【正文】 夾具 在通用或?qū)Ｓ脢A具基礎(chǔ)上更換元件和調(diào)整元件位置 通用、專用 模塊化程序 控制式 夾具 用伺服控制機(jī)構(gòu) 變動(dòng)元件的位置 雙轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)式 可移動(dòng)拇指式 適應(yīng)性夾具 將定位元件或夾緊元件 分解成更小的元素 以適應(yīng)工件的連續(xù)變化 渦輪葉片式 彎曲長(zhǎng)軸式 相變材料夾具 材料物理性質(zhì)的變化 真相變材料夾具 仿生抓夾式夾具 形狀記憶合金 機(jī)器人終端器夾具 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 8 組合 夾具 在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們對(duì)可調(diào)整夾具、成組夾具進(jìn)行了分析和總結(jié)，從而產(chǎn)生了將所有夾具元件都變成可調(diào)換的標(biāo)準(zhǔn)件，按搭積木的方法組成各種夾具的設(shè)想。一旦使用完畢后，可將夾具再拆散成元件和合件，如此不斷重復(fù)使用，可用于試制、單件小批生產(chǎn)、也可用于成批生產(chǎn)。一次性投資于組合夾具，其元件能夠長(zhǎng)期使用，并能確保產(chǎn)品的加工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，因此，在國內(nèi)外各工業(yè)部門中迅速得到推廣和應(yīng)用。 組合夾具按尺寸大小分為三個(gè)系列 ，以 T 型槽的寬度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，槽寬 8 毫米為小型，槽寬 12 毫米為中型 ， 槽寬 16 毫米為大型，一般每套組合夾具包括 2020 件左右的元件，可以同時(shí)組裝 150200 套夾具。 由此可見，組合夾具的組 裝如同 “ 搭 積木 ” 一樣 ， 它與專用夾具比較，除了在元件的結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)要求等方面的差別外，在裝配方面還有如下特點(diǎn)： ⑴組合夾具中各個(gè)固定元件之間用定位件 定位并由螺釘緊固，根據(jù) 元件的大小和對(duì)夾具剛度的要求，組裝時(shí)可取用二個(gè)、三個(gè)甚至更多的 定位 件 。 ⑷組合夾具的元件可以反復(fù)使用、靈活多變。 (2)設(shè)備和工藝方法 :各類機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、焊接、裝配和檢驗(yàn)夾具及模擬試驗(yàn)機(jī)。但通過熟練的組裝技術(shù)，可用小尺寸系列的元件組裝加工更大尺寸的組合夾具；通過過渡元件可把不同系列的組合夾具元件共同組裝在一套組合夾具上，以減輕組合夾具尺寸和重量。 (4)保證產(chǎn)品質(zhì)量，解決技術(shù)關(guān)鍵。目前最典型的三維設(shè)計(jì)工具有 UG、 Pro/E、 SolidWorks、 Solid Edge 等，它們已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。 本章主要介紹以 SolidWorks 軟件 為平臺(tái)建立夾具元件庫。目前 CAD 建模的主流技術(shù)是特征技術(shù)。然后這個(gè)概念成為制造領(lǐng)域信息化和自動(dòng)化技術(shù)開展的基本風(fēng)向標(biāo)。 參數(shù)化建模 實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心技術(shù)是：構(gòu)造設(shè) 計(jì)對(duì)象的參數(shù)化模型；建立參數(shù)驅(qū)動(dòng)。通 過改變尺寸的數(shù)值，能夠決定 部件更新后的形狀。 變量化造型理論 變量化技術(shù)與參數(shù)化技術(shù)的區(qū)別在于變量化 技術(shù)可以支持幾何實(shí)體之間的幾何約束關(guān)系的描述，因此在變量化技 術(shù)中，可以通過尺寸和幾何約束共同完成草圖的約束和定義，幾何約束比 尺寸約束更加直觀，更加富有工程意義。 CAD 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)著當(dāng)前零部件的結(jié)構(gòu)、特征，通過計(jì)算即可獲得 大量實(shí)體特征參數(shù)，例如總質(zhì)量，內(nèi)部體積等。 基于特征 正如裝配體是由許多單獨(dú)的零件組成的一樣， SolidWorks 中的模型是由許多單獨(dú)的元素 組成，這些元素被稱為特征。例如圓角和倒角就是這種類型的特征。這不僅可以使模型充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)人員的實(shí)際意圖，而且還能快速而容易地修改模型。尺寸驅(qū)動(dòng)過程是指在零件幾何特征不變的約束下，把零件的尺寸參數(shù)作為尺寸驅(qū)動(dòng)變量，給定尺寸驅(qū)動(dòng)變量的值，即可生成相應(yīng)參數(shù)的零件的過程。以前這類信息是通過特征控制符號(hào)在工程圖中表示出來的。除了幾何信息外，還包括了把這些幾何體關(guān)聯(lián)到一起的拓補(bǔ)信息，比如：哪些面相交于哪條邊或者曲線。設(shè)計(jì)者調(diào)用時(shí)，根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要，對(duì)模型庫零件的形狀和尺寸參數(shù) 做出相應(yīng)的 修改，就可以獲得所需標(biāo)準(zhǔn)件三維實(shí)體模型。