【正文】 設(shè)計(jì)。組裝專家系統(tǒng)的主要功能為組裝定位、夾緊方案設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)件 的 選擇。 （ 2） 將人工智能引入組裝系統(tǒng)的階段。 課題的主要內(nèi)容： （ a） 機(jī)床夾具庫(kù)的建立，通過分析機(jī)床夾具元件結(jié)構(gòu)，按夾具定位，夾緊方式對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。 SolidWorks 軟件 支持多種格式的 CAD 文件轉(zhuǎn)換。 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(jì)正在被三維設(shè)計(jì)所取代。從國(guó)際 生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看，數(shù)控技術(shù)（ NC），柔性制造系統(tǒng) (FMS)，計(jì)算機(jī)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。 40 夾具管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 30 Vsual Basic 控件介紹 21 基于 SolidWorks 的夾具元件建模 20 VB 開發(fā) SolidWorks 機(jī)床夾具元件 13 對(duì)夾具進(jìn)行分類管理 11 基于 SolidWorks 的 夾具建模 2 課題的意義 2 國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)床 夾具 CAD 的研究 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 SolidWorks 機(jī)床夾具庫(kù)的設(shè)計(jì)與管理 摘 要 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)作為 CIMS 集成中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，克服了傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)存在的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)效率低等問題，降低了設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而能夠大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 1 課題的來源及意義 5 夾具的一般概念 5 夾具的作用 6 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 22 VB 程序的 設(shè)計(jì) 28 VB 程序編程 34 應(yīng)用程序界面設(shè)計(jì) 34 添加多個(gè)窗體 42 加工人員信息管理 45 夾具的借還管理 此外，夾具技術(shù)還逾越出機(jī)床夾具這一范疇，而滲透到各種工藝過程中，形成了組合工藝裝備這一新概念。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 工 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。用 SolidWorks 建立夾具元件庫(kù)，就可以通過相應(yīng)的文件格式轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)其他 CAD 系統(tǒng)的文件，從而可以達(dá)到滿足其它 CAD 系統(tǒng)調(diào)用的目的。 （ b） 確定夾具參數(shù)，利用 excel 建立參數(shù)表，自動(dòng)生成不同的配置。 因這兩個(gè)階段在時(shí)間上有很大的交叉性，故分別從國(guó)內(nèi)外的研究歷程來分析一下。 國(guó)外研究開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的情況：前蘇聯(lián)早在 20 世紀(jì) 70 年代一些專家就開始夾具 CAD 的研究工作。 和 建造了夾具設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)。 當(dāng)前機(jī)床 夾具 CAD 研究開發(fā)中存在的問題有 :自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能是有限的，許多復(fù)雜夾具設(shè)計(jì)仍需人的干涉 。同時(shí) SolidWorks 具有良好的開放性和兼容性。二是利用編程語(yǔ)言作為開發(fā)工具，對(duì) SolidWorks 進(jìn)行二次開發(fā)，用程序?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。 （ b） 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件在夾具中壓緊夾牢，保證工件在加工過程中當(dāng)受到外力作用時(shí)，其正確的定位位置保持不變。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 6 （ d） 降低生產(chǎn)成本 ： 在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí)，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，并且允許使用技術(shù)等級(jí)較低的工人操作，可顯著地降低生產(chǎn)成本。 