Windows平台上焊接夹具三维参数化CAD
摘要： 基于Windows平台，以AutoCAD for Windows作为支撑软件，利用其ADS开发系统，建立了第一、二类手动杠杆-铰链焊接工装夹具计算机辅助设计系统．该系统具有夹具尺寸计算、三维模型图生成、三维动态结构模拟以及由三维模型图生成装配图和零件图的功能．关键词： 焊接工装夹具； 三维； 参数化； CAD； 动态模拟
Three-dimensional parametrized CAD of welding fixture on Windows platform
WANG Zheng，PI Tao,QIAO Ji-sen(Dept. of Materials Engineering, Gansu Univ. of Tech., Lanzhou 730050， China;)EN Jin-song(Huazhong University of Science and Tech., Wuhan 430074， China;)MEI Lin3(Xian Jiaotong University, Xian 710049, China)
Abstract: Based on Windows plat form and taking the AutoCAD for Windows as the supporting software with ADS developing system, the computer aided design system of the No.1 and No.2 welding fixtures with manual lever-hinge is developed. The CAD system has following functions: fixture size design and calculation, three-dimensional model drafting, three-dimensional dynamic simulation, and drawings of parts and assembly from three-dimensional model drafting.Key words: welding fixture; three-dimension； parametrization； CAD； dynamic simulation
提高产品的焊接质量和作业效率，除了必须提供各种质量更高、性能更好的焊机、焊接材料和焊接工艺外，性能优良的焊接装备也必不可少．手动杠杆-铰链焊接工装夹具因其夹紧速度快、夹头开度大及派生品种多，而机动灵活、适应性好，在中、薄板的装焊作业中应用广泛．工厂企业中，传统的设计方法重复劳动多，设计周期长，已不能适应企业生产和市场竞争的需要．运用现代设计方法开发一套焊接工装夹具的三维参数化CAD系统已成必然． 系统以第一、二类手动杠杆-铰链焊接工装夹具为设计对象，运用文［1］介绍的方法建立本系统．在Windows环境下，以AutoCAD for Windows作为图形支撑软件，所有程序均利用其ADS开发系统，采用C语言编写，用Visual C＋＋1．5编译通过．系统按文［1］的方法最终可输出符合国家标准的图纸以及相应的技术文档，直接用于生产．
1 夹具尺寸的数学建模与计算 夹具尺寸的数学建模是夹具三维参数化CAD的实现的关键．第一、二类手动杠杆-铰链焊接工装夹具的机构见图1．第二类手动杠杆-铰链焊接工装夹具的手柄杠杆与第一类的连接板位置是互换的．按双摇杆机构原理［2］和强度理论［3］，对第一、二类手动杠杆-铰链焊接工装夹具建立数学模型，计算其基本尺寸和结构尺寸． (1) 基本尺寸按建模［2］得出的下式计算：
式中，为夹具夹紧时的位置角；ψ1，φ1为夹具完全打开时的位置角． 根据上式编写的计算程序［2］，用户只要输入d，ψ0，φ0，ψ1和φ1的初始位置参数，便得到夹具的基本尺寸a，b，c和d的值． 2） 结构尺寸按建模［3，4］得出的下式计算(见图1)：