1339-基于SolidWorks的支座工藝及組合夾具設(shè)計

1339-基于SolidWorks的支座工藝及組合夾具設(shè)計,基于,solidworks,支座,工藝,組合,夾具,設(shè)計 淮 陰 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計( 論文)開題報告學(xué) 生 姓 名： 徐楊 學(xué) 號： 1071105122專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動化設(shè)計(論文) 題目： 基于 SolidWorks 的支座工 藝及組合夾 具設(shè)計指 導(dǎo) 教 師: 程偉2011 年 3 月 1 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000 字左右的文獻(xiàn)綜述文 獻(xiàn) 綜 述1 組合夾具CAD的研究現(xiàn)狀隨著市場需求的變化和計算機(jī)集成制造技術(shù)(aM)的蓬勃興起，現(xiàn)代制造業(yè)開始向多品種、多規(guī)格 小批量、高柔性的自動化方向發(fā)展。這就客觀上要求加工設(shè)備和工藝裝備應(yīng)具有較大的柔性，從而導(dǎo)致了各種模塊化設(shè)備和工裝在機(jī)槭制造中所占的比重不斷擴(kuò)大，組合夾具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用愈來愈廣泛．CAD／CAM 技術(shù)自本世紀(jì)60年代問世以來，在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，并且收到了良好的生產(chǎn)效益，被譽(yù)為是自電力發(fā)明以來最具生產(chǎn)潛力的技術(shù)手段． 作為計算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計的一個重要方面，計算機(jī)輔助夾具設(shè)計受到了廣泛的重視。美國、西德、英國、日本、蘇聯(lián)和新加坡等國的學(xué)者對專用夾具和組合夾具的a I研究，都做了大量工作，也取得了令人矚目的成就 。就目前而盲，世界各國對組合夾具設(shè)計專家系統(tǒng)的研究尚處于初期階段，完全智能化的設(shè)計系統(tǒng)迄今投有出現(xiàn)。但是美國的密執(zhí)安大學(xué)、馬薩諸塞大學(xué)，英國的曼徹斯特大學(xué)、匈牙利的布達(dá)佩斯技術(shù)大學(xué)，新加坡的國立大學(xué)以及西德、蘇聯(lián)和日本的一些研究機(jī)構(gòu)都在組合夾具設(shè)計專家系統(tǒng)研究方面作出了一定的成績 [41。在我國，組合夾具的計算機(jī)輔助設(shè)計研究起步較晚，但近年來，這方面的研究卻方興末艾。哈爾濱工業(yè)大學(xué)，西北工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)，河北工學(xué)院等高校以及哈爾濱電站設(shè)備成套設(shè)計研究所、天津組合夾具研究所等單位都正在開展這方面的研究工作。但與國外相比，國內(nèi)這方面的研究大多還集中在傳統(tǒng)的組合夾具CAD系統(tǒng)。調(diào)查表明，只有西北工業(yè)大學(xué)和暗爾濱工業(yè)大學(xué)開始著手于組合夾具設(shè)計專家系統(tǒng)的研究工作，但尚屬起步階段。如果把國內(nèi)外情況作一對比，則可得出下述結(jié)論：1)國外組合夾具CAD大多采用孔系元件，而國內(nèi)則主要采用槽系元件；2)國外組合夾具CAD系統(tǒng)智能化程度較高，而且近年來開始轉(zhuǎn)向組合夾具的機(jī)器人裝配系統(tǒng)的研究，以促進(jìn)CAD／CAM 的集成；而國內(nèi)則起步較晚，水平較低，組合夾具設(shè)計專家系統(tǒng)基本上尚屬空白。以上大致是目前國內(nèi)外組合夾具CAD的研究現(xiàn)狀．2 基于SolidWorks 的組合夾具CAD 系統(tǒng)該系統(tǒng)以SolidWorks2000 為平臺, 由組合夾具設(shè)計系統(tǒng)、組合夾具管理系統(tǒng)、組合夾具元件庫和組合夾具庫構(gòu)成。Solidworks 是一套智能型的高級3D 實(shí)體繪圖設(shè)計軟件, 它使用戶擁有直覺式設(shè)計空間, 使用最新的物體導(dǎo)向軟件技術(shù), 采用特征管理員( Feather Manager) 的參變數(shù)設(shè)計3D 繪圖方式和高效率的實(shí)體模型核心( ParaSolid) , 并具有高度的文件兼容性, 可載入、編輯及輸出IGES、ParaSolid、STL、ACIS、STEP、TIFF、VDAFS、VRML 等文件形式。本系統(tǒng)采用Solidworks2000 作為開發(fā)平臺,正是利用其參數(shù)式軟件特性, 建立易于擴(kuò)展的組合夾具元件庫;利用其強(qiáng)大的裝配功能, 方便組裝、查看組合夾具; 利用其工程圖功能, 開發(fā)生成符合組合夾具要求的工程圖; 利用Solidworks的API, 將用VB 開發(fā)的組合夾具管理系統(tǒng)添加到Solidworks 界面, 便于操作。3 組合夾具的作用柔性制造系統(tǒng)( FMS) 的擴(kuò)大應(yīng)用,計算機(jī)集成制造的興起,促進(jìn)了組合夾具的發(fā)展,組合夾具也在其中起到了至關(guān)重要的作用。它的作用是:(1) 保證精度。