利用CAXA CAD軟體實現工裝夾具快速設計

過去，老一輩工程技術人員都是用圖板和丁字尺作為設計工具進行設計，設計周期長且實體分析效果差，不利於對設計效果進行分析和改進。如零部件之間是否存在著相互干涉，運動件和固定件之間是否存在著相互碰撞，整體結構是否合理，是否達到最佳設計效果等，都無從判斷，同時由於是二維圖，如何改進，改進後效果如何，也沒有實體參照，很難定論，這是當時的客觀條件（圖板和丁字尺）落後所造成的，很大程度上制約了工程技術人員聰明才智的發揮。

使用CAXA快速設計夾具

如何選用最佳的設計軟體，使設計實體效果又好又快，既直觀又能持續改進設計缺陷，並且列印出來用於生產的圖紙同時還符合國家製圖標準，這個問題一直擺在廣大的工程技術人員面前。經過近五年的深入學習和研究，筆者向廣大工程技術人員推薦一款CAD設計軟體：CAXA設計軟體。該設計軟體非常直觀且易學、對初學者幾乎沒有任何門檻，無需掌握太多的繪圖基礎知識。

CAXA系列軟體是我國完全自主知識產權的國產軟體，它包括用於二維繪圖的電子圖板軟體、用於三維造型和分析模擬的實體設計軟體、用於工藝編製和現場工藝指導的工藝圖表軟體、用於工時材料等匯總的工藝匯總表軟體、用於圖紙及電子資料管理的圖文檔管理軟體等。CAXA CAD軟體的功能非常強大，實體設計和電子圖板特別實用於工裝夾具設計開發，真正達到“實體設計效果又好又快，既直觀又能持續改進設計缺陷，並且列印出來用於生產的圖紙同時還符合國家製圖標準”的目的，是非常優秀的設計軟體。本文僅以實體設計和電子圖板兩款軟體為例，做一些特點陳述。

在CAXA實體設計的同一幅設計畫面中，利用裡面的各種命令，可以完成從工裝夾具的整個實體造型到每個零件實體設計的過程，並能隨時進行分析和修改（大到工裝夾具的整體，小到工裝夾具的每個零部件），直到達到設計者所期望的最佳效果。然後，可以用“壓縮”與“解壓縮”命令對夾具的整體進行保存和輸出為工程圖並重命名，再分別對單個零件進行保存和輸出為工程圖並重命名，為出生產用圖做準備。

在屏幕右邊有一個非常強大的設計元素庫，裡面有豐富的資料：圓體、錐體、工形鋼、球體、顏色等一應俱全，設計者也可以根據實際需要，把夾具常用件如圓銷、螺栓、螺母、壓板鑽套、支承板等做成企標件放入自定義的元素庫中備用。元素庫中還有兩個非常重要的庫：一個是齒輪庫，它包括直齒輪、斜齒輪、傘齒輪、蝸輪和蝸桿蝸條等常用齒輪件，你在設計中如果需要某種齒輪，只要把相應的圖形拖入到設計環境中，並通過對話框輸入相應的參數，即可得到所需要的與實物比例1：1的實體齒輪圖形。另一個是軸承庫：它包括單列向心球軸承、雙列向心球軸承、單列向心推力球軸承、單列圓錐滾子軸承等常用軸承，同理，你在設計中如果需要某種軸承，通過拖放操作並輸入相應的參數，你就可以得到所需要的與實物比例1：1的實體軸承圖形。這兩個庫，能夠在你許多方面的重要工作給予你幫助，例如：機床齒輪箱的設計與改進，用實體設計軟體可以很快地給鑽床、車床等單軸運動輸出添加一個變速箱機構，輸出為多軸運動，這是鑽床或車床效率和精度無法辦到的事。

實體設計中有一個非常核心的工具，就是三維球，經常聽說“完全掌握了三維球的應用，實體設計的功能就掌握了一半”，這話雖然說得有些誇張，但顯示出了三維球在這款軟體中的特殊地位，三維球貫穿於實體設計軟體的所有功能應用中，它有著其它三維軟體無法比擬的強大優勢。要想掌握好實體設計軟體，必須對三維球的功能要吃深吃透。

用CAD軟體CAXA實體設計製作有多個空間角度的零件及其工裝方便容易,通過測量造型實體的相關尺寸就得到所需的設計結果.因而該軟體非常適於零件及工裝的設計。

以下是介紹我使用CAXA CAD軟體完成的用於發動機油缸倒角加工時使用的“機體缸孔倒角裝置”夾具裝置，該裝置獲得國家專利局的技術發明專利，專利號為ZL200820104247.8。

