【正文】 到一種沉浸式設(shè)計的環(huán)境當(dāng)中。 隨著機械產(chǎn)品更新?lián)Q代的不斷加快，多品種小批量生產(chǎn) ，要求夾具的設(shè)計制造具有快速響應(yīng)產(chǎn)品變化的能力，能夠縮短產(chǎn)品設(shè)計制造周期，增加制造系統(tǒng)的柔性，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 點擊右鍵選擇 “ 顯示配置 ” 就可以看到參數(shù)化的圖形。如果元件不同配置的特征稍有差別，還可以通過壓縮、隱 藏特征的功能實現(xiàn)。 也可以使用 Excel 來建立參數(shù)表，然后插入，自動生成不同的配置。 SolidWorks 配置技術(shù) 配置是 SolidWorks 軟件的一個重要功能，實現(xiàn)配置的方法之一 就是通過 插入 系列零件設(shè)計表來控制系列零件的尺寸值，從而生成不同的配置，實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計。在本設(shè)計中，列出了一些常用的夾具元件，分為以下幾種： 15 每種類型中，列出了一些常用的夾具元件。 如 圖 26，保存 V 型墊板到支承件文件夾。如下面的實例： 畫出一個 “ V 型墊板 ” 如 圖 24 所示，然后選擇 “ 添加到庫 ” 。如在 F 盤里新建文件夾，命名為 “ 機床夾具庫 ” 。 SolidWorks 夾具庫 的 建立 建立夾具標(biāo)準(zhǔn)元件的圖形庫，對提高夾具設(shè)計效率起著至關(guān)重要的作用。 SolidWorks 實體建模 實體建模是 CAD 系統(tǒng)中所使用的最完整的幾何 模型類型。目前SolidWorks 支持尺寸驅(qū)動的思想，在繪制圖形的時候只要修改相應(yīng)的繪圖尺寸，就可以修改圖形。 所謂尺寸驅(qū)動思想通俗的講指正式圖或徒手勾畫的圖，一經(jīng)標(biāo)注尺寸后，允許任意修改尺寸值，繪圖系統(tǒng)自動保持圖形與最新尺寸保持一致的圖形編輯方法。 FeatureManager 設(shè)計樹不僅可以顯示特征創(chuàng)建的順序，而且可以使用戶很容易地得到所有特征的相關(guān)信息。 SolidWorks中的特征可以分為草圖特征和應(yīng)用特征； 草圖特征：基于二維草圖的特征，通常該草圖可以通過拉伸，旋轉(zhuǎn)，掃描或者放樣轉(zhuǎn)換為實體。 基于 SolidWorks 的夾具建模 SolidWorks 機械設(shè)計自動化軟件是一個基于特征，參數(shù)化，實體建模的設(shè)計工具。實體包含有關(guān)信息，能標(biāo)識具有質(zhì)量的獨立對象，即實體是具有質(zhì)量的，而現(xiàn)框、曲面均無質(zhì)量；同時，實體具有 “內(nèi)部 ”和 “外部 ”。在設(shè)計的初始階段，對于尺寸不是敏感的，必然要通過后期大量的實驗或者設(shè)計驗證才能得到一個精確的模型，這期間對原始模型需要進行大量的修改。非參數(shù)化建模器和參數(shù)化建模的主要區(qū)別在于：在非參數(shù)化建模器中，幾何圖形控制尺 11 寸，尺寸只是對形狀的測量，由于形狀固定，后續(xù)不能再 進行參數(shù)驅(qū)動變更；在參數(shù)化建模器中，尺寸控制幾何圖形。世界上許多知名的制造企業(yè)雖然花費大量資金用于辦公、設(shè)計和制造的自動化，但是由于缺乏統(tǒng)一的信息共享和行為協(xié)同機制，雖然各個部門內(nèi)部的自動化程度和工作效能提高很多，但整體運行效果不佳， CIMS 就是針對這種狀況，提出在信息共享和行為協(xié)同等方面改進和指導(dǎo)企業(yè)信息化的方式， CAD 作為產(chǎn)品創(chuàng)新 的工具系統(tǒng)，其生成的 CAD模型是企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的基本數(shù)據(jù)依據(jù)，因此 CAD 成為信息共享和行為協(xié)同產(chǎn)品的核心。在如何確定 CAD 造型基本方法的過程中，有一種很重要的推動力量，即計算機集成制造技術(shù) CIMS。 對機床夾具 按定位、夾緊、用途等 進行分類，以便 有效的管理。這樣，對于夾具設(shè)計人員，就常常因為沒有夾具元件庫，而要進行很多不必要的重復(fù)繪圖工作，大大降低了設(shè)計人員的工作效率。組合夾具具有可以重新組裝和局部調(diào)整的特點，即使出現(xiàn)上述的報廢情況，也完全可 以補救。 (2)提高中小型企業(yè)的工藝裝備系數(shù) :中小型企業(yè)技術(shù)力量較薄弱，工藝裝備的設(shè)計生產(chǎn)能力不足。 (3)加工工件的位置精度 :組合夾具元件精度一般為 IT6—— 7 級，工件的位置精度一般可達 IT89 級，通過精選元件和精心調(diào)整，也可達到 IT6—— 7 級的精度。成批生產(chǎn)中代替專用夾具率可達 30%左右，也有高達 50%的。 ⑵組裝組合夾具時，各定位元件之間以及定位元件與導(dǎo)向元件之間的位置由測量、調(diào)整的方法保證，而在專用夾具中，一般是由精密加工的零件直接保證，在裝配過程中檢驗、 9 調(diào)整的工作量要的多。