利用UG的加工中心夹具设计
传统的加工中心夹具设计，通常使用二维 cad 技术，设计人员无法观测其三维结构，设计周期长、劳动量大、修改不便、效率低。基于 ug 的加工中心夹具设计，运用 ug 强有力的工具进行三维造型设计，改变了传统夹具设计模式。其以加工件为基本件，采用自上而下装配建模与自下而上装配相结合的方式进行设计，以三维造型为基础构建夹具实体模型，再运用 ug 软件二维转换功能，生成夹具的二维装配图和零件图，大大缩短了夹具设计与制造周期，减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。本文以加工中心夹具为例，介绍了基于 ug 平台的加工中心夹具设计方法。
1 基于 ug 的加工中心夹具三维造型设计
1.1 创键工件三维实体模型
基于 ug 平台构建三维实体模型，方法、步骤如下。
1.1.1 绘制草图
建立zy 草图平面绘制草图，如图 1（a）、图 1（b）所示。
1.1.2 回转草图
选择草图曲线，回转轴y 生成回转实体，如图1（c）所示。
1.1.3 拉伸草图
选择两个矩形草图对称拉伸，与回转实体求差，生成工件三维实体，如图 1（d）所示。
1.1.4 美化实体
隐藏草图曲线、坐标系，更改实体显示颜色，生成实体模型，如图 1（e）所示。
（a）建立 zy （b）绘制 （c）回转 （d）拉伸 （e）美化草图平面 草图 草图 草图 实体
图 1 创建工件三维实体模型
1.2 设计定位装置
1.2.1 定位元件三维造型
根据工件的尺寸，设计固定 v 形块和活动 v 形块，其
上的细部构造可先粗略地设计出来，待与其他元件装配发
现问题时再做调整和编辑。同时，还需要设计一个辅助元件支承板，用于限制工件的一个面以及支承固定 v 形块和活动 v 形块，如图 2 所示。
（a）固定 v 形块 （b）活动 v 形块 （c）支承板
图 2 定位元件
1.2.2 装配定位元件
在 ug 平台中，进入装配模块。首先，调入工件模型， 选择原点定位，如图3（a）所示。然后，分别选择支承板、固定 v 形块、活动 v 形块，通过各种约束方法进行定位， 完成定位元件装配，如图 3（b）、图 3（c）、图 3（d）所示。
（a）调入工 （b）选择 （c）固定 （d）活动 件模型 支承板 v 形块 v 形块
图 3 装配定位元件
1.3 设计夹紧机构
本夹具的两个v 形块既是定位元件，也是直接夹紧元件。夹紧的方式采用偏心槽轮机构，当旋转偏心槽轮时，通过安装在偏心槽中的滑柱使活动v 形块移动，实现夹紧动作。为了实现这一夹紧操作，还需要其他一些辅助夹紧元件， 如偏心槽轮、导轨板及轮轴等。
首先设计导轨板，再依据活动 v 形块的移动行程，设计偏心槽轮和轮轴，后设计滑柱和手柄，如图4 所示。然后，将各
元件按照装配关系进行装配，夹紧机构装配模型如图 5 所示。
1.4 设计对刀装置
本夹具采用侧装对刀块结构形式，该对刀块具有水平和侧向两个对刀基准，通过塞尺可同时将两个切削面一次对刀完成，如图 6 所示。将对刀块装配到已完成夹具的装配结构中，如图 7 所示。
（a）导轨板 （b）偏心槽轮 （c）滑柱 （d） （e）手柄
图 4 夹紧元件
图 5 夹紧机构装配图 图 6 对刀块 图 7 对刀块装配图
1.5 设计夹具体
夹具体拟采用铸造毛坯平板式结构。在设计夹具体时， 先要测算一下全部夹具元件所占空间的位置和大小，以确定夹具体的总体尺寸。在细部结构上主要考虑其加工制造应具有良好的工艺性，如图 8 所示。
根据夹具设计的整体方案，将夹具体装配到已完成的装配结构中，如图 9 所示。
图是组件按装配关系偏离原来位置的拆分图形， 可以方便查看各零件之间的装配关系以及包含的组件数， 夹具图如图 10 所示。
图 8 夹 具体 图 9 夹具装配模型 10 夹具图
2 基于 ug 的加工中心夹具工程图设计
在 ug 软件中，二维工程图可以从产品设计的三维实体中直接生成，并且当三维模型改变时二维工程图中的相关视图、尺寸等信息能同步更新，使工程图的生产非常简单。设计方法主要包括：设置图纸、参数预设置、视图创建、视图标注、图纸输出设置。夹具装配工程图如图 11 所示，
夹具体零件图如图 12 所示。
图 11 夹具装配工程图
3 结语
基于 ug 的加工中心夹具设计，首先建立了基于 ug 平台的夹具标准元件图库；然后根据夹具设计方案，把需要的定位元件、夹紧元件以及辅助元件直接复制到夹具装配文件夹中，并依次装配各元件；再按照各元件尺寸位置设计夹具体，并装配成三维实体夹具；后把三维实体夹具，转换为二维夹具装配图，并以加工中心夹具为例进行验证。