在中小發動機的製造業中，發動機機體的缸孔進出口處，需要倒成符合設計要求的角度。否則，讓其飛邊和毛刺成在，隨著活塞在缸孔連續不斷的上下運動，帶入缸孔，勢必破壞缸孔內壁的粗糙度，必定影響發動機的性能；若採用機動倒角，??加成本。針對這種情況，設計了簡便實用的機體缸孔倒角裝置，既可手動，又可機動；它僅需要加工四個零件（刀體1、固定芯軸3、限位塊4、定位套7）和用五個標準（半圓頭螺釘5、六角頭螺栓10、墊圈8、彈簧墊圈9和滾動軸承6），用一根鐵管2作手柄，既可滿意地解決缸孔倒角加工。若採用機動，根據使用機床，製作一個連結外錐體0。其結構如圖一、二所示。

圖一機體缸孔倒角裝置二維圖

圖二機體缸孔倒角裝置三維圖

設計時零件尺寸視被加工的機體缸孔尺寸大小而決定。製造時，刀體1上最好裝有六到八片的硬質合金，經焊接固定后，在磨床精磨出刃口，這樣，施力倒角時，機體缸孔受力均衡，加工的表面質量高。加工刀體時，刀體小端圓直徑邊緣不能與滾動軸承外圈相碰，不能與定位套7小圓體內圈相碰。刀體小端圓長度必須高出定位套小內圓厚度。刀體的大圓體上加工一條槽，並鑽上兩螺釘和攻好螺蚊，已備安裝限位塊4用，如果缸孔倒角有深度要求，可通過螺釘5安裝上限位塊4，控制倒角深度；沒有深度要求，可不用。固定芯軸3直徑大小可根據刀體1和滾動軸承6的內孔大小決定，也可製造為階梯圓柱體，但刀體1內孔與固定芯軸3外圓體必須是過盈配合，其組裝及使用都很方便。只要保證刀體轉動時，定位套7不動即可。使用時，手拿著工具手柄2，把定位套5輕輕插入機體內孔中，隨著工具自身的重量下滑，待落到刀體刃部與機體缸孔的邊緣處時，操縱者使用手柄向下施力並旋轉工具，刀體和軸承內圈同時轉動，並旋轉工具，即可完成倒角和去毛刺飛邊的加工。對於各種機體的缸孔直徑不同，只要角度相同，可通過調換定位套7外徑的尺寸大小來完成加工要求。此裝置結構形式可適用任何機體缸孔的倒角加工，只是尺寸大小不同而已。

在機體小批量生產中：不論是試製階級，還是小批量生產；不論是在室內加工，還是在野外修理作業；不論是個體加工企業，還是中小企業；不論是有電加工，還是無電加工；不論是定位加工，還是流動加工等，該裝置對機體缸孔倒角和修復都是很好的幫手。不論是現今，還是將來，只要是有機體缸孔需要倒角的地方，該裝置都是有用的。

在機體批量或大批量流水線生產中，只需要配備一台普通鑽床，就可以完成機體缸孔需要倒角任務。使用時，去掉手柄2，安裝上外機體0，裝上圓銷使刀體1與外錐體0連結固定，調整好刀體1上硬質合金刀片的角度（符合機體倒角的設計要求），並焊接固定。有倒角深度要求的，裝上限位塊4，調整好深度並通過螺釘固定。外錐體0的錐體安裝到鑽床主軸內孔，實現機動的大量生產。一旦該產品要停產或者轉產其它產品，它並不給企業帶來任何損失，因為沒有給企業添加任何的專用設備。

該裝置的特點是體積小，重量輕，結構簡單，成本低，移動靈活，效果好，使用前景是不可估量的。

在此裝置的設計過程中，還充分應用了CAXA電子圖板軟體，電子圖板里有非常強大的標準件庫，如圓銷、螺釘、螺栓、螺母、彈簧等，方便設計人員調用。夾具設計有約50%的標準件可直接從該庫中調出，有約30%的常用件如支承板、襯套、定位鍵、壓板等可由設計人員做成常用企標件放入庫中保存備用，需要用時，可直接從圖庫調出，剩餘約20%如夾具體、鑽模板等可根據具體情況需要設定。一套夾具從設計到完成只需要做約20%的工作，80%的工作由軟體提前準備好，用時調出。這樣可大大減輕設計人員在時間短、任務急、完成設計的勞動強度大的情況下，把80%的時間和精力放在夾具的改進和優化上。

CAXA用於工藝編製和現場工藝指導的工藝圖表軟體、用於工時材料等匯總的工藝匯總表軟體、用於圖紙及電子資料管理的圖文檔管理軟體等其它軟體，部分也可以用於夾具設計，根據本人掌握及應用情況，這裡就不贅述。

希望從事工裝夾具的設計人員儘快使用CAXA設計軟體，相信你會快速掌握並漸漸地熱愛它，也希望你能得出結論：CAXA軟體是工裝夾具設計的最佳軟體。