如 圖 21 所示： 圖 21 建立庫 圖 22 SolidWorks 設(shè)計(jì)庫 也可以在 SolidWorks 的設(shè)計(jì)庫中直接創(chuàng)建，如 圖 22 和 圖 23 所示： 圖 23 創(chuàng)建設(shè)計(jì)庫 點(diǎn)擊 “ 確定 ” 后就在如 圖 22 中顯示機(jī)床夾具庫。如 圖 25 所示。所以在夾具庫中，要對(duì)夾具按照定位，夾緊方式等進(jìn)行分類管理。 SolidWorks 提供了特征庫的功能，在設(shè)計(jì)零件時(shí)，如果我們需要把一個(gè)特征或者特征組保存成庫特征，只需陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 16 要選擇相應(yīng)的特征或特征組，單擊【文件】 另存為 命令，在 文件類型 選項(xiàng)選擇 Lib Feat PaIt(*． sldlprt)格式，并保存在相應(yīng)文件 夾 中，設(shè)計(jì)零件時(shí)，打開設(shè)計(jì)庫，選擇需要的庫特征，把它從特征庫內(nèi)拖拽到圖形窗口中零件的相應(yīng)位置，還可以根據(jù)不同的需要修改相應(yīng)的參數(shù)就可以完成需要多步才能完成的特征，減少一些重復(fù)性的勞動(dòng)，加快設(shè)計(jì)速度 。在標(biāo)定尺寸時(shí)，用戶可 以自己定義尺寸名稱，具體實(shí)現(xiàn)方式是右擊尺寸，在屬性窗口中更改名 稱 。并更改尺寸屬性。如 圖 211 所示。同時(shí)，所建立的夾具元件庫對(duì)自動(dòng)化或系列化生產(chǎn)的機(jī)械制造企業(yè)，建立自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造具有實(shí)用參考價(jià)值。如果只是利用二維軟件來進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，僅僅起到計(jì)算機(jī)輔助制圖的作用，不能 19 將以往產(chǎn)品夾具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)重復(fù)利用，不僅影響企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，對(duì)企業(yè)資源也是一種極大的浪費(fèi)。在裝配設(shè)計(jì)環(huán)境下，我們可以新建一個(gè)零件，也可以新建一個(gè)部件，而且還能保證零件或部件之間的關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)零部件的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。由于夾具標(biāo)準(zhǔn)件相當(dāng)?shù)亩?，以前用二維軟件時(shí)，相當(dāng)多的時(shí)間都花在繪制這些零件上，利用 SolidWorks 軟件以后，可以把這些零件放到標(biāo)準(zhǔn)件庫里，同時(shí)也可以利用 “參數(shù)設(shè)計(jì)表 ”做成系列化的零件， 供以后的設(shè)計(jì)使用。 （ d） 方便的輸出工程圖 方便快捷的工程圖我們可根據(jù)需求選擇各種方位的視圖，由系統(tǒng)自動(dòng)生成；圖紙具有完整的、國標(biāo)化的圖框和標(biāo)題欄，支持多份工程圖并存與協(xié)調(diào)， SolidWorks 可以方便的生成各種各樣的剖切視圖、向視圖和截?cái)嘁晥D，軟件還提供了爆炸視圖和剖面視圖的功能，可完全滿足我們各種視圖表達(dá)的需求。但利用軟件的 “明細(xì)欄自動(dòng)生成 ”這項(xiàng)功能以后，所有的這些問題都迎刃而解了。另一方面， VB 通過調(diào)用 SolidWorks 的各級(jí)API 對(duì)象的屬性、方法、事件來記錄組成產(chǎn)品三維模型的各種特征生成過程以及它們之間的約束關(guān)系。 SolidWorks 二次開發(fā)原理 利用 Vsual Basic 6． 0 作為 二次 開發(fā) 工具 對(duì) 三維實(shí)體造型軟件 SolidWorks 進(jìn)行二次開發(fā)，利用 Access 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和驅(qū)動(dòng)的原始數(shù)據(jù) 庫 開發(fā)出一個(gè)能夠進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì) 夾具元件 的工作平臺(tái)。開發(fā) 夾具元 件型號(hào) ，編制 程序，可以從參數(shù)庫中選擇某一型號(hào)，同時(shí)調(diào)用該型號(hào) 夾具 的尺寸參數(shù)。程序完成后載入動(dòng)態(tài)鏈接庫時(shí)，即可以直接使用 21 SolidWorks 打開編好的 DLL 文件，也可以在插件模塊添加新編好 的名稱 同 .dll 文件的插件模塊。在任何情況下，寫的代碼應(yīng)該類似于用 SolidWorks 的宏工具所產(chǎn)生的代碼。（ SolidWorks 中有兩種 格式的宏文件，一種是 .swp，另一種是 .swb）為 了 查看 Vsual Basic 會(huì)話的每個(gè)對(duì)象，可單擊 Vsual Basic 菜單欄中的“視圖”— “對(duì)象閱覽器”命令，右鍵單擊對(duì)象閱覽器的“類”或“成員”窗口。 