模块化工装设计实施与应用

高树林+邢利君

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、管理模式逐步退出歷史舞台。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则，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。endprint