4) 組合夾具 :組合夾具是一種模塊化 的夾具。在手工夾具設(shè)計(jì)中，取決了夾具設(shè)計(jì)者對(duì)這些基本原理的應(yīng)用和工作經(jīng)驗(yàn)，從夾具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)中收集和表達(dá)這些知識(shí)是夾具 CAD 系統(tǒng)中的關(guān)鍵之一。表中原理和結(jié)構(gòu)均有創(chuàng)新 的 柔性?shī)A具如 :相變和偽相變式，適應(yīng)性?shī)A具，模塊化程度控制式，仿生抓夾式等正處于研究階段，有許多問題尚待解決。組合夾具根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的原理，在夾具和組件完全標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件，針對(duì) 不 同工件組合和裝配成各種專用夾具。 組合夾具的元件按用途的不同分為八大類，即：基礎(chǔ) 件、 支撐件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、其他件和合件。 ⑶組合夾具中每個(gè)鉆模板只能安裝一 個(gè)鉆套，因而對(duì)孔距較近和孔數(shù)較多的工件須分別用幾套夾具進(jìn)行加工，或者專門制造特殊的鉆模板。 (4)各系列組合夾具的適用范圍 :見表 1— 2。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 10 2 機(jī)床夾具庫(kù)的建立 引言 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(jì)正在被三維設(shè)計(jì)所取代。 夾具幾何建模介紹 三維建模系統(tǒng)分為自由建模和 CAD 建模兩大類。 在產(chǎn)品全生命周期實(shí)現(xiàn)信息共享，突破由于部門分割造成的認(rèn)知差異， CAD 模型必須具備廣泛的工程語(yǔ)義信息。基于特征的參數(shù)化建模，允許設(shè)計(jì)人員返回到以前的步驟編輯草圖或者修改尺寸，這種思路正符合設(shè)計(jì)人員原本的思考方法。利用 SolidWorks，可以創(chuàng)建全相關(guān)的三維實(shí)體建模，設(shè)計(jì)過程中，實(shí)體之間可以存在或者不存在約束關(guān)系；同時(shí)，可以利用自動(dòng)的或用戶定義的約束關(guān)系來體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。 SolidWorks 中的參數(shù)化 用于創(chuàng)建特征的尺寸與幾何關(guān)系，可以被記錄并保存于設(shè)計(jì)模型中。 幾何關(guān)系：草圖幾何體之間的平行，相切，同心等信息。運(yùn)用SolidWorks 提供的基于特征實(shí)體的建模功能，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、 特征陣列以及打孔等操作來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)零件的三維模型設(shè)計(jì)，并按其形狀、尺寸分別建立 參數(shù)化模型庫(kù)。在 “ 機(jī)床夾具庫(kù) ” 中選擇 “ 支承件 ” ，然后保存。如 圖 27 所示： 圖 27 常用的夾具元件 示意圖 在平常的設(shè)計(jì)中，總是會(huì)遇到很多不同的零部件具有相似的特征，這些零部件可能是相似的零件，也可能不是相似的零件，但他們都具有相同的特征，并且這些特征或者特征組經(jīng)常被反復(fù)使用，比如軸的退刀槽、凹凸盤上的整列孔等。如下面的實(shí)例所示：以縱槽鉆模板為例，新建 Excel 表格，輸入?yún)?shù)。 圖 212 顯示配置 本例中形成的配置 如 圖 213 如下： 配置 Z436120 配置 Z436125 配置 Z436130 配置 Z436135 圖 213 生成的配置 從上述方法可以看出，靈活運(yùn)用 SolidWorks 的配置功能，可以很方便地實(shí)現(xiàn)系列夾具的參數(shù)化設(shè)計(jì)，而且產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、編輯、修改等很容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)人員可以通過改變某些參數(shù)而不必改動(dòng)元件設(shè)計(jì)的全過程來更新設(shè)計(jì)， 大大 節(jié)約了設(shè)計(jì)人員的精力、時(shí)間、降低了企業(yè)產(chǎn)品 的 成 本。 SolidWorks 完全支持產(chǎn)品的自 上 向 下或自下向上的設(shè)計(jì)方式。所 以建立夾具組件庫(kù)可以大量減少夾具零部件的設(shè)計(jì)建模工作量 。 通過 VB 編制接口程序，直接讀取數(shù)據(jù)庫(kù)文件，進(jìn)行參數(shù)化繪圖。對(duì)于某一 夾具元 件來說，通常有多個(gè)型號(hào)對(duì)應(yīng)不同的 尺寸參數(shù)，這些尺寸參數(shù)可以形成一個(gè)該類型的 夾具 參數(shù)庫(kù)。 （ b）啟動(dòng) Vsual Basic 6． 0，新建 一個(gè)工程，導(dǎo)入所需要的 3 種類型庫(kù)，然后編寫代碼。 （ c） 在 Vsual Basic 里，選擇文件，生成工程 .exe 文件即可。