夾具設(shè)計的首要任務(wù)是保證工件上被加工表面的位置精度,同時對相關(guān)的尺寸精度和表面粗糙度的改善也起到一定的作用;(2) 提高生產(chǎn)率,降低成本。在單件小批量生產(chǎn)中,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,同時也為及時生產(chǎn),降低產(chǎn)品成本中夾具的費(fèi)用,組合夾具是非常理想的選擇;(3) 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。使用組合夾具可方便加工,并可擴(kuò)大工藝范圍;(4) 減輕工人勞動強(qiáng)度,保證生產(chǎn)安全。4 　國外夾具的研究現(xiàn)狀夾具的設(shè)計包括三個步驟:設(shè)備規(guī)劃、夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。目前,Joneja[7 ]以及Ferreira[8 ]等人在進(jìn)行CAPP 方面的研究中對設(shè)備規(guī)劃有詳細(xì)論述。計算機(jī)輔助夾具設(shè)計(CAFD) 就夾具方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V[9 ]等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法;De Meter EC[10 ]提出的利用機(jī)械杠桿原理進(jìn)行定位和夾緊位置選擇的一種算法; Markus A[11 ]等人提出的針對棱柱形工件進(jìn)行組合夾具設(shè)計的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前,關(guān)于工件夾具的自動化配置方面的工作,自動夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計( AFCD) 中很少提及。TrappeyAJC[12 ]等人提出了一個二維組合夾具元件的配置算法。幾乎所有的AFCD 研究者都承認(rèn),在一個成功的AFCD 系統(tǒng)中, 工件的幾何形狀是一個關(guān)鍵因素。Nnaji B ,Alladin S[13 ]等人也對具有復(fù)雜幾何形狀的工件進(jìn)行嘗試研究。然而其結(jié)果也僅僅適用于特定的幾何體,比如多邊形棱柱。Brost 和Goldberg 提出了一個“完整”的算法用來分析多邊形工件的組合夾具設(shè)計[4 ,5 ] 。并開發(fā)出一個組合夾具設(shè)計系統(tǒng),針對一個任意存在的工件,能自動產(chǎn)生所有可行的夾具設(shè)計。并且采用力球分析的方法對產(chǎn)生的方案進(jìn)行優(yōu)化。以后的許多研究者大多借鑒了Brost 和Goldberg 的算法。組合夾具在動力學(xué)方面的研究也取得了一定的進(jìn)步,Yu and Goldberg 的夾具加載規(guī)劃方案是把夾具的加載問題看作基于傳感器的集成問題并給了一個規(guī)劃算法。Cai 等提出了一種指導(dǎo)夾具設(shè)計的方法,此方法是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger 與DeMter 提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析,這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差,這種情況是由于在單位扭球的干涉扭矩。5　國內(nèi)夾具的研究現(xiàn)狀我國于80 年代末開始對組合夾具元件的設(shè)計與管理進(jìn)行了研究和開發(fā),在總結(jié)和吸取我國應(yīng)用和發(fā)展槽系夾具經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械加工特征及夾具的發(fā)展趨勢,研制了新一代孔系組合夾具系統(tǒng)。主要參考文獻(xiàn)：此系統(tǒng)發(fā)揮了槽系平移可調(diào)性和孔的旋轉(zhuǎn)可調(diào)性的優(yōu)勢,可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統(tǒng)把大中小三個系列的元件有機(jī)融為一體,可在一塊多夾具基礎(chǔ)板上,既能組裝單個大工件夾具,又能組裝多個中小零件夾具,有利于裝夾具基礎(chǔ)板長期固定在機(jī)床工作臺上,此系統(tǒng)還設(shè)有孔系和槽系過渡元件,便于實(shí)現(xiàn)孔、槽系夾具元件混合使用。北京工商大學(xué)麻建東和劉璇開發(fā)的組合夾具元件庫,元件庫模塊的核心程序用ObjectARX SDK2. 02工具包開發(fā),界面程序用AU TOCAD 提供的對話框控制語言DCL (Dialog Cont rol Language) 語言開發(fā),在VC + + 6. 0 下編譯和聯(lián)接,生成的ARX 可執(zhí)行程序在AU TOCADR14 下直接加載運(yùn)行。元件庫可為使用者提供7 類組合夾具元件三維圖形的瀏覽以及交互設(shè)計功能,并生成三維組合夾具構(gòu)形圖,在CAD 環(huán)境中可進(jìn)行修改或刪除。山東工業(yè)大學(xué)的徐志剛在“廣義映射原理”的指導(dǎo)下,開發(fā)了支持“top - down”風(fēng)范的夾具設(shè)計軟件自動化系統(tǒng)。吳玉光博士在這個領(lǐng)域取得了較大的突破。提出孔系基礎(chǔ)板組合夾具設(shè)計的系統(tǒng)方法。