機(jī)床夾具常用計(jì)算計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)含開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書

機(jī)床夾具常用計(jì)算計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)含開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述、任務(wù)書,機(jī)床,夾具,常用,經(jīng)常使用,計(jì)算,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),開題,報(bào)告,講演,呈文,文獻(xiàn),綜述,任務(wù)書 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計(jì)）題目 2．研究領(lǐng)域  機(jī)床夾具常用計(jì)算計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 機(jī)械設(shè)計(jì) 3．論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 機(jī)床夾具按所使用的機(jī)床不同，夾具可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，又可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 機(jī)床夾具由定位元件，夾緊裝置，對刀、引導(dǎo)元件或裝置，連接元件，夾具體等組成。任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。 機(jī)床夾具作用是（1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度：用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）能減少輔助工時(shí)，提高勞動生產(chǎn)率：使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時(shí)；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。（3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能： 根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動 ，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中常用的計(jì)算有（1）夾具定位尺寸計(jì)算：a.V 形塊的設(shè)計(jì) b.一面兩孔為基準(zhǔn)的定位誤差計(jì)算等（2）夾具定位精度計(jì)算：a.常見定位形式的定位誤差計(jì)算 b.鉆模的鉆孔精度計(jì)算等（3）夾緊力的計(jì)算（4）夾緊機(jī)構(gòu)所需夾緊力的作用力計(jì)算（5）各種加工方法的切削力計(jì)算（6）氣液缸傳動的計(jì)算（7）液壓缸傳動的計(jì)算等 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是 20 世紀(jì) 50 年代末發(fā)展起來的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。它是以計(jì)算機(jī)為工具，處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的圖形和數(shù)據(jù)信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的技術(shù)。 現(xiàn)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以使機(jī)床夾具計(jì)算能夠快速進(jìn)行。只要輸入或者選擇相關(guān)的參數(shù)，就能夠得到有關(guān)數(shù)據(jù)。目前全國范圍內(nèi)機(jī)床夾具計(jì)算計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)有了大量的設(shè)計(jì)論文，但仍需努力。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"； 用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5μm。 （3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)， 發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是人和計(jì)算機(jī)相結(jié)合，各盡所長的新型設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)過程中， 人可以進(jìn)行創(chuàng)造性的思維活動，完成設(shè)計(jì)方案構(gòu)思、工件原理擬定等，并將設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法經(jīng)過綜合、分析、轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)學(xué)模型和解析這些模型的程序。在程序運(yùn)行過程中，人可以評價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果，控制設(shè)計(jì)過程；計(jì)算機(jī)則可以發(fā)揮其分析計(jì)算和存儲信息的能力，完成信息管理、繪圖、模擬、優(yōu)化和其他數(shù)值分析任務(wù)。