劉鵬（中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津，300384）

Team center/NX集成下的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉鵬
（中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津，300384）

本文針對(duì)現(xiàn)代工裝設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，有效提高工裝數(shù)據(jù)管理的有效性，本文就設(shè)計(jì)了基于Team center/NX的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。首先實(shí)現(xiàn)工裝系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)的介紹，研究數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理及交互的集成功能介紹。之后對(duì)工裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的介紹，包括輔助設(shè)計(jì)、變形設(shè)計(jì)等。最后全面分析工裝設(shè)計(jì)的效率。通過研究表示，本文所設(shè)計(jì)的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)比傳統(tǒng)的工裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的效率有進(jìn)一步的提高。

Team center/NX集成；工裝設(shè)計(jì)；快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)

0 引言

Team center和NX軟件是一種高度集成的CAD制作軟件系統(tǒng)，能夠在產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程中使用。并且其還具有工程圖、三維建模、運(yùn)動(dòng)分析、裝配及高級(jí)仿真等強(qiáng)大的功能，能夠有效提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，并且縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期。在進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)過程中，充分使用Team center/NX軟件的裝配及工程圖，能夠?qū)崿F(xiàn)工裝系統(tǒng)的三維建模及檢查，從而生成工程圖樣，應(yīng)用到生產(chǎn)過程中。

1 Team center/NX集成下的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

圖1為Team center/NX集成下的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，通過圖1可以看出來，其設(shè)計(jì)原理為：通過導(dǎo)引式變型實(shí)現(xiàn)模板資源的設(shè)計(jì)，包括模板庫中的現(xiàn)有工裝及典型工裝，其模板資源源于模板庫中的各種單元，比如夾緊單元、支承單元、定位單元等。導(dǎo)引式變型模塊對(duì)象及組合設(shè)計(jì)加載典型部件單元，通過工裝快速系統(tǒng)中的編碼得到Team center系統(tǒng)中的企業(yè)工裝對(duì)象編碼，以此實(shí)現(xiàn)全新工裝的編碼命名。導(dǎo)引式變型設(shè)計(jì)及組合設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)全新工裝通過業(yè)務(wù)流程到達(dá)Team center工裝通用庫的專用就通用工裝庫實(shí)現(xiàn)分類管理。

2 工裝模板的創(chuàng)建原則

圖1 Team center/NX集成下的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

工裝模板的設(shè)計(jì)質(zhì)量表現(xiàn)了工裝快速設(shè)計(jì)的質(zhì)量及效率，本文通過工裝模型自身的重復(fù)設(shè)計(jì)原則，將工裝分為三種類型，分別為典型、半典型及非典型。典型指的是零件的數(shù)量為大于90%重用工裝；半典型指的是模型中較為典型的工裝，大于50%；非典型指的是模型自身并不是重復(fù)設(shè)計(jì)，而是全新的設(shè)計(jì)類型。所以工裝模塊創(chuàng)建的主要原則就是確定工裝快速設(shè)計(jì)的方式，也就是全面考慮工裝快速設(shè)計(jì)是否組合或者變型。變型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為典型工裝，組合設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為半典型工裝，非典型工裝是以實(shí)際需求為基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。工裝模板的創(chuàng)建原則要根據(jù)最大變形范圍及基準(zhǔn)統(tǒng)一，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是根據(jù)工藝及設(shè)計(jì)進(jìn)行定制，也就是在加工制造的過程中要遵守最為基本的原則。但是典型工裝模板使用從頂?shù)较碌姆绞綄?shí)現(xiàn)模型創(chuàng)建，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則具有重要的作用。在裝配頂層創(chuàng)建基準(zhǔn)坐標(biāo)系、點(diǎn)及面，創(chuàng)建全新的零組件之后，使用WAVE幾何連接器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝配頂層基準(zhǔn)的連接，以此防止循環(huán)鏈出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而創(chuàng)建全參數(shù)驅(qū)動(dòng)的典型工裝模板。

3 Team center/NX集成下的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 導(dǎo)引式變型設(shè)計(jì)

導(dǎo)引式變形設(shè)計(jì)指的是系統(tǒng)中的主要功能模塊，其主要作用就是設(shè)計(jì)具有較高相似度的典型工裝，導(dǎo)引式變型設(shè)計(jì)的流程詳見圖2.

