總表軟件、用于圖紙及電子資料管理的圖文檔管理軟件等。CAXA CAD軟件的功能非常強大，實體設(shè)計和電子圖板特別實用于工裝夾具設(shè)計開發(fā)，真正達到“實體設(shè)計效果又好又快，既直觀又能持續(xù)改進設(shè)計缺陷，并且打印出來用于生產(chǎn)的圖紙同時還符合國家制圖標準”的目的，是非常優(yōu)秀的設(shè)計軟件。本文僅以實體設(shè)計和電子圖板兩款軟件為例，做一些特點陳述。

　　在CAXA實體設(shè)計的同一幅設(shè)計畫面中，利用里面的各種命令，可以完成從工裝夾具的整個實體造型到每個零件實體設(shè)計的過程，并能隨時進行分析和修改(大到工裝夾具的整體，小到工裝夾具的每個零部件)，直到達到設(shè)計者所期望的最佳效果。然后，可以用“壓縮”與“解壓縮”命令對夾具的整體進行保存和輸出為工程圖并重命名，再分別對單個零件進行保存和輸出為工程圖并重命名，為出生產(chǎn)用圖做準備。

　　在屏幕右邊有一個非常強大的設(shè)計元素庫，里面有豐富的資料：圓體、錐體、工形鋼、球體、顏色等一應(yīng)俱全，設(shè)計者也可以根據(jù)實際需要，把夾具常用件如圓銷、螺栓、螺母、壓板鉆套、支承板等做成企標件放入自定義的元素庫中備用。元素庫中還有兩個非常重要的庫：一個是齒輪庫，它包括直齒輪、斜齒輪、傘齒輪、蝸輪和蝸桿蝸條等常用齒輪件，你在設(shè)計中如果需要某種齒輪，只要把相應(yīng)的圖形拖入到設(shè)計環(huán)境中，并通過對話框輸入相應(yīng)的參數(shù)，即可得到所需要的與實物比例1：1的實體齒輪圖形。另一個是軸承庫：它包括單列向心球軸承、雙列向心球軸承、單列向心推力球軸承、單列圓錐滾子軸承等常用軸承，同理，你在設(shè)計中如果需要某種軸承，通過拖放操作并輸入相應(yīng)的參數(shù)，你就可以得到所需要的與實物比例1：1的實體軸承圖形。這兩個庫，能夠在你許多方面的重要工作給予你幫助，例如：機床齒輪箱的設(shè)計與改進，用實體設(shè)計軟件可以很快地給鉆床、車床等單軸運動輸出添加一個變速箱機構(gòu)，輸出為多軸運動，這是鉆床或車床效率和精度無法辦到的事。

　　實體設(shè)計中有一個非常核心的工具，就是三維球，經(jīng)常聽說“完全掌握了三維球的應(yīng)用，實體設(shè)計的功能就掌握了一半”，這話雖然說得有些夸張，但顯示出了三維球在這款軟件中的特殊地位，三維球貫穿于實體設(shè)計軟件的所有功能應(yīng)用中，它有著其它三維軟件無法比擬的強大優(yōu)勢。要想掌握好實體設(shè)計軟件，必須對三維球的功能要吃深吃透。

　　用CAD軟件CAXA實體設(shè)計制作有多個空間角度的零件及其工裝方便容易,通過測量造型實體的相關(guān)尺寸就得到所需的設(shè)計結(jié)果.因而該軟件非常適于零件及工裝的設(shè)計。

　　以下是介紹我使用CAXA CAD軟件完成的用于發(fā)動機油缸倒角加工時使用的“機體缸孔倒角裝置”夾具裝置，該裝置獲得國家專利局的技術(shù)發(fā)明專利，專利號為ZL200820104247.8。

　　在中小發(fā)動機的制造業(yè)中，發(fā)動機機體的缸孔進出口處，需要倒成符合設(shè)計要求的角度。否則，讓其飛邊和毛刺成在，隨著活塞在缸孔連續(xù)不斷的上下運動，帶入缸孔，勢必破壞缸孔內(nèi)壁的粗糙度，必定影響發(fā)動機的性能;若采用機動倒角，増加成本。針對這種情況，設(shè)計了簡便實用的機體缸孔倒角裝置，既可手動，又可機動;它僅需要加工四個零件(刀體1、固定芯軸3、限位塊4、定位套7)和用五個標準(半圓頭螺釘5、六角頭螺栓10、墊圈8、彈簧墊圈9和滾動軸承6)，用一根鐵管2作手柄，既可滿意地解決缸孔倒角加工。若采用機動，根據(jù)使用機床，制作一個連結(jié)外錐體0。其結(jié)構(gòu)如圖一、二所示。