在進(jìn)行 夾具 三維實(shí)體建模時(shí)，首先要分析 元 件的結(jié)構(gòu)特征，以確定尺寸變量以及尺寸變量之間的約束關(guān)系，明確主要參數(shù)、主動(dòng)尺寸和從動(dòng)尺寸的關(guān)聯(lián)性，設(shè)置尺寸變量名稱，建立驅(qū)動(dòng)變量表、變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以便通過給尺寸變量賦予不同參數(shù)值來驅(qū)動(dòng) SolidWorks重新生成該 元 件的三 維實(shí)體模型，實(shí)現(xiàn)尺寸更新，從而充分發(fā)揮 SolidWorks 參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的目的。在零件參數(shù)的確定上，主要考慮參數(shù)表達(dá)的工程意義，盡可能使 元件 的關(guān)鍵尺寸得到體現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮參數(shù)對(duì)二次開發(fā)的簡(jiǎn)便性。若在 SolidWorks 中運(yùn)行，則單擊“工程” — “宏操作” — “運(yùn)行”命令，選擇源文件即可。在SolidWorks 中，應(yīng)用記錄宏（“工具” — “宏操作” — “錄制”）來獲得程序頭部 和 應(yīng)用程序的代碼是十分有用的。通過 API 接口，將尺寸參數(shù)傳送到 SolidWorks 的造型函數(shù)，用新尺寸更新模板圖形中的尺寸，重新生成與新尺寸對(duì)應(yīng)的實(shí)體模型，這樣就避免了同類型 夾具元件 的重復(fù)建模。另外， SolidWorks 提供宏工具欄，用戶可以使用宏 ， 錄制夾具元件的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，然后根據(jù)宏程序中使用的對(duì)象和方法，在應(yīng)用程序中合理組織并做修改，對(duì)具體參數(shù)用變量代 替，通過對(duì)變量的控制實(shí)現(xiàn)參數(shù)化 設(shè)計(jì)。系統(tǒng)還提供了豐富的工程圖標(biāo)注符號(hào)，如粗糙度、基準(zhǔn)符號(hào)、指 引線、焊接符號(hào)、中心線、形位公差標(biāo)注等，軟件還提供了一個(gè)尺寸公差查詢表，使我們可以方便的選用符合要求的公差代號(hào)或者是數(shù)值。當(dāng)改變其中一個(gè)零件的某些尺寸時(shí)，與其相關(guān)聯(lián)的零件或部件的形狀或尺寸也會(huì)隨之改變，并且這種關(guān)聯(lián)還可以斷開。 SolidWorks 在夾具設(shè)計(jì)中 的 應(yīng)用 通過對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì) ，管理 等方面的探討，對(duì) SolidWorks 軟件在夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 有了更多的理解和掌握。如 圖 29 所示， 圖 29 縱槽鉆模板 系列零件設(shè)計(jì)表 因此通過配置建立系列零件設(shè)計(jì)表，就相當(dāng)于建立了該零件的參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過選取、修改、增加數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)夾具元件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 通過正確的使用 SolidWorks 的這些設(shè)計(jì)庫(kù)，可以給 設(shè)計(jì)者 一個(gè)思路，拋磚引玉，建立適合自己的一個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù) ， 減少不必要的重復(fù)性勞動(dòng)，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 14 圖 24 V 型墊板 圖 25 添加到庫(kù) 也可以直接選 擇文件另存為 F 盤 “ 機(jī)床夾具庫(kù) ” 中“支承件”中，就可以了。 夾具元件庫(kù)的建立 標(biāo)準(zhǔn)夾具庫(kù)的建立過程如下 : 設(shè)置目錄，首先建立機(jī)床夾具庫(kù) 的根目錄，在此根目錄下，再建立各類標(biāo)準(zhǔn) 夾具 元 13 件的子目錄。通過草圖中的幾何關(guān)系， SolidWorks 可以在模型設(shè)計(jì)中完全體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。 尺寸驅(qū)動(dòng)：是創(chuàng)建特征時(shí)所用的尺寸，包括與繪制幾何體相關(guān)的尺寸和特征自身相關(guān)的尺寸。在進(jìn)行零件或者裝配體建模時(shí)， SolidWorks 軟件使用智 能化的，易于理解的幾何體創(chuàng)建特征，特征創(chuàng)建后就可以應(yīng)用于零件中。 實(shí)體建模 實(shí)體模型有別于傳統(tǒng)的 2D 繪圖或者 3D 曲面 CAD 模型，因?yàn)閷?shí)體模型是對(duì)象的集合，而每個(gè)對(duì)象又都是獨(dú)立的主體。參數(shù)化方法是產(chǎn)品模型修改和變量 設(shè)計(jì)的需要，是設(shè)計(jì)自動(dòng)化所采用的關(guān)鍵技術(shù)之一。特征（ feature）來源于制造工程應(yīng)用。但是這些軟件雖然提供了一些常用的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，但是都沒有提供夾具設(shè)計(jì)的參數(shù)化、用戶可方便自擴(kuò)充的元件庫(kù)。 表 1— 2 各系列組合夾具的使用范圍 組合夾具 元件系列 可加