【正文】 工的工件 最大輪廓尺寸（ mm） 主要用途 6mm 系列 8mm 系列 500 250 250 儀表制造行業(yè)的小型零件 12mm 系列 1500 1000 500 中型零件 16mm 系列 500 2500 1000 大型零件 (1)節(jié)約夾具設(shè)計制造工時和材料 (相對專用夾具 )，提高勞動生產(chǎn)率 (相對鉗工劃線加工 )。 用范圍 (1)生產(chǎn)類型 :最適合 品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制和小批量 生產(chǎn)。 組合夾具的元件可多次重復(fù)使用。在夾具用完之后，將夾具拆開，經(jīng)過清洗、油封后存放起來，需要時再重新組裝成其他夾具。因此，到目前為止 ，尚 沒有找到結(jié)構(gòu)上、經(jīng)濟(jì)上、實用性能 上 與傳統(tǒng)夾具 相匹敵的新型夾具。存在的主要問題是缺乏柔性和需要很長的設(shè)計制造周期，一旦修改產(chǎn)品設(shè)計，有關(guān)的專用夾具就不能再使用而報廢。 （ b） 按夾具的使用機(jī)床分類 這是專用夾具設(shè)計所用的分類方法。 機(jī)床夾具的分類 （ a） 按夾具的通用特性分類 1) 通用夾具 :通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等，這類夾具由專門生產(chǎn)廠家生產(chǎn)和供應(yīng)，其特點是使用方便，通用性強(qiáng)，但加工精度 不高，生產(chǎn)率較低，且難以裝夾形狀復(fù)雜的工件，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。 （ d） 其他裝置或元件 除了定位元件、夾緊裝置和夾具體外，各種夾具還根據(jù)需要設(shè)置一些其 他裝置或元件，如分度裝置、引導(dǎo)裝置、對刀元件等。 SolidWorks 軟件 支持多種格式的 CAD文件轉(zhuǎn)換。目前，各類用戶不僅在應(yīng)用 SolidWorks 的強(qiáng)大功能進(jìn)行各類專業(yè)設(shè)計，同時也在不斷探索 SolidWorks 的二次開發(fā)技術(shù)，從而力求擴(kuò)展 SolidWorks 的功能并使其 用戶化、專業(yè)化。 課題的意義 夾具的設(shè)計制造在機(jī)械制造生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中占有重要的地位，它的設(shè)計與制造質(zhì)量對 保證產(chǎn)品質(zhì)量有決定性影響，其設(shè)計與 制造的周期在整個生產(chǎn)準(zhǔn)備中最長，實際決定著整個生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 。以此知識庫為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)能產(chǎn)生夾具元件圖，用于顯示加工零件簡單的裝配圖。 20世紀(jì) 80 年代美國、歐洲不少學(xué)者和公司投入這一工作，其中美國密執(zhí)安大學(xué)于 1987 年研制成功的 CAD— FMS 系統(tǒng)就很具有代表性。從 20 世紀(jì) 80 年代中期開始，我國先后有十余所高校對 夾具 CAD 系統(tǒng)做了探索，以下是北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院研究開發(fā)的幾個系統(tǒng)：① 槽系組合夾具CAD。 （ c） 在 VB 運行界面里，選擇不同的夾具參數(shù)，在 SolidWorks 軟件中自動繪制對應(yīng)的夾具圖形。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(jī)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。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(jìn)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。機(jī)床夾具的快速設(shè)計，已經(jīng)成為機(jī)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 。 30 VB 程序運行 SolidWorks 22 機(jī)床夾具數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建 20 SolidWorks 二次開發(fā)步驟 17 顯示配置 16 建立系列零件設(shè)計表 11 基于特征 11 實體建模 10 引言 8 2 機(jī)床 夾具 庫的建立 4 機(jī)床夾具 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(hù)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(qiáng)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(jī)床夾具零部件庫。I ABSTRACT 5 夾具的組成 10 夾具 幾何建模介紹 10 參數(shù)化建模 20 SolidWorks 二次開發(fā)原理 40 機(jī)床夾具圖形預(yù)覽 40 夾具的使用管理 隨著制造業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品的要求越來越個性化，使得產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來 越短，多品種小批量已成為當(dāng)今制造業(yè)的主流。參數(shù)化造型的基本思想是用數(shù)值約束、幾何約束和方程約束來說明產(chǎn)品模型的形狀特征，從而得到一簇在形狀 或功能上具有相似性的設(shè)計方案。二是利用編程語言作為開發(fā)工具，對 SolidWorks 進(jìn)行二次開發(fā)，用程序?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化設(shè)計。主 要的工作是建立機(jī)床夾具元件庫，利用 VB 開發(fā)夾具元件，用 Access 存儲 夾具 數(shù)據(jù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床和加工中心的 廣泛應(yīng)用，以及 CAD、 CAM 等集成系統(tǒng)的發(fā)展，此問題就變得日益嚴(yán)峻，因此 夾具計算機(jī)輔助設(shè)計的研究就成了時代的需要。系統(tǒng)向設(shè)計人員提供組裝結(jié)構(gòu)思路，并自動生成清單。 對夾具中非回轉(zhuǎn)體零件所受切削力、定位力矩和夾緊力矩等用一線性規(guī)劃模型表示，然后按照螺旋理論來校驗其平衡，從而得出合理的夾具布局。