一個(gè)好的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)既能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性作用，又能充分利用計(jì)算機(jī)的高速分析計(jì)算。 夾具是一種工藝化程度很高的裝備，用現(xiàn)代科技來進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)開發(fā)可以提高生產(chǎn)效率，滿足不同的工藝要求，減少人力資源的浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的復(fù)雜性和應(yīng)用性決定了該項(xiàng)技術(shù)潛在巨大的市場價(jià)值。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 （1）夾具定位精度的有關(guān)計(jì)算 （2）夾具定位尺寸的有關(guān)計(jì)算 （3）各種加緊裝置夾緊力分析計(jì)算 主要機(jī)床夾具常用計(jì)算，借助于 vb 編程，實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合的理念。 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） 首先對夾具的概念進(jìn)行了解，再對機(jī)床夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，從定為誤差分析到確保加工精度，然后計(jì)算出夾緊力情定夾緊點(diǎn)位數(shù)等細(xì)節(jié)計(jì)算。最后再給出氣壓傳動裝置、液壓傳動裝置等方面的計(jì)算，具體如下： 1． 緒論 1.1 研究背景及意義 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.3 論文研究內(nèi)容 1.4 論文研究技術(shù)路線 2.夾具定位尺寸的計(jì)算： 2.1 V 形塊的計(jì)算 2.2 以一面兩孔為定位基準(zhǔn)，夾具上兩定位銷的尺寸及定位誤差計(jì)算 2.3 定位銷高度計(jì)算 2.4 小錐度高度的計(jì)算 2.5 齒輪按漸開線齒形定位時(shí)，定位滾柱（或鋼球）直徑及其外公切圓直徑計(jì)算： a.直齒圓柱齒輪 b.斜齒圓柱齒輪 c.直齒圓錐齒輪 2.6 彈簧夾頭結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 3.夾具定位精度的計(jì)算： 3.1 常見定位形式的定位誤差計(jì)算 3.2 鉆模的鉆孔精度計(jì)算 4.各種典型夾緊形式所需夾緊力的計(jì)算： 4.1 計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮的計(jì)算系數(shù)： a.摩擦系數(shù) b.安全系數(shù) 5.各種典型夾緊機(jī)構(gòu)所需作用力的計(jì)算： 5.1 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 5.2 圓偏心夾緊機(jī)構(gòu) 6.各種復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)所需作用力的計(jì)算 7.液性塑料薄壁套筒的有關(guān)計(jì)算 8.各種加工方法的切削力計(jì)算 9.氣液缸傳動的計(jì)算 10.液壓缸傳動的計(jì)算 11.夾具設(shè)計(jì)中零件尺寸鏈的換算 12.結(jié)論 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 （1）根據(jù)課題要求對機(jī)床夾具，夾具計(jì)算及計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)與研究。 （2）通過用 VB 的文本框，條件語句，循環(huán)語句，源代碼等對機(jī)床夾具常用計(jì)算開發(fā)軟件。實(shí)現(xiàn)只要輸入或者選擇相關(guān)的參數(shù)，就能夠得到有關(guān)數(shù)據(jù)來計(jì)算夾具。 （3）翻譯相關(guān)外文資料。 （4）完成畢業(yè)論文。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 1、夾具定位精度的有關(guān)計(jì)算 1）常見定位形式的定位誤差計(jì)算 2）鉆模的鉆孔精度計(jì)算 3）用定位銷定位的分度裝置的分度概率精度 2、夾具定位尺寸的有關(guān)計(jì)算 1）V 形塊的計(jì)算 2）定位銷的高度的計(jì)算 3）小錐度心軸尺寸的計(jì)算 3、各種夾緊裝置夾緊力分析計(jì)算 1）典型夾緊方式所需夾緊力計(jì)算。 2）斜楔加緊機(jī)構(gòu)、偏心加緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、定心夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力計(jì) 算。 4、氣壓傳動裝置計(jì)算。 5、液壓傳動裝置計(jì)算。 6、采用 Visual Basic 語言來進(jìn)行夾具計(jì)算常用參數(shù)的設(shè)計(jì)。 