元件是由優(yōu)質(zhì)鋼、工具鋼（如 12CrNi3A、 8CrNiTi、T8A、 T12A 等）制成，并經(jīng)熱處理保證一定硬度要求。所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。它具有精度高、組裝快 、節(jié)省投資、和靈活多變的特點。 組合夾具由一套預(yù)先準(zhǔn)備好的各種不同形狀，不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件與合件組成，可根據(jù)工件形狀和工序要求裝配成各種所需要的機床夾具（這個裝配過程稱為組裝）。 傳統(tǒng)夾具創(chuàng)新有可調(diào)整夾具和組 合夾具。 自 20 世紀(jì) 80 年代后，柔性夾具研究開發(fā)主要是原理和結(jié)構(gòu)均有創(chuàng)新和傳統(tǒng)夾具創(chuàng)新兩大方向發(fā)展，表 1— 1 為現(xiàn)代柔性夾具的工作原理和分類簡表。面對今天的大批量生產(chǎn)工業(yè)，其某些部件結(jié)構(gòu) (形狀和尺寸 )的多樣化，需要在一定范圍具有一定柔性的夾具。因此夾具設(shè)計是一個復(fù)雜的過程。如在車床、銑床、鉆床、鏜床等機床上使用的夾具，就稱為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具等。它一般又分為通用可調(diào)和成組夾具兩種。 2) 專用夾具 :專用夾具是針對某一工件某一工序的加工要求專門設(shè)計和制造的夾具，其特點是針對性很強，沒有通用性。夾具在設(shè)計時采取了安全保證措施，用以保證 操作者的人身安全。 夾具的作用 （ a） 保證工件的加工精度 ： 采用夾具后，工件各有關(guān)表面的相互位置精度是由夾具來保證的，比劃線找正所達到的精度高很多，并且質(zhì)量穩(wěn)定。 夾具的 組成 （ a） 定位元件 由于夾具的首要任務(wù)是對工件進行定位和夾緊，因此無論何種夾具都必須有用以確定工件正確加工位置的定位元件。用 SolidWorks 建立夾具元件庫，就可以通過相應(yīng)的文件格式轉(zhuǎn)換實現(xiàn)其他CAD 系統(tǒng)的文件，從而可以達到滿足其它 CAD 系統(tǒng)調(diào)用的目的。 SolidWorks 提供了非全約束的參數(shù)化設(shè)計主要通過兩種方法實現(xiàn)：一是利用內(nèi)嵌的 Excel 工作表 制定參數(shù)，創(chuàng)建多個不同配置的零件或裝配體 。 在機械行業(yè)中，許多機械零件的形狀結(jié)構(gòu)具有共同特征，只是相對大小或特征上存在一定的差異，如果能夠通過一個模板模型衍生出不同的模型，就會大大提高設(shè)計效率。它可以實現(xiàn)由三維實體造型向二維工程圖的轉(zhuǎn)化，能夠使零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖保持全時間的相關(guān)和同步。通過調(diào)研我們注意到夾具設(shè)計有以下的特點： ⑴ 夾具設(shè)計中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和常用件 設(shè)計人員在進行夾具設(shè)計時，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件進行設(shè)計，若每次設(shè)計人員都需要重新對這些零件進行造型，設(shè)計人員必須要做許多重復(fù)性的勞動。 在組合夾具計算機輔助構(gòu)型方面，很多學(xué)者已經(jīng)應(yīng)用傳統(tǒng)專家系統(tǒng)技術(shù) ， 如基于規(guī)劃的系統(tǒng)進行了研究，然而由于這種技術(shù)的缺陷，已經(jīng)阻礙了該領(lǐng)域的發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下幾個方面： ①應(yīng)用 設(shè)計方面的復(fù)雜知識很難簡化為一定的規(guī)則，這些規(guī)則是從以往相似的例子中 歸納總結(jié)出來的，然而，利用這些基于規(guī)則的系統(tǒng)很難解決設(shè)計中的復(fù)雜問題； ②專家系統(tǒng)不能很清楚的表達領(lǐng)域的知識； ③對于以規(guī)則性知識為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)來說，知識的獲取還是一個難題。 這些夾具設(shè)計方法大都沿用了 CAPP 的方法，即變異式和創(chuàng)成式。這個系統(tǒng)運行時需要技術(shù)人員決定工件的定位、夾緊方案作為系統(tǒng)的輸入， MODBUILD 系統(tǒng)就能做出夾具裝配圖的設(shè)計。國 際上的這些研究主要是在夾具結(jié)構(gòu) 的自動布局 理論與方法，夾具設(shè)計專家系統(tǒng)， CAPP 中增加夾具規(guī)劃功能和實用化夾具CAD 系統(tǒng)的開發(fā)等。組裝專家系統(tǒng)的主要功能為組裝定位、夾緊方案設(shè)計和基礎(chǔ)件 的 選擇。