用 Vsual Basic 編寫的應(yīng)用程序能夠在許多地方運(yùn)行。也可以創(chuàng)建一個(gè)宏文件來打開 Vsual Basic。 一般來說，建模時(shí)要盡量能使模型的各個(gè)草圖完全定義，以保證模型的正確更新和生陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 22 成，同時(shí)利用 元件 本身的幾何約束及對(duì)稱關(guān)系來簡(jiǎn)化建模過程。而三維 CAD 軟件中，草圖是生成各種特征的基礎(chǔ)，草圖 和 實(shí)體之間的位置有嚴(yán)格的限制。 Access 包含一組豐富的數(shù)據(jù)庫向?qū)?，通過使用這組向?qū)?，用戶可以完成?chuàng)建表和查詢，定義表單和報(bào)表等多種數(shù)據(jù)庫功能。 分析在進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)過程中需要用到的各種零件，利用 Microsoft Access 為每一種 元件 建立 尺寸數(shù)據(jù)庫，如小定位銷尺寸。 因此，夾具 參數(shù)庫可以用 Access 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來建立，以便通過程序調(diào)用其中的參數(shù)，對(duì) 元 件 進(jìn)行 尺寸更新，實(shí)現(xiàn) 夾具 的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 Access 建立 夾具數(shù)據(jù)庫 Access 數(shù)據(jù)庫具有一個(gè)典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所具有的一切特征。 在建模時(shí)，草圖的定 義 、幾何約束關(guān)系和適當(dāng)添加方程式等方面需要特別注意，避免在使用 VB 進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)如實(shí)體變形、草圖的過定 義、某些特征發(fā)生沖突等問題，從而導(dǎo)致參數(shù)化設(shè)計(jì)的失敗。 基于 SolidWorks 的夾具元件建模 根據(jù)某一類 夾具元 件的結(jié)構(gòu)特征，建立其三維實(shí)體模型，實(shí)際上是建立這一類 夾具的參數(shù)化設(shè)計(jì)模板，以便通過程序更改其尺寸參數(shù)，生成新尺寸的 元 件。 若為 .exe 文件運(yùn)行，直接運(yùn)行即可。此時(shí)可以閱覽每個(gè) SolidWorks API 對(duì)象及 相關(guān)的屬性和 Vsual Basic 安全數(shù)組傳遞的方法。 如果你的日常事務(wù)僅僅是訪問 SolidWorks API，則不必編譯你的應(yīng)用程序，只需用Vsual Basic 創(chuàng)建你的應(yīng)用程序，文件擴(kuò)展名為 .swp 而不是 .bas 即可。 具體的開發(fā)步驟如下： （ a） 安裝 SolidWorks、 Vsual Basic 6． 0 和 Access 軟件。 SolidWorks 二次開發(fā)步驟 使用 Vsual Basic 6． 0 作為開發(fā)工具， 因?yàn)椴捎玫氖?DLL 動(dòng)態(tài)鏈接 庫方式，必須要在 Vsual Basic 中導(dǎo)入所需要的 3 種類型庫： SldWorks 2020 Type Library, SolidWorks Constant Type Library, SolidWorks exposed type libraries for addin use。對(duì)于具備參數(shù)化功能的 SolidWorks系統(tǒng)來說，建立 夾具 庫只需繪制各種 元件 的模板圖形，然后命名尺寸參數(shù)變量，并建立相應(yīng)的尺寸參數(shù)表。系統(tǒng) 各模塊之間數(shù)據(jù)交換的關(guān)鍵是 VB 開發(fā) SolidWorks 的技術(shù)。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 20 3 VB 開發(fā) SolidWorks 技術(shù) SolidWorks 二次開發(fā) API 技術(shù)簡(jiǎn)介 通過 VB 數(shù)據(jù)庫 接口與 SolidWorks 系統(tǒng)的 圖形庫 交換 數(shù)據(jù)。對(duì)于裝配 工程圖，軟件可以自動(dòng)生成明細(xì)欄，方便快捷而且準(zhǔn)確。 （ c） 良好的可重復(fù)使用性 便于相似產(chǎn)品或系列化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)由于工裝的特殊性，許多工裝的結(jié)構(gòu)都非常類似，特別是當(dāng)相似性產(chǎn)品零件在加工方式相同時(shí)，其基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、夾緊件等部件是可以重 復(fù)使用的，只是部分零件的尺寸略有改動(dòng)而形成另一套產(chǎn)品。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常要使用這種設(shè)計(jì)方式。 （ a） 極好的關(guān)聯(lián)性 個(gè)性化的設(shè)計(jì)環(huán)境和設(shè)計(jì)方式 ， SolidWorks 整個(gè)界面相當(dāng)優(yōu)美，繪圖區(qū)域最為開闊，能使我們進(jìn)入