运用 ug 软件强有力的工具，创建夹具三维设计的新环境，改变了传统夹具设计模式，大大缩短了设计与制造周期， 减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。
图 12 夹具体零件图
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1.1 创键工件三维实体模型
基于 ug 平台构建三维实体模型，方法、步骤如下。
1.1.1 绘制草图
建立zy 草图平面绘制草图，如图 1（a）、图 1（b）所示。
1.1.2 回转草图
选择草图曲线，回转轴y 生成回转实体，如图1（c）所示。
1.1.3 拉伸草图
选择两个矩形草图对称拉伸，与回转实体求差，生成工件三维实体，如图 1（d）所示。
1.1.4 美化实体
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（a）建立 zy （b）绘制 （c）回转 （d）拉伸 （e）美化草图平面 草图 草图 草图 实体
图 1 创建工件三维实体模型
1.2 设计定位装置
1.2.1 定位元件三维造型
根据工件的尺寸，设计固定 v 形块和活动 v 形块，其
上的细部构造可先粗略地设计出来，待与其他元件装配发
现问题时再做调整和编辑。同时，还需要设计一个辅助元件支承板，用于限制工件的一个面以及支承固定 v 形块和活动 v 形块，如图 2 所示。
（a）固定 v 形块 （b）活动 v 形块 （c）支承板
图 2 定位元件
1.2.2 装配定位元件
在 ug 平台中，进入装配模块。首先，调入工件模型， 选择原点定位，如图3（a）所示。然后，分别选择支承板、固定 v 形块、活动 v 形块，通过各种约束方法进行定位， 完成定位元件装配，如图 3（b）、图 3（c）、图 3（d）所示。
（a）调入工 （b）选择 （c）固定 （d）活动 件模型 支承板 v 形块 v 形块
图 3 装配定位元件
1.3 设计夹紧机构
本夹具的两个v 形块既是定位元件，也是直接夹紧元件。夹紧的方式采用偏心槽轮机构，当旋转偏心槽轮时，通过安装在偏心槽中的滑柱使活动v 形块移动，实现夹紧动作。为了实现这一夹紧操作，还需要其他一些辅助夹紧元件， 如偏心槽轮、导轨板及轮轴等。
首先设计导轨板，再依据活动 v 形块的移动行程，设计偏心槽轮和轮轴，后设计滑柱和手柄，如图4 所示。然后，将各
元件按照装配关系进行装配，夹紧机构装配模型如图 5 所示。
1.4 设计对刀装置
本夹具采用侧装对刀块结构形式，该对刀块具有水平和侧向两个对刀基准，通过塞尺可同时将两个切削面一次对刀完成，如图 6 所示。将对刀块装配到已完成夹具的装配结构中，如图 7 所示。
（a）导轨板 （b）偏心槽轮 （c）滑柱 （d） （e）手柄
图 4 夹紧元件
图 5 夹紧机构装配图 图 6 对刀块 图 7 对刀块装配图
1.5 设计夹具体
夹具体拟采用铸造毛坯平板式结构。在设计夹具体时， 先要测算一下全部夹具元件所占空间的位置和大小，以确定夹具体的总体尺寸。在细部结构上主要考虑其加工制造应具有良好的工艺性，如图 8 所示。
根据夹具设计的整体方案，将夹具体装配到已完成的装配结构中，如图 9 所示。
图是组件按装配关系偏离原来位置的拆分图形， 可以方便查看各零件之间的装配关系以及包含的组件数， 夹具图如图 10 所示。
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2 基于 ug 的加工中心夹具工程图设计
在 ug 软件中，二维工程图可以从产品设计的三维实体中直接生成，并且当三维模型改变时二维工程图中的相关视图、尺寸等信息能同步更新，使工程图的生产非常简单。设计方法主要包括：设置图纸、参数预设置、视图创建、视图标注、图纸输出设置。夹具装配工程图如图 11 所示，
夹具体零件图如图 12 所示。
图 11 夹具装配工程图
3 结语
基于 ug 的加工中心夹具设计，首先建立了基于 ug 平台的夹具标准元件图库；然后根据夹具设计方案，把需要的定位元件、夹紧元件以及辅助元件直接复制到夹具装配文件夹中，并依次装配各元件；再按照各元件尺寸位置设计夹具体，并装配成三维实体夹具；后把三维实体夹具，转换为二维夹具装配图，并以加工中心夹具为例进行验证。
运用 ug 软件强有力的工具，创建夹具三维设计的新环境，改变了传统夹具设计模式，大大缩短了设计与制造周期， 减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。
图 12 夹具体零件图
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