該方法利用連桿機(jī)構(gòu)原理自動確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件的全部候選定位方案。并提出定位銷可見錐概念和定位銷轉(zhuǎn)動支點(diǎn)的概念,進(jìn)行定位方案的裝卸方便性分析。進(jìn)一步提出瞬心三角形和同向邊的概念,對工件進(jìn)行可夾緊性分析,確定工件邊界的可夾緊范圍。其理論水平在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)開拓了新的局面。主要參考文獻(xiàn)：1. 劉文劍,李振明.組合夾具 CAD 的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1993,3.2. 魯珍珠,雷小強(qiáng).基于 SolidWorks 的組合夾具 CAD 系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2004,9.3. 東北重型機(jī)械學(xué)院等．機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988.4.楊黎明，白明光，孫光華等．機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1996.5.朱耀祥．組合夾具[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.6.融亦鳴．計算機(jī)輔助夾具設(shè)計[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7. 黃永強(qiáng)，劉文劍，金天國．組合夾具計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)[J]．組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，1996，9.8. 朱耀祥，融亦鳴，朱劍．計算機(jī)輔助組合夾具設(shè)計系統(tǒng)的研究[J]．機(jī)械工程學(xué)報，1994，5.9. 張紅梅，齊紅威，張滿囤等．組合夾具組裝 CAD[J]．河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999，2.10．葉偉昌主編．機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008．11.陳宏鈞主編.簡明機(jī)械加工工藝手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2008. 12.王先逵主編.機(jī)械加工工藝規(guī)程制定(第 1 卷工藝基礎(chǔ)卷) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.13.劉守勇主編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.14.楊黎明主編.機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，1996.畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）本次設(shè)計為四年大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)課程的一次綜合性設(shè)計，要求我全面的運(yùn)用機(jī)械專業(yè)課程理論和實(shí)習(xí)實(shí)踐進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也為以后走上機(jī)械工藝設(shè)計崗位打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。1、本課題要研究及解決的問題(1)熟悉支座的零件圖(2)對要加工的支座進(jìn)行工藝分析，編制合理的加工工藝2 本課題擬采用的研究手段（途徑）（1）運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的知識，初步設(shè)計出零件的工藝規(guī)程。（2）根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案。（3）根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程和夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完成對支座的工藝規(guī)程設(shè)計及夾具設(shè)計研究，用 AutoCAD Pro/Engineer Solidworks 等軟件，繪出零件圖和裝配圖。同時對照課題任務(wù)的內(nèi)容和要求，對具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計和計算，選擇合適的結(jié)構(gòu)和部件，寫出設(shè)計說明書。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告指導(dǎo)教師意見：1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：指導(dǎo)教師： （手寫簽名）年 月 日所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： （手寫簽名）年 月 日