基于CAXA的机床夹具资源库三维建模及动画设计.pdf

信息技术 吴伯明， 等 基于C A X A的机床夹具资源库三维建模及动画设计 基于 C AX A的机床夹具资源库三维建模及动画设计 吴伯明， 徐小东 无锡工艺职业技术学院 机 电工程 系 江苏 宜 兴 2 1 4 2 0 6 J 摘要 应用 C A X A实体设计软件， 创建典型夹具零部件的三维图库， 通过拖放式操作及尺寸 驱动， 完成机床夹具结构的参数化设计； 通过建立动画设计时间轴， 完成夹具动作的三维模拟。 这种 方式不仅 有利于夹具创新设计和后 期修 改 ， 而且 可以检 查各部件 之 间的运动干 涉， 减 少设 计错误 ， 从 而提 高夹具 结构设计 的效 率和 品质 。 关键词 机床 夹具 ； 三维建模 ； 动 画设计 中图分 类号 T H1 2 文献标志码 B 文章 编号 1 6 7 1 5 2 7 6 2 0 1 2 0 6 ． 0 1 4 4 0 3 3 D M o d e l i n g a nd Ani ma t i o n De s i g n o f Fi x t ur e s f o r M a c hi ne To o l Ba s e d o n CAXA W U B o mi n g． XU Xi a o ． d o n g C o l l e g e o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t ri c a l E n g i n e c r i n g， Wu x i I n s t it u t e o f A r t sT e c h n o lo g y ， Y i x i n g 2 1 4 2 0 6 ， C h i n a Abs t r a c t Th e t hr e e dime n s i o n al mod e l i n g o f ma c h i n e t o ol f i x t ur e is e s t ab l is he d b y CAXA． Th e s p e c if ic p ar ame t er s a r e u s e d t o d e- s i g n t h e f ix t ur e b y dr a g a n d dr o p o p er a t ion an d s iz e d r iv i n g． Th e f i x t u r e an i ma t i o n i s c o mp let e b y t h e c r e a t i o n o f a n i ma t ion t i mel in e， I n or d er t o i mp r o v e t h e d e s i g n d f f ic i e nc y an d qu a l it y， i n s p e c t t h e mo ve men t in t e r f e r en c e a n d r e d u c e t he de s i g n e r r or s ． Th i s ap p r o a c h is n o t o n l y b e n e f ic i a l t o n e w p r o d u c t i n n o v a t i o n d e sig n ， bu t a l s o t o t h e f o l lo wi n g p r o d u c t imp r o v emen t ． Ke y wo r dsma c hin e t o o l f ix t u r e；t h r e e- di me n s i o n al mo d eli n g；an ima t i o n d es ign 0 引言 机床夹具的结构设计是一项复杂的创造性劳动。长 期以来， 一直沿袭着 由大量翻阅资料、 常规理论推导到 经验公式计算 ， 再到人工绘图的繁琐步骤 ， 既耗费了大 量人力、 物力， 也不能迅速地获得最优的设计结果。 C A X A实体设计作为一款辅助设计软件， 为广大工程 师进行夹具结构设计提供了很好的设计平台。它不仅将 造型、 装配、 钣金、 动画和高级渲染等集成在一个易于掌握 的统一操作环境下， 而且由于采用拖放式的实体造型， 并 结合智能捕捉与三维球定位技术， 使得设计效率与品质大 大提升 。 通过对典型车床夹具、 钻床夹具、 铣床夹具的结构进 行分析， 分析其主要组成部分， 归纳不同类型的夹紧机构 及各零部 件的造型特 点， 并进行模 块化分 类； 再 运用 C A X A实体设计软件， 对各零部件模块进行三维装配， 最 后进行装配分析和动画仿真设计。 1 利用 C A X A实体设计软件的一般 设计步骤 利用 C A X A实体设计软件设计夹具零部件 ， 一般包括 以下 6个阶段 1 种创建零件 首先由设计创意构造零件 ， 从 C A X A 实体设计设计元素库中选择适当的图素， 或自行创建二维 轮廓， 以将其延展成三维自定义形状。 2 组装多个零件 在有必要或需要将多个零件处理 成一个部件时， 可以将它们组装成一个装配件。这一功能 实现了多个对象的同时操作 ， 同时又使装配件的各个组合 部分保持了各 自的原有特性。 3 生成零件 的二维 图样 在这个 阶段 ， 可 以生成三 维 零件的二维图样。首先， 选择适当的绘图尺寸和视图， 在 与相应的文件建立了关联关系后 ， 就可以利用 C A X A实 体设计生成标准视图， 并指定替换视图、 注释、 图层以及其 他二维图样特征。 4 渲染零件 零件生成阶段一旦结束， 就可以得到一 个逼真但所有表面颜色都一样的三维零件。若还想使外 观更加逼真 ， 可在零件上添加智能渲染。除颜色和纹理 外， C A X A实体设计还提供灯光效果 、 凸痕 、 反射和透明度 等渲染手段 ， 以使零件更加逼真。 5 夹具的动画制作 夹具创建 、 组装和渲染完毕后， 若利用智能动画 ， 则可为夹具设置一些动态效果。 6 夹具图库的共享 C A X A实体设计可以通过多种渠 道， 将生成的夹具图传递给同事 ， 在支持电子邮件和 O L E 功能的同时， 还提供大量将夹具图导出到其他软件包的转 换手段 。 当然， 并非所有的设计项 目都要经历上述六个阶段。 工作任务完全有可能在经历创建和渲染阶段后 ， 就已经完 成。另外， C A X A实体设计还提供两种用户界面来完成二 维绘 图和三维设计 。 2 机床夹具夹紧机构图库的创建 作者简介 吴伯明 1 9 6 4 一 ， 男 ， 江苏宜兴人 ， 高级工程师 ， 研究生学历， 无锡市 中青年 突出贡献专家 ， 研究方向 机电一体化。 1 4 4 h t t p ∥Z Z HD ． c h i n a j o u r n a 1 ． n e t ． c n E - m a i l Z Z H Dc h a i n a j o u ma 1 ． n e t ． c n 机械制造与 自动化