模块化工装设计实施与应用

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  摘要:本文通过对工装模块库建立,工装模块设计编码、入库流程以及数据管理描述,论述了工装模块化设计方法的实施与应用过程,从而得出工装模块化设计方法值得推广应用的结论。
  关键词:TC平台;PDM管理;工装模块化设计;TPS制作;参数化建模。
  0 概述
  随着信息化技术在制造业的快速发展,工装设计模式也从图板设计逐渐向计算机辅助设计转换。高科技的融入,设计工具软件的更新换代,使传统的设计方法、管理模式逐步退出历史舞台。当下TC数据管理平台推广应用,工装设计实现PDM管理,数据库技术作用逐步显现。结合当前研究的“工装数字化设计及管理”,为了提高工装设计效率和质量,需要研究开发新的工装设计方法,工装模块化设计的探讨及应用将引领工装设计走向新的阶段。
  1 方案制定
  结合工装设计实际,基于TC平台,需要开发工装设计资源库,建立工装设计模块库,开发并添加设计模块数据。具体内容如下。
  1.1 在TC平台上创建工装设计模块库
  创建工装设计模块库,首件需要制定相关建库规則,编制一套完整的模块分类、命名与编码原则;确定模块属性表;绘制模块库架构图。
  1.2 确定模块结构
  模块结构的确定,需要完成典型零件筛选,典型工序选定,典型工装确定,优化工装拓扑结构,结构要求新颖、典型,满足生产需求,尽可能的采用新技术、新材料。
  2 设计模块
  模块设计,是模块库建立的必要条件,是后续工装设计的依据和实现工具,是实现数据共享和充分利用的源头,是提高设计效率和质量的重要保证,因此必须按照下述过程完成模块设计工作。
  1)编制模块设计建模方法。2)进行模块编码,开始参数化设计,完成建模与装配。3)编制TPS界面制作约定。4)按照约定制作预览图,编制帮助文件。5)应用UG的TPS功能,按照约定制作模块应用界面, 关联参数。6)确定模块调试与完善方法。按照设定的方法,调试模块各功能,完善结构和模型以及参数。7)完成工程图,添加属性。8)编制模块入库审批流程。按照审批流程将模块审批入库。
  3 方法实施
  3.1 确定模块库结构形式
  3.1.1 在TC工装设计平台建“工装设计模块库”(库第一层)
  3.1.2 按照典型零件分类建库(第二层)
  典型零件分类:1)盘轴类。2)机匣类。3)钣焊件。4)叶片类。5)导喷件。6)结构件类。7)其它件。
  3.2 工装设计模块的编码方法
  3.2.1 工装设计模块分组代码可以按照行业标准进行归类编码,主要实现编码规范,方便使用。
  3.2.2 工装模块库组成(第三层)
  在典型零件分类下,每类下再进行细分,按照专业分为4大类,分别是:夹具模块库;量具模块库;刃具模块;(仅钣焊件典型冲压零件下)模具模块库。
  3.3 每个大类下按照模块编码规则分细类。
  3.3.1 工装设计模块编码由特征代码、类型特征代码、分组代码、分隔符、流水码五部分组成。
  4 模块设计方法
  4.1确定模块拓扑结构
  根据典型工艺涉及到的典型工序,确定典型工装结构,经专家评审,优化结构,确定模块的拓扑结构。
  4.2 模块编码:按照上述模块分类、命名与编码规则进行。
  4.3 参数化建模:具体规则需要根据典型工艺工装解决方案软件要求,根据工序模型进行模块建模。
  4.4 TPS界面制作
  界面如图所示。
  注:建立D:\PIC文件夹,然后将制作PTS相关图片和说明放在相应模块名称的子文件夹下:如D:\PIC\3BMK321-01
  4.6 界面尺寸约定
  4.6.1 总则
  工装模块三种图片的大小:其中幅面大小可以随意,但要保证各自的宽高比。
  4.6.2 二维jpg格式图片(标注参数化尺寸的二维图形)
  幅面大小(推荐):宽度 33厘米;高度 21厘米;宽高比:1.57。
  4.6.3 三维jpg 格式图片(三维实体模型)
  幅面大小(推荐):宽度 26厘米;高度 21厘米;宽高比:1.24。
  4.6.4 帮助文档jpg 格式图片(使用说明和必要的二维图形)
  幅面大小(推荐):宽度 26厘米;高度 19厘米;宽高比:1.36。
  4.7 设计模块的调试
  模块设计完成后,输出示意图片,撰写使用说明书,按照规定制作PTS,所有工作完成后,在TC上开始调试,按照下列步骤:
  1)界面是否清楚,参数表是否代表主控参数,是否全面;帮助说明能否指导设计者正确使用。
  2)调试模型参数结构关联性,是否在规定的变化范围内正确驱动,是否协调一致。
  3)驱动过程中总图明细表、图形及尺寸、标签圆位置是否正确。
  4)调试过程中零件图工程图是否正确,尺寸标注是否正确。
  5)检查最大、最小图框布局。
  6)记录调试过程出现的问题。
  4.8 设计模块的完善与修改
  4.8.1 按照上述调试过程记录,完善修改模块。
  4.8.2 修改完善后自检,按照规定范围最大、最小尺寸驱动,检查各项要求,保证调试质量。
  5 实际应用与效果
  实现模块化工装设计后,当需要工装设计时,可以找到合适的模块结构,利用UG的克隆功能进行工装结构设计,需要重新进行工装编号和命名,克隆完成后根据工序技术要求,调整工装主要驱动部分参数,检查关键尺寸,检查各部分位置尺寸,检查工装编码,按照常规设计发起审批流程。
  通过工装模块化设计应用与推广,提高工装设计效率,由原来的中等复杂程度工装设计需要2天时间减少到仅用2小时完成;工装设计质量也得到很大提高,因此该项技术值得推广。
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