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：安排設(shè)計(jì)任務(wù)，布置設(shè)計(jì)要求 第 2 周：分析設(shè)計(jì)題目，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識 第 3 周：查找設(shè)計(jì)資料，查找設(shè)計(jì)文獻(xiàn) 第 4 周：撰寫開題報(bào)告，修改開題報(bào)告，開題答辯 第 5 周：軟件總體方案設(shè)計(jì)，主界面設(shè)計(jì) 第 6 周：夾具定位精度的有關(guān)計(jì)算模塊設(shè)計(jì) 第 7 周：夾具定位精度的有關(guān)計(jì)算模塊設(shè)計(jì) 第 8 周：夾具定位尺寸的有關(guān)計(jì)算模塊設(shè)計(jì) 第 9 周：夾具定位尺寸的有關(guān)計(jì)算模塊設(shè)計(jì) 第 10 周：斜楔加緊機(jī)構(gòu)、偏心加緊機(jī)構(gòu)夾緊力模塊設(shè)計(jì) 第 11 周：螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、定心夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力模塊設(shè)計(jì) 第 12 周：氣壓傳動裝置計(jì)算模塊設(shè)計(jì) 第 13 周：液壓傳動裝置計(jì)算模塊設(shè)計(jì) 第 14 周：程序運(yùn)行與調(diào)試 第 15 周：撰寫設(shè)計(jì)說明書和外文翻譯 第 16 周：修改設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]劉讓賢.基于圖形法的機(jī)床夾具定位誤差計(jì)算[J].裝備制造技術(shù)，2007（5）. 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A machining-feature-driven approach to locating scheme in multi-axis milling[J].International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2010,50(1): 42-50. 文獻(xiàn)綜述 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為新興的設(shè)計(jì)手段，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，在夾具的設(shè)計(jì)中也有著廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn)一中描述了計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)作為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)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，設(shè)計(jì)效率低等問題，降低了設(shè)計(jì)人員的勞動強(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)的市場競爭力。 1 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)發(fā)展概述 1.1 國內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 CAD/CAM 系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)以其本身特點(diǎn)是相對獨(dú)立的一部分，并和其他部分尤其是 CAPP 緊密連接。文獻(xiàn)二中對計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)做了如下描述： 廣義的說，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)是新興的計(jì)算機(jī)輔助工藝裝備范疇。準(zhǔn)確的說，CAPP 和計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)共同構(gòu)成 CAD 和 CAM 的接口，而二者彼此之間又是相互獨(dú)立的。前蘇聯(lián)學(xué)者在 20 世紀(jì) 70 年代開始了夾具 CAD 的研究工作，由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件的落后，進(jìn)一步發(fā)展受到很大的阻礙。20 世紀(jì) 80 年代歐美學(xué)者投入這一工作， 80 年代中期以后我國也開始進(jìn)行研究。到現(xiàn)在大約經(jīng)歷了三代: （1）第一代是交互式夾具 CAD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用 CAD 軟件建立夾具元件庫， 菜單驅(qū)動的夾具裝配程序，借助規(guī)定的坐標(biāo)系統(tǒng)和 X-Y 平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動角度來執(zhí)行夾具裝配操作，實(shí)際操作時(shí)費(fèi)時(shí)較多，但在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值。 （2）第二代計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)是基于成組技術(shù)和基于知識的變異式和生成式系統(tǒng)，基于 GT 的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要用零件及夾具分類編碼系統(tǒng)進(jìn)行檢索， 修改生成合乎要求的夾具。文獻(xiàn)三和文獻(xiàn)四描述的是基于知識的系統(tǒng)，主要是搜集人類夾具專家的知識整理成知識庫中的各種規(guī)則，然后通過專家系統(tǒng)推理機(jī)得到各種決策。這種系統(tǒng)主要解決定位、夾緊方法的選擇，位置的確定。有的系統(tǒng)己搜集了上千條規(guī)則，但因工件的多樣性和夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，只能設(shè)計(jì)一些簡單的夾具。 （3）第三代能生成夾具結(jié)構(gòu)的商品化夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，如文獻(xiàn)五中描述的美國吳士脫理工學(xué)院容亦鳴教授和清華大學(xué)朱耀祥、羅振璧教授合作開發(fā)的孔系數(shù)數(shù)控組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，國內(nèi)有中國航空工業(yè)總公司保定向陽機(jī)械廠用 AUTOCAD 開發(fā)的組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，建有元件庫，交互式生成組合夾具。 1.2 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)發(fā)展方向 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為夾具設(shè)計(jì)提供了有利的工具。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)從對二維繪圖軟件的二次開發(fā)發(fā)展到實(shí)現(xiàn)與三維繪圖軟件的集成設(shè)計(jì)，使夾具的結(jié)構(gòu)表達(dá)更清晰。三維繪圖軟件成為計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的有利工具。 歸納目前計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展方向主要包括以下幾個(gè)方面： （1）集成化 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)是生產(chǎn)準(zhǔn)備的重要部分。確定該工序所使用的夾具，給出夾具的裝配圖和零件圖是連接 CAD 與 CAM 的橋梁。集成化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先實(shí)現(xiàn)與 CAPP 的集成。集成化是計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展的必然方向，是企業(yè)信息集成的必然要求。 （2）標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)化是提高計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)適應(yīng)性和促進(jìn)集成的基礎(chǔ)。功能模塊標(biāo)準(zhǔn)化將有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)與 CAD 的集成。 （3）并行化 以往的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)總是在 CAPP 制定完所有工序之后才開始進(jìn)行，并行化則強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)與 CAPP 并行實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)并行化的發(fā)展將更加提高夾具設(shè)計(jì)效率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 （4）智能化 人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的最初的主要應(yīng)用是專家系統(tǒng)。但是，專家系統(tǒng)在知識獲取、推理方法等方面還存在一些問題。各種技術(shù)的綜合應(yīng)用，如模糊數(shù)學(xué)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，將更進(jìn)一步推進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)智能化的發(fā)展。 如何使計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)更加實(shí)用是當(dāng)前研究者們最為關(guān)注的問題。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)將繼續(xù)朝著集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、并行化和智能化的方向發(fā)展，同時(shí)各方向間相互交叉、互相促進(jìn)是計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展的必然方向。 1.3 機(jī)床夾具零件庫設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 各種二次開發(fā)的系統(tǒng)如模具 CAD、夾具 CAD、組合夾具 CAD 等大多是基于 AutoCAD 平臺開發(fā)的二維工程數(shù)據(jù)庫?；?AutoCAD 的機(jī)床夾具零部件庫開發(fā)已有一定成果。文獻(xiàn)六中對機(jī)床夾具零件庫的組成描述為如下幾個(gè)功能模塊：零部件庫應(yīng)用程序、零部件數(shù)據(jù)庫、圖片庫。圖片庫應(yīng)用于存放不同種類夾具的工程圖，供預(yù)覽用。“零部件數(shù)據(jù)庫”是將機(jī)床夾具零部件國家標(biāo)準(zhǔn) GB2148-GB2269-80 中的所有零部件的尺寸數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，建立起多個(gè)數(shù)據(jù)文件，構(gòu)成數(shù)據(jù)庫，其中每種類型夾具不同規(guī)格的尺寸構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)文件，供應(yīng)用程序在 AutoCAD 中生成工程圖。一些優(yōu)秀的三維 CAD 軟件如 UG、Solid Edge 等都未提供機(jī)床夾具零部件庫。 目前，進(jìn)行簡單開發(fā)的一些零部件庫，如文獻(xiàn)七描述的大部分是基于 CAD 開發(fā)的三維圖形庫，或者說以塊的形式存儲的圖形文件，一般也是針對專門的系統(tǒng)，可移植性不強(qiáng)。