【正文】 都是獨(dú)立的主體?；谔卣鞯膮?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?；谔卣鞯膮?shù)化建模十分有利于設(shè)計(jì)意圖的實(shí)現(xiàn)。尺寸不僅僅只是對(duì)形狀測(cè)量的一個(gè)結(jié)果，更是一個(gè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。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。 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義信息。在 CIMS 提出之前，制造領(lǐng)域已經(jīng)開始信息化進(jìn)程，但是由于各個(gè)職能部門的行為方式和價(jià)值取向的差異，導(dǎo)致了在信息化過程中各自為戰(zhàn)的狀況，即所謂的 “自動(dòng)化孤島 ”。這個(gè)概念來自 1978 年一個(gè)美國(guó) 博 士生論文。特征（ feature）來源于制造工程應(yīng)用。 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。 基于 SolidWorks 的 建模，并利用 Excel 建立系列零件設(shè)計(jì)表，形成不同的配置。因此在CAD 系統(tǒng)上建立一套用戶自己維護(hù)的參數(shù)化的機(jī)床夾具元件庫(kù)，可 以滿足設(shè)計(jì)人員快速設(shè)計(jì)的需求。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)。 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。生產(chǎn)中時(shí)常由于夾具設(shè)計(jì)制造不良，造成加工零件的報(bào)廢。 (3)縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 :縮短 80%以上。 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(jì)制造工時(shí)和材料 (相對(duì)專用夾具 )，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 (相對(duì)鉗工劃線加工 )。 (4)各系列組合夾具的適用范圍 :見表 1— 2。其中以車床和鉆床夾具最多。大批生產(chǎn)也可在工廠 、機(jī)修和試制車間中使用組合夾具。 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)。 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。而專用夾具是用定位銷定位、螺釘壓緊，定位銷的量一般為兩個(gè)。各元件工件表面一般均按二級(jí)精度制造，鉆模板和鏜孔支撐的孔為一級(jí)精度，基礎(chǔ)件上 各 個(gè)表面的垂直度和平行度偏差不大于 ，大部分元件的工作表面的粗糙度 為▽ 8～▽ 10。 組合夾具的元件可多次重復(fù)使用。 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。 由此可見，組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想，又符合節(jié)約資源的原則，更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。由于組合夾具適用性強(qiáng)，容易掌握，從而適應(yīng)了產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求。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(shí)再重新組裝成其他夾具。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。機(jī)械制造業(yè)和修理業(yè)使用的夾具，從專用到通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，逐步形成了現(xiàn) 在的組合夾具。可調(diào)整夾具由于現(xiàn)代生產(chǎn)己經(jīng)由按庫(kù)存生產(chǎn) 改成按定單生產(chǎn)，產(chǎn)品種類市場(chǎng)需求的不確定性，不容易組織成組生產(chǎn) ，因而可調(diào)整夾具的應(yīng)用受到限制，組合夾具利用孔系和槽系相結(jié)合，其柔性更好，成為現(xiàn)代柔性?shī)A具的主流。因此，到目前為止 ，尚 沒有找到結(jié)構(gòu)上、經(jīng)濟(jì)上、實(shí)用性能 上 與傳統(tǒng)夾具 相匹敵的新型夾具。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。籠統(tǒng)的說，就 是 指與 NC 機(jī)床 ， 加工中心配合使用的，具有加工多種不同工件能力的夾具。 柔性 夾具 一般來說，柔性?shī)A具指用夾具系統(tǒng)裝夾 ，定位在形狀與尺寸上有所變化的 工件。存在的主要問題是缺乏柔性和需要很長(zhǎng)的設(shè)計(jì)制造周期，一旦修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，有關(guān)的專用夾具就不能再使用而報(bào)廢。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。其次還有 滿足其它 的 要求，如保證夾具的生產(chǎn)率 (如容易裝卸工件，采用半自動(dòng)或自動(dòng)夾緊裝置，容易排除切屑等 )，操作簡(jiǎn)單并安全 (如對(duì)貴重工件采用防誤功能的元件 )，減少薄壁件變形的專門設(shè)計(jì)，有所降低成本 (優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)元件，及夾具材料選用和制造工藝擬定 )等。 （ c） 按夾具的動(dòng)力源分類 按夾具所使用的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液動(dòng)夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具等。 （ b） 按夾具的使用機(jī)床分類 這是專用夾具設(shè)計(jì)所用的分類方法。 4) 組合夾具 :組合夾具是一種模塊化 的夾具。對(duì)不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。在批量較大生產(chǎn)和形狀復(fù)雜、精度要求高的工件加工中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。 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(diǎn)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)。 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。用氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊裝置，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 （ b） 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ： 采用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，不僅省去了劃線找正所花費(fèi)的大量時(shí)間，而且簡(jiǎn)化了工件的安裝工作，顯著地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 （ 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(duì)刀元件等。 （ 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。傳統(tǒng) 夾具以專用夾具為代表主要有四種功能：定位、夾緊、導(dǎo)向和對(duì)刀。 機(jī)床 夾具 夾具的一般概念 夾具廣泛用于各種制造工序中，用以將工件定位并牢固地夾持在一定的位置，以便按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)定 ， 完成要求的制造過程。 SolidWorks 軟件 支持多種格式的 CAD文件轉(zhuǎn)換。二是利用編程語言作為開發(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)。參數(shù)化實(shí)體造型的關(guān)鍵是幾何模型的構(gòu)建。參數(shù)化設(shè)計(jì)是將系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的定型產(chǎn)品中 ， 隨產(chǎn)品規(guī)格 不同而變化的參數(shù)用相應(yīng)的變量代替，通過對(duì)變量的修改，從而實(shí)現(xiàn)同類結(jié)構(gòu)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的參數(shù)化。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(jì)，同時(shí)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。同時(shí) SolidWorks 具有良好的開放性和兼容性。 SolidWorks 是美國(guó) SolidWorks 公司基 于 Windows 平臺(tái)開發(fā)的著名的全參數(shù)化三維實(shí)體造型軟件，它具有強(qiáng)大的零件設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、管理設(shè)計(jì)、繪制二維圖、支持異地協(xié)同工作等功能。 ⑵ 夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)高度依賴經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題 設(shè)計(jì)師在構(gòu)思夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)，往往根據(jù)個(gè)人的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)將新工件的結(jié)構(gòu)特征、制造特征與已有工件的結(jié)構(gòu)特征和制造特征相比較，根據(jù)這些特征的相似性找出與新工件最為相 似的工件及它的裝夾規(guī)劃方案和夾具元件，經(jīng)過調(diào)整來獲得新夾具的設(shè)計(jì)，很少是從頭做起的。 課題的意義 夾具的設(shè)計(jì)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(jì)與制造質(zhì)量對(duì) 保證產(chǎn)品質(zhì)量有決定性影響，其設(shè)計(jì)與 制造的周期在整個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備中最長(zhǎng)，實(shí)際決定著整個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 。 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 。專家系統(tǒng)是目前夾具智能化常用的方法。變異式即應(yīng)用成組技術(shù)的原理，由新零件檢索現(xiàn)有類型相似夾具，按新零件的技術(shù)要求對(duì)已檢 索出的夾具進(jìn)行修改，最后由繪圖機(jī)輸出夾具裝配圖，創(chuàng)成式是根據(jù)輸入信息，系統(tǒng)能或多或少地部分生成夾具裝配圖，在較少的交互方式下完成設(shè)計(jì)。以此知識(shí)庫(kù)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(jiǎn)單的裝配圖。 和 建造了夾具設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)。 在夾具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)方面， 等設(shè)計(jì)出了一個(gè)用 Prolog 語言為箱體類零件裝配組合夾具的 MODBUILD 系統(tǒng)。 在夾具結(jié)構(gòu)自動(dòng)布局的理論和方法方面， Amy 用空間投影技術(shù)法簡(jiǎn)化了工件總體形狀的表示，然后用幾何推理的方法，通過 PSOE 一套立體網(wǎng)絡(luò)搜索的策略得到夾具的布局。 20世紀(jì) 80 年代美國(guó)、歐洲不少學(xué)者和公司投入這一工作，其中美國(guó)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。 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。② 智能槽系 3 組合夾具 CAD 系統(tǒng)，此系統(tǒng)是在 版本基礎(chǔ)上嵌入了一個(gè)組裝專家系統(tǒng)，是基于成組技術(shù)的相似夾具的變異式系統(tǒng)，用 AutoCAD 和 DBASE 作為支持軟件。此系統(tǒng)有一個(gè)帶有夾具和工藝信息的編碼系統(tǒng)， 編碼作為輸入信息用作檢索和選擇相似夾具。從 20 世紀(jì) 80 年代中期開始，我國(guó)先后有十余所高校對(duì) 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(gè)系統(tǒng)：① 槽系組合夾具CAD。 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)內(nèi)外的研究大致可以分為兩個(gè)階段： （ 1） 完全人機(jī)交互式組裝系統(tǒng)的研究與開發(fā)階段。 國(guó)內(nèi)外對(duì)機(jī)床 夾具 CAD 的研究 傳統(tǒng)的 夾具設(shè)計(jì)存在著 勞動(dòng)強(qiáng) 度大、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)等種種弊端。 （ c） 在 VB 運(yùn)行界面里，選擇不同的夾具參數(shù)，在 SolidWorks 軟件中自動(dòng)繪制對(duì)應(yīng)的夾具圖形。 （ 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。利用 VB 和 Access 建立夾具的管理系統(tǒng)。為此本文提出基于 SolidWorks 軟件 為平臺(tái)，開發(fā)出一套機(jī)床 夾具 CAD 系統(tǒng)。由于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來越短，制造廠商更加意識(shí)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(shí)間短和靈活快速的夾具，并最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組裝。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