用于加工中心上 M12 槽系組合夾具設(shè)計，運行于十六位微機和 DOS 操作系統(tǒng)下。 （ 2） 將人工智能引入組裝系統(tǒng)的階段。 （ d） 利用數(shù)據(jù)庫軟件對機床夾具進行一個簡單的管理。 課題的主要內(nèi)容： （ a） 機床夾具庫的建立，通過分析機床夾具元件結(jié)構(gòu)，按夾具定位，夾緊方式對機床夾具進行分類。因此， 機床 夾具 的快速設(shè)計在機械制造的各個行業(yè)中逐步獲得推廣和廣泛應(yīng)用 。 SolidWorks 軟件 支持多種格式的 CAD 文件轉(zhuǎn)換。因此在CAD 系統(tǒng)上建立一套用戶自己維護的參 數(shù)化的機床夾具元件庫，可以滿足設(shè)計人員快速設(shè)計的需求。 隨著 CAD 技術(shù)的發(fā)展，工程師們已經(jīng)習(xí)慣的二維設(shè)計正在被三維設(shè)計所取代。 在機械行業(yè)中，許多機械零件的形狀結(jié)構(gòu)具有共同特征，只是相對大小或特征上存在一定的差異，如果能夠通過一個模板模型衍生出不同的模型，就會大大提高設(shè)計效率。從國際 生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢來看，數(shù)控技術(shù)（ NC），柔性制造系統(tǒng) (FMS)，計算機集成生產(chǎn) (CIM)將日益成為常用的生產(chǎn)方式，而夾具恰恰正是適合這類生產(chǎn)的柔性工藝裝備。 46 5 結(jié)論 40 夾具管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 40 引言 37 運行 VB 程序 20 SolidWorks 二次開發(fā)步驟 17 IV 生成配置 11 SolidWorks 中的參數(shù)化 8 2 機床 夾具 庫的建立 5 夾具的作用 通過對目前各 類 CAD 軟件在國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)查、比較、分析，從開發(fā)的難易程度、可移植性、易維護性等各方面考慮，選定廣為用戶使用的三維 CAD 設(shè)計軟件 SolidWorks作為開發(fā)平臺，綜合運用 Visual Basic 編程技術(shù)和 Access 數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，借助SolidWorks API 強大的二次開發(fā)功能，構(gòu)建了一個無縫集成于 SolidWorks 的 CAD 系統(tǒng)，開發(fā)完成了基于特征造型、可參數(shù)化驅(qū)動生成零部件的機床夾具零部件庫。 本文在回顧了 CAD 的概念、發(fā)展、組成后，在對國內(nèi)外 CAD 系統(tǒng)進行廣泛研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國制造業(yè)存在的問題，以實用性、高效性為指導(dǎo)思想，提出了以建立機床夾具庫作為切入點設(shè)計 CAD 系統(tǒng)的新思路，并付諸實現(xiàn)。 2 課題的意義 6 夾具設(shè)計的基本要求 7 組合夾具 14 SolidWorks 配置技術(shù) 16 建立系列零件設(shè)計表 17 顯示配置 20 SolidWorks 二次開發(fā)原理 21 基于 SolidWorks 的夾具元件建模 21 Access 建立 夾具數(shù)據(jù)庫 22 VB 程序的 設(shè)計 28 VB 程序編程 30 引言 34 應(yīng)用程序界面設(shè)計 34 添加多個窗體 47 致謝 當(dāng)前，一個以微電子技術(shù)為標(biāo)志的新的工業(yè)革命浪潮正在席卷全球，產(chǎn)品加速更新?lián)Q代，國內(nèi)外機電產(chǎn)品競爭空前激烈；為了迅速“上品種，上質(zhì)量，上水平 ，和提高經(jīng)濟效益”，機床夾具在制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。機床夾具的快速設(shè)計，已經(jīng)成為機械行業(yè)的主流，因此建立參數(shù)化的夾具庫，對夾具設(shè)計人員的意義重大 。參數(shù)化實體造型的關(guān)鍵是幾何模型的構(gòu)建。這樣，對于夾具設(shè)計人員，就常常因為沒有夾具元件庫，而要進行很多不必要的重復(fù)繪圖工作，大大降低了設(shè)計人員的工作效率。 本文主要介紹以 SolidWorks 軟件 為平臺建立夾具元件庫。由于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來越短，制造廠商更加意識到以數(shù)控機床為基礎(chǔ)的現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和柔性制造單元（ FMC） ,需要一種性能可靠、裝配時間短和靈活快速的夾具，并最終實現(xiàn)自動組裝。利用 VB 和 Access 建立夾具的管理系統(tǒng)。 （ c） 在 VB 運