而且，這些圖形庫存在一些問題：（1）不同系統(tǒng)開發(fā)的零部件庫由于對零部件沒有統(tǒng)一的描述格式，不能進(jìn)行信息的交換，造成了資源的極大浪費(fèi)；（2） 包括的信息不完整，多數(shù)只描述零件的幾何特性，而不包括材料、性能等級等技術(shù)信息；（3）在建庫方法上，多采用建立圖庫的方法，即把預(yù)先定義好的圖形放入庫中， 需要時(shí)重新調(diào)用。由于機(jī)床夾具零部件的數(shù)量、種類、規(guī)格非常多，而且許多尺寸不是標(biāo)準(zhǔn)尺寸或固定值，全部做成圖形要造成極大的資源浪費(fèi)，而且有些零件也不可能全部做成圖形，比如鉆套的內(nèi)孔尺寸、定位銷的外圓柱面定位尺寸等，它們是由工件的加工要求確定的，可能是整數(shù)，也可能是幾位小數(shù)，建立鉆套及定位銷模型時(shí)不可能預(yù)知這一尺寸，所以，我們需要尋求一種對這一信息的統(tǒng)一描述，包括盡可能多的信息，減少不必要的浪費(fèi)。 目前，文獻(xiàn)八和九中描述的基于UG 的夾具零部件庫及其系統(tǒng)的研究和開發(fā)較多。譬如基于 UG 和 Oracle 的夾具參數(shù)化零部件庫及其系統(tǒng)的研究和開發(fā)，在系統(tǒng)中，機(jī)床夾具零部件的各參數(shù)的數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器中。夾具零部件按樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，安裝于客戶機(jī)中，用 C++語言及 UG/OPEN API 提供的類庫，編制夾具零部件參數(shù)化繪圖程序，通過接口程序讀取服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的字段值，這些值作為尺寸參數(shù)傳遞給繪圖程序庫中的繪圖程序，在 UG 環(huán)境中進(jìn)行繪圖，實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具零部件的三維和二維參數(shù)化設(shè)計(jì)。這種圖樣是基于特征的圖樣，不僅包含了三維幾何信息，也包含了其二維工程圖。它們不僅可以進(jìn)行三維可視化夾具裝配建模，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)相關(guān)檢查（裝配干涉檢查、運(yùn)動干涉檢查），還可以針對零部件，輸出二維工程圖（這些圖所針對的零部件雖然是標(biāo)準(zhǔn)的、常用的，由于批量較小，一般市場難以購得，廠家可能要自行組織生產(chǎn)，故要出其工程圖）。三維零部件庫的建立，離不開種類豐富的標(biāo)準(zhǔn)件模型。三維建模方式可分為靜態(tài)建模、編程動態(tài)建模和造型動態(tài)建模三種。 1）靜態(tài)建模，就是建立完全的三維標(biāo)準(zhǔn)件模型，逐個(gè)輸入計(jì)算機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)零件庫中，然后按照要求調(diào)用零件。由于每種標(biāo)準(zhǔn)件其實(shí)就是一個(gè)系列，如果把各個(gè)尺寸的零件逐一輸入，工作量巨大不說，并且出現(xiàn)存儲量占用龐大，管理困難，調(diào)用速度慢等一系列問題。例如一個(gè)簡單的螺栓，徑向尺寸多達(dá)十幾種規(guī)格，再與長度尺寸相乘其規(guī)格總數(shù)將達(dá)幾十種，一一建模也十分可觀。由此可說明靜態(tài)建模是沒有實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值的。 2）編程動態(tài)建模，就是利用二次開發(fā)工具通過編程來實(shí)現(xiàn)三維標(biāo)準(zhǔn)件建模，對于每一系列的標(biāo)準(zhǔn)件，采用一個(gè)獨(dú)立的子程序來實(shí)現(xiàn)，通過預(yù)留的接口來實(shí)現(xiàn)參數(shù)化。這樣的好處是不必建立三維實(shí)體模型庫，標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)例化是在程序運(yùn)行時(shí)自動形成裝配用的零件圖形文件，大大節(jié)省了硬盤空間。缺點(diǎn)是編程工作量龐大，有些復(fù)雜零件建 模困難，容易出錯。 3）造型動態(tài)建模，就是采用參數(shù)化方法建立三維標(biāo)準(zhǔn)件模型，由于相同系列標(biāo)準(zhǔn)件具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同的尺寸參數(shù)，對同一系列的標(biāo)準(zhǔn)件就可以使用同一三維實(shí)體模型。不同的實(shí)際尺寸由存儲在數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)表來提供。特點(diǎn)一是現(xiàn)用現(xiàn)生成，執(zhí)行速度快，占用空間小。二是只通過修改參數(shù)表就可以修改標(biāo)準(zhǔn)，給標(biāo)準(zhǔn)件庫的維護(hù)和擴(kuò)充帶來了極大的便利。它是一種非常可行的建庫方法。三是采用基于特征和約束的參數(shù)驅(qū)動方法來建立三維標(biāo)準(zhǔn)件庫，這種方法建立在對構(gòu)成零件的基本特征體素及其相關(guān)約束進(jìn)行自動識別和處理的基礎(chǔ)上。其思想是通過在幾何元素或特征間添加約束關(guān)系來定義標(biāo)準(zhǔn)件的產(chǎn)品模型，當(dāng)需要生成某一規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，可根據(jù)用戶給定的相關(guān)約束變量參數(shù)值，對已定義好的標(biāo)準(zhǔn)件模型的相應(yīng)約束關(guān)系進(jìn)行修改與求解，使其幾何元素和特征的幾何或拓?fù)湫畔l(fā)生改變，并引起相關(guān)圖形元素及關(guān)系的聯(lián)動，生成所需的零件。