裝夾特征的分類與定義

1、裝夾特征的分類與定義一、引言一、引言裝夾特征是工件上用于定位或夾緊的工件形素(形狀要素)特征。一方面工件形素特征多種多樣，必須明確夾具設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝夾設(shè)計(jì)所需要的工件形素特征的類型，另一方面裝夾特征是裝夾規(guī)劃以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行決策的分析對(duì)象和設(shè)計(jì)對(duì)象?？傊?，裝夾特征的分類定義是夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是決定夾具設(shè)計(jì)方法和方式豐富程度的基本因素之一。裝夾特征是具有裝夾涵義的工件實(shí)體形素特征，具有形狀、尺寸參數(shù)、位置、方向以及精度等一般特征屬性，還

2、具有可及性、精度等級(jí)這類不同于一般形素特征屬性的裝夾屬性。迄今為止，對(duì)于裝夾特征進(jìn)行系統(tǒng)的分類與定義，及其相關(guān)研究尚不多，但這對(duì)于發(fā)展和開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)屬迫切需要。二、裝夾特征的分類定義方法二、裝夾特征的分類定義方法裝夾特征表現(xiàn)為定位特征和夾緊特征。其定義的目的在于明確用于裝夾的工件表面類型，為裝夾規(guī)劃提供操作對(duì)象的特征范圍，并作為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征依據(jù)。在夾具設(shè)計(jì)中，主要的分析、處理對(duì)象是工件特征模型上的特征面。顯然，裝夾

3、特征的主要表現(xiàn)形式是裝夾特征面。盡管工件幾何形狀可能十分復(fù)雜，但在夾具的實(shí)際應(yīng)用中，絕大多數(shù)的情況下用于裝夾的工件表面不外乎平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面(即孔)三種類型，這主要因?yàn)檫@三種類型的表面具有良好的接觸和配合性能，并易于加工和測(cè)量。在本系統(tǒng)中，裝夾特征主要采用這三種表面類型。出于夾具設(shè)計(jì)的需要，裝夾特征進(jìn)一步劃分為裝夾特征面和裝夾特征點(diǎn)，裝夾特征點(diǎn)依附于所屬裝夾特征面，用于明確夾具功能元件在裝夾特征面上接觸或配合時(shí)的具體方位。裝夾特

4、征具有典型的方向性，并蘊(yùn)涵著裝夾意義。因此，一般按照表面類型、方向、裝夾方式三個(gè)方面來(lái)分類定義如下。1平面類型的裝夾特征在工件實(shí)體模型中，平面的方向特征以其法矢v來(lái)表示，平面類型的裝夾特征定義如下，其圖例說(shuō)明見(jiàn)圖1，其中va=z，vb=z，vc?z，vd?z，ve?z，工件坐標(biāo)系以XYZ表示。圖1平面類型裝夾特征底面定位面：v=z的用于定位的工件平面表面，例如圖1中底部平面A。側(cè)面定位面：v?z的用于定位的工件平面表面，例如圖1中面C、

5、D、E。側(cè)面夾緊面：v?z的用于夾緊的工件平面表面，例如圖1中面C、D、E。頂面夾緊面：v=z的用于夾緊的工件平面表面，例如圖1中的頂部平面B。平面類型的裝夾特征面與夾具功能元件裝夾接觸的位置，只需面上的一個(gè)裝夾特征點(diǎn)即可描述清楚。為便于敘述，這種裝夾接觸方式簡(jiǎn)稱為一點(diǎn)裝夾。2外圓柱面類型的裝夾特征外圓柱面與夾具功能元件的接觸區(qū)域?yàn)槠浔砻婺妇€的一段，故其方向特征一般有兩個(gè)：圓柱面軸心線方向vA，母線的徑向法矢方向vR。外圓柱面在裝夾使用

6、中，與夾具功能元件一般有兩種典型的接觸方式，一種是與定位或夾緊元件在一個(gè)表面母線上接觸，屬于一點(diǎn)裝夾的情況；另一種是與裝夾元件同時(shí)在兩圖4內(nèi)圓柱面類型裝夾特征4.其他非基本裝夾特征邊定位：邊定位實(shí)際上是側(cè)面定位面與底面定位面一起用于特定的定位元件(如角型支承)的組合裝夾形式，該裝夾形式以其兩定位面的交線作為裝夾特征的表示，故稱為邊定位，如圖5所示。圖5邊定位邊定位在夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，并不像上面介紹的基本裝夾特征一樣被裝夾規(guī)劃所考慮，而是作

7、為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇夾具元件的結(jié)果表現(xiàn)。但在人工交互設(shè)計(jì)狀態(tài)，用戶可以直接在工件特征模型上定義該裝夾特征。特殊定位面和特殊夾緊面，屬于用戶自定義范疇的裝夾特征，主要用于定義工件實(shí)體上其他特殊的形素或幾個(gè)形素組合，以與特定的夾具組件掛鉤。從而為專用夾具設(shè)備提供了接口，也保證了夾具元件、組件類型以及裝夾方式等具有按用戶方式擴(kuò)展的能力。特殊裝夾具有明顯的專用性，在本文中暫不討論。三、小結(jié)裝夾特征的分類定義是夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，普遍的