圖2 導(dǎo)引式變型設(shè)計(jì)的流程

導(dǎo)引式變形設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，其主要功能模塊為工裝克隆、選擇及查詢典型工裝模板、指定編碼、修改參數(shù)等，設(shè)計(jì)功能模塊的主要過程為：選擇并且查詢典型工裝數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)典型工裝的加載；通過數(shù)據(jù)庫的企業(yè)編碼對(duì)著實(shí)現(xiàn)全新工裝的編碼自動(dòng)指派；如果典型工裝已經(jīng)被加載，就要實(shí)現(xiàn)工裝的復(fù)制，使其成為外形尺寸相同的全新工裝；通過模板定制參數(shù)，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)尺寸變形進(jìn)行修改，之后將結(jié)果和需要加工的工件尺寸進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證，如果滿足設(shè)計(jì)的需求，就將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引式變形的設(shè)計(jì)；如果不滿足設(shè)計(jì)的需求，那么就要繼續(xù)修改參數(shù)，指導(dǎo)滿足設(shè)計(jì)需求。

3.2 導(dǎo)引式組合設(shè)計(jì)

導(dǎo)引式組合設(shè)計(jì)也是系統(tǒng)中的主要功能模塊，其能夠根據(jù)部件的單元?jiǎng)?chuàng)建積木式的拼裝，從而實(shí)現(xiàn)局部的組合設(shè)計(jì)。導(dǎo)引式組合設(shè)計(jì)的流程詳見圖3。

圖3 導(dǎo)引式組合設(shè)計(jì)的流程

3.3 工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用

根據(jù)本文所設(shè)計(jì)的基于Team center/NX系統(tǒng)軟件中的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將航空飛機(jī)中的蒙皮及葉片等零件制造過程中需要的量具及夾具為例，分別創(chuàng)建典型部件及工裝模板的工裝快速設(shè)計(jì)及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率對(duì)比，在不考慮模型創(chuàng)建消耗的時(shí)間時(shí)，可以看出來，本文所設(shè)計(jì)的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率高，但是因?yàn)楣ぱb模板在創(chuàng)建過程中需要基準(zhǔn)統(tǒng)一的方式實(shí)現(xiàn)模型的創(chuàng)建，所以消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，并且后期不需要工程的知識(shí)完善，在企業(yè)創(chuàng)創(chuàng)建典型工裝模板過程中，本文所設(shè)計(jì)的工裝快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率高。

4 結(jié)束語

使用Team center/NX系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)整體工裝的設(shè)計(jì)，應(yīng)用裝配過程中的值自頂向下的設(shè)計(jì)理念，能夠在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及成本都滿足企業(yè)需求的背景下，有效解決了傳統(tǒng)共創(chuàng)設(shè)計(jì)過程中的問題及不足，并且減少了設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)率，降低了生產(chǎn)周期，有效提高了設(shè)計(jì)效率，在各行各業(yè)中的工裝設(shè)計(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)中都有較高的使用價(jià)值。

[1]鄭紅.工裝數(shù)字化制造技術(shù)的研究[D].沈陽理工大學(xué),2005.

[2]劉祺,張建明,張占強(qiáng).Team center下全液壓坑道鉆機(jī)通用件庫的建立及應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù),2012(5):173-175.

Design and application of rapid tooling design system based on Team center/NX integration

Liu Peng
(The eighteenth Research Institute, China Electronic Technology Group Corporation, Tianjin,300384)

In view of the problems occurring in the modern tooling design process, and effectively improve the effectiveness of tooling data management, this paper designed a rapid tooling design system based on Team center/NX. First of all, the implementation of tooling system model design is introduced, and the integration function of data storage, management and interaction is introduced. After that, the design of the tooling system is introduced, including auxiliary design, deformation design and so on. Finally, the overall efficiency of tooling design is analyzed. The research indicates that the efficiency of the rapid tooling design system in this paper is better than that of the traditional tooling design system.

Team center/NX integration; tooling design; rapid design system