圖一 機體缸孔倒角裝置二維圖

圖二 機體缸孔倒角裝置三維圖

　　設(shè)計時零件尺寸視被加工的機體缸孔尺寸大小而決定。制造時，刀體1上最好裝有六到八片的硬質(zhì)合金，經(jīng)焊接固定后，在磨床精磨出刃口，這樣，施力倒角時，機體缸孔受力均衡，加工的表面質(zhì)量高。加工刀體時，刀體小端圓直徑邊緣不能與滾動軸承外圈相碰，不能與定位套7小圓體內(nèi)圈相碰。刀體小端圓長度必須高出定位套小內(nèi)圓厚度。刀體的大圓體上加工一條槽，并鉆上兩螺釘和攻好螺蚊，已備安裝限位塊4用，如果缸孔倒角有深度要求，可通過螺釘5安裝上限位塊4，控制倒角深度;沒有深度要求，可不用。固定芯軸3直徑大小可根據(jù)刀體1和滾動軸承6的內(nèi)孔大小決定，也可制造為階梯圓柱體，但刀體1內(nèi)孔與固定芯軸3外圓體必須是過盈配合，其組裝及使用都很方便。只要保證刀體轉(zhuǎn)動時，定位套7不動即可。使用時，手拿著工具手柄2，把定位套5輕輕插入機體內(nèi)孔中，隨著工具自身的重量下滑，待落到刀體刃部與機體缸孔的邊緣處時，操縱者使用手柄向下施力并旋轉(zhuǎn)工具，刀體和軸承內(nèi)圈同時轉(zhuǎn)動，并旋轉(zhuǎn)工具，即可完成倒角和去毛刺飛邊的加工。對于各種機體的缸孔直徑不同，只要角度相同，可通過調(diào)換定位套7外徑的尺寸大小來完成加工要求。此裝置結(jié)構(gòu)形式可適用任何機體缸孔的倒角加工，只是尺寸大小不同而已。

　　在機體小批量生產(chǎn)中：不論是試制階級，還是小批量生產(chǎn);不論是在室內(nèi)加工，還是在野外修理作業(yè);不論是個體加工企業(yè)，還是中小企業(yè);不論是有電加工，還是無電加工;不論是定位加工，還是流動加工等，該裝置對機體缸孔倒角和修復(fù)都是很好的幫手。不論是現(xiàn)今，還是將來，只要是有機體缸孔需要倒角的地方，該裝置都是有用的。

　　在機體批量或大批量流水線生產(chǎn)中，只需要配備一臺普通鉆床，就可以完成機體缸孔需要倒角任務(wù)。使用時，去掉手柄2，安裝上外機體0，裝上圓銷使刀體1與外錐體0連結(jié)固定，調(diào)整好刀體1上硬質(zhì)合金刀片的角度(符合機體倒角的設(shè)計要求)，并焊接固定。有倒角深度要求的，裝上限位塊4，調(diào)整好深度并通過螺釘固定。外錐體0的錐體安裝到鉆床主軸內(nèi)孔，實現(xiàn)機動的大量生產(chǎn)。一旦該產(chǎn)品要停產(chǎn)或者轉(zhuǎn)產(chǎn)其它產(chǎn)品，它并不給企業(yè)帶來任何損失，因為沒有給企業(yè)添加任何的專用設(shè)備。

　　該裝置的特點是體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，移動靈活，效果好，使用前景是不可估量的。

　　在此裝置的設(shè)計過程中，還充分應(yīng)用了CAXA電子圖板軟件，電子圖板里有非常強大的標準件庫，如圓銷、螺釘、螺栓、螺母、彈簧等，方便設(shè)計人員調(diào)用。夾具設(shè)計有約50%的標準件可直接從該庫中調(diào)出，有約30%的常用件如支承板、襯套、定位鍵、壓板等可由設(shè)計人員做成常用企標件放入庫中保存?zhèn)溆茫枰脮r，可直接從圖庫調(diào)出，剩余約20%如夾具體、鉆模板等可根據(jù)具體情況需要設(shè)定。一套夾具從設(shè)計到完成只需要做約20%的工作，80%的工作由軟件提前準備好，用時調(diào)出。這樣可大大減輕設(shè)計人員在時間短、任務(wù)急、完成設(shè)計的勞動強度大的情況下，把80%的時間和精力放在夾具的改進和優(yōu)化上。

　　CAXA用于工藝編制和現(xiàn)場工藝指導(dǎo)的工藝圖表軟件、用于工時材料等匯總的工藝匯總表軟件、用于圖紙及電子資料管理的圖文檔管理軟件等其它軟件，部分也可以用于夾具設(shè)計，根據(jù)本人掌握及應(yīng)用情況，這里就不贅述。

　　希望從事工裝夾具的設(shè)計人員盡快使用CAXA設(shè)計軟件，相信你會快速掌握并漸漸地熱愛它，也希望你能得出結(jié)論：CAXA軟件是工裝夾具設(shè)計的最佳軟件。