但創(chuàng)成式仍停留在原始階段，離實用尚有不少的距離，因此兩者結(jié)合的智能化系統(tǒng)是目前研究者頗感興趣的問題。 針對這兩個特點，本課題著重研究并充分利用已有的夾具設(shè)計經(jīng)驗，將參數(shù)化設(shè)計應(yīng)用到設(shè)計中，以進(jìn)一步縮短工裝設(shè)計周期 ， 提高夾具的設(shè)計質(zhì)量，并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理、計算機(jī)圖形學(xué)、成組技術(shù)，參數(shù)化技術(shù)為用戶提供一個良好的設(shè)計環(huán)境，將標(biāo)準(zhǔn)件、通用件以及以往的設(shè)計經(jīng)驗存儲在計算機(jī)中輔助設(shè)計人員進(jìn)行夾具設(shè)計，將大大提高設(shè)計人員的效率，減輕他們的勞動強(qiáng)度，因此，本課題是具有先進(jìn)性和實用價值的。參數(shù)化造型的基本思想是用數(shù)值約束、幾何約束和方程約束來說明產(chǎn)品模型的形狀特征， 5 從而得到一簇在形狀或功能上具有相似性的設(shè)計方案。為了將工件可靠定位，經(jīng)常用定位件和支承件與工件表面相接觸，以限制工件包括移動和旋轉(zhuǎn)在內(nèi)的六個自由度，用夾緊來抵消切削力，以保證工件牢固定位。 （ c） 改善工人勞動條件，保障生產(chǎn)安全 ： 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。 3) 可調(diào)夾具 :可調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的不足而發(fā)展起來的一類夾具。 夾具設(shè)計的基本要求 對夾具的基本要求就是將工件定位并牢固地夾持在一定的位置，并在 工作 機(jī)床上有一定的方位。工件變化可在小范圍，即在形狀和尺寸變化不大的范圍；也可大范圍，即零件形狀完全不同，尺寸變化也很大，所以柔性概念是模糊的。 表 1— 1 柔性夾具原理方法及分類表 分 類 柔性工作原理 種 類 組合夾具 標(biāo)準(zhǔn)元件的機(jī)械裝配 槽系、孔系 可調(diào)整夾具 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) 變動元件的位置 雙轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)式 可移動拇指式 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)計說明書） 8 組合 夾具 在長期的生產(chǎn)實踐中，人們對可調(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。一次性投資于組合夾具，其元件能夠長期使用，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。 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： ⑴組合夾具中各個固定元件之間用定位件 定位并由螺釘緊固，根據(jù) 元件的大小和對夾具剛度的要求，組裝時可取用二個、三個甚至更多的 定位 件 。 (2)設(shè)備和工藝方法 :各類機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、焊接、裝配和檢驗夾具及模擬試驗機(jī)。 (4)保證產(chǎn)品質(zhì)量，解決技術(shù)關(guān)鍵。 本章主要介紹以 SolidWorks 軟件 為平臺建立夾具元件庫。然后這個概念成為制造領(lǐng)域信息化和自動化技術(shù)開展的基本風(fēng)向標(biāo)。通 過改變尺寸的數(shù)值，能夠決定 部件更新后的形狀。 CAD 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存儲著當(dāng)前零部件的結(jié)構(gòu)、特征，通過計算即可獲得 大量實體特征參數(shù)，例如總質(zhì)量，內(nèi)部體積等。例如圓角和倒角就是這種類型的特征。尺寸驅(qū)動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)動變量，給定尺寸驅(qū)動變量的值，即可生成相應(yīng)參數(shù)的零件的過程。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。如 圖 21 所示： 圖 21 建立庫 圖 22 SolidWorks 設(shè)計庫 也可以在 SolidWorks 的設(shè)計庫中直接創(chuàng)建，如 圖 22 和 圖 23 所示： 圖 23 創(chuàng)建設(shè)計庫 點擊 “ 確定 ” 后就在如 圖 22 中顯示機(jī)床夾具庫。所以在夾具庫中，要對夾具按照定位，夾緊方式等進(jìn)行分類管理。在標(biāo)定尺寸時，用戶可 以自己定義尺寸名稱，具體實現(xiàn)方式是右擊尺寸，在屬性窗口中更改名 稱 。如 圖 211 所示。如果只是利用二維軟件來進(jìn)行夾具設(shè)計，僅僅起到計算機(jī)輔助制圖的作用，不能 19 將以往產(chǎn)品夾具的設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計結(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，對企業(yè)資源也是一種極大的浪費。由于夾具標(biāo)準(zhǔn)件相當(dāng)?shù)亩?，以前用二維軟件時，相當(dāng)多的時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，同時也可以利用 “參數(shù)設(shè)計表 ”做成系列化的零件， 供以后的設(shè)計使用。但利用軟件的 “明細(xì)欄自動生成 ”這項功能以后，所有的這些問題都迎刃而解了。 SolidWorks 二次開發(fā)原理 利用 Vsual Basic 6． 0 作為 二次 開發(fā) 工具 對 三維實體造型軟件 SolidWorks 進(jìn)行二次開發(fā)，利用 Access 作為數(shù)據(jù)存儲和驅(qū)動的原始數(shù)據(jù) 庫 開發(fā)出一個能夠進(jìn)行自動設(shè)計 夾具元件 的工作平臺。程序完成后載入動態(tài)鏈接庫時，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。（ 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 會話的每個對象，可單擊 Vsual Basic 菜單欄中的“視圖”— “對象閱覽器”命令，右鍵單擊對象閱覽器的“類”或“成員”窗口。也可以創(chuàng)建一個宏文件來打開 Vsual Basic。而三維 CAD 軟件中，草圖是生成