這種方法不用重復(fù)圖形的生成過程，程序代碼量較少，便于獲得系列化的零件圖形，而且可以對用戶開放。作為新一代 CAD/CAM/CAE 集成系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，基于特征造型的參數(shù)驅(qū)動技術(shù)己經(jīng)成為三維造型中不可缺少的手段。利用 UG/OPEN API 和 C++A 進(jìn)行圖形編程是基于 UG、比較適合的零部件庫程序編制方式，這是一種動態(tài)建模。對圖形程序采用樹狀管理模式，提出的基于客戶服務(wù)器的夾具零部件三維圖形庫模式，由于在運(yùn)行之前沒有生成三維 part 文件，對標(biāo)準(zhǔn)或通用數(shù)據(jù)進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理，因而所占用的計(jì)算機(jī)資源少，便于管理，便于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行夾具的協(xié)同設(shè)計(jì)。這種方法，對缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者來說，缺少直觀性， 在中小企業(yè)難以推廣，相反，建立模型對無經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者是有好處的。 2 課題的意義及內(nèi)容 2.1 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)備工作中占有很重要的地位，它的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量對保證產(chǎn)品質(zhì)量有決定性的影響，其設(shè)計(jì)與制造的周期在整個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備中最長， 實(shí)際決定著整個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。一般來說，夾具的生產(chǎn)屬于單件生產(chǎn)，減少設(shè)計(jì)周期是減少整個(gè)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期的關(guān)鍵。通過查閱文獻(xiàn)我們注意到夾具設(shè)計(jì)有以下的特點(diǎn)： 1）夾具設(shè)計(jì)中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和常用件 設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件或通用件進(jìn)行設(shè)計(jì)，若每次設(shè)計(jì)人員都需要重新對這些零件進(jìn)行造型，設(shè)計(jì)人員必然要做許多重復(fù)性的勞動。 2）夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)高度倚賴經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題 設(shè)計(jì)師在構(gòu)思新工件的夾具設(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。 針對這兩個(gè)特點(diǎn)，著重研究并充分利用已有的夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將參數(shù)化技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)當(dāng)中，以進(jìn)一步縮短工裝設(shè)計(jì)周期，提高夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量。并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理、計(jì)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(gè)良好的設(shè)計(jì)環(huán)境，將標(biāo)準(zhǔn)件、通用件以及以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)存儲在計(jì)算機(jī)中輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，將大大提高設(shè)計(jì)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(shí)用價(jià)值的。 2.2 課題的研究內(nèi)容 本課題的研究內(nèi)容是圍繞如何充分利用已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資源，提高夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究： （1）根據(jù)課題要求對機(jī)床夾具，夾具計(jì)算及計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)與研究。 （2）通過用 VB 的文本框，條件語句，循環(huán)語句，源代碼等對機(jī)床夾具常用計(jì)算開發(fā)軟件。實(shí)現(xiàn)只要輸入或者選擇相關(guān)的參數(shù)，就能夠得到有關(guān)數(shù)據(jù)來計(jì)算夾具。 （3）夾具輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。 指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱） 審 核 簽字： 年 月 日 意 見 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見 簽字： 年 月 日公章：