基于solidworks机床夹具库的设计与管理_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于solidworks机床夹具库的设计与管理_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

83。 34 添加多个窗体 37 运行 VB 程序 38 4 机床 夹具管理系统 40 引言 40 夹具管理系统的基本结构 40 机床夹具图形预览 40 夹具的使用管理 42 加工人员信息管理 45 夹具的借还管理 46 5 结论 47 致谢 48 参考文献 49 1 1 绪论 机床夹具在机械制造业中应用广泛， 由机床夹具和机床、刀具、工件组成的加工工艺系统，能够根据工艺要求，迅速实现工件的定位和夹紧，并在加工过程中保持它们之间的正确相对位置。 随着制造业的发展，对产品的要求越来越个性化，使得产品更新换代周期越来 越短，多品种小批量已成为当今制造业的主流。 当前，一个以微电子技术为标志的新的工业革命浪潮正在席卷全球，产品加速更新换代，国内外机电产品竞争空前激烈；为了迅速“上品种，上质量，上水平 ，和提高经济效益”，机床夹具在制造业中发挥着重要的作用。 从国际 生产技术发展趋势来看，数控技术（ NC），柔性制造系统 (FMS)，计算机集成生产 (CIM)将日益成为常用的生产方式，而夹具恰恰正是适合这类生产的柔性工艺装备。 此外，夹具技术还逾越出机床夹具这一范畴，而渗透到各种工艺过程中，形成了组合工艺装备这一新概念。 与之相适应的 NC机 床也得到了迅速发展。 机床夹具的快速设计，已经成为机械行业的主流，因此建立参数化的夹具库，对夹具设计人员的意义重大。 在机械行业中，许多机械零件的形状结构具有共同特征，只是相对大小或特征上存在一定的差异，如果能够通过一个模板模型衍生出不同的模型，就会大大提高设计效率。 参数化设计是将系列化、通用化和标准化的定型产品中 ， 随产品规格不同而变化的参数用相应的变量代替，通过对变量的修改，从而实现同类结构机械零件设计的参数化。 参数化造型的基本思想是用数值约束、几何约束和方程约束来说明产品模型的形状特征，从而得到一簇在形状 或功能上具有相似性的设计方案。 参数化实体造型的关键是几何模型的构建。 随着 CAD 技术的发展，工程师们已经习惯的二维设计正在被三维设计所取代。 目前最典型的三维设计工具有 UG、 Pro/E、 SolidWorks、 Solid Edge 等，它们已经成为 工 业界标准。 但是这些软件虽然提供了一些常用的标准件库，但是都没有提供夹具设计的参数化、用户可方便自扩充的元件库。 这样，对于夹具设计人员，就常常因为没有夹具元件库，而要进行很多不必要的重复绘图工作，大大降低了设计人员的工作效率。 因此在CAD 系统上建立一套用户自己维护的参 数化的机床夹具元件库，可以满足设计人员快速设计的需求。 SolidWorks 提供了非全约束的参数化设计主要通过两种方法实现：一是利用 内嵌的 Excel 工作表 制定参数，创建多个不同配置的零件或装配体。 二是利用编程语言作为开发工具，对 SolidWorks 进行二次开发，用程序实现参数化设计。 本文主要介绍以 SolidWorks 软件 为平台建立夹具元件库。 SolidWorks 软件 支持多种格式的 CAD 文件转换。 用 SolidWorks 建立夹具元件库，就可以通过相应的文件格式转换实现其他 CAD 系统的文件，从而可以达到满足其它 CAD 系统调用的目的。 陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 2 课题的来源及意义 课题背景及主要内容 随着制造业中越来越多计算机数控系统机床和加工中心的使用，产品的开发更趋向于广泛的多品种和小批量。 由于产品的生产周期越来越短，制造厂商更加意识到以数控机床为基础的现代柔性制造系统（ FMS）和柔性制造单元（ FMC） ,需要一种性能可靠、装配时间短和灵活快速的夹具，并最终实现自动组装。 因此， 机床 夹具 的快速设计在机械制造的各个行业中逐步获得推广和广泛应用。 为此本文提出基于 SolidWorks 软件 为平台，开发出一套机床 夹具 CAD 系统。 主 要的工作是建立机床夹具元件库，利用 VB 开发夹具元件，用 Access 存储 夹具 数据。 利用 VB 和 Access 建立夹具的管理系统。 课题的主要内容： （ a） 机床夹具库的建立，通过分析机床夹具元件结构，按夹具定位，夹紧方式对机床夹具进行分类。 （ b） 确定夹具参数，利用 excel 建立参数表，自动生成不同的配置。 利用 VB 语言对SolidWorks 进行二次开发，实现 VB 与 access 数据库的连接，在 VB 中可添加或者删除数据。 （ c） 在 VB 运行界面里，选择不同的夹具参数，在 SolidWorks 软件中自动绘制对应的夹具图形。 （ d） 利用数据库软件对机床夹具进行一个简单的管理。 国内外对机床 夹具 CAD 的研究 传统的 夹具设计存在着 劳动强 度大、设计周期长等种种弊端。 随着工业生产中数控机床和加工中心的 广泛应用，以及 CAD、 CAM 等集成系统的发展，此问题就变得日益严峻，因此 夹具计算机辅助设计的研究就成了时代的需要。 国内外的研究大致可以分为两个阶段： （ 1） 完全人机交互式组装系统的研究与开发阶段。 （ 2） 将人工智能引入组装系统的阶段。 因这两个阶段在时间上有很大的交叉性，故分别从国内外的研究历程来分析一下。 近十几年国内对夹具 CAD 系统的 开发： 20 世纪 80 年代中期，中国航空技术进出口公司应欧洲客户要求， 设计了一套二维计算机组装软件，揭开了我国开发夹具 CAD系统的帷幕。 从 20 世纪 80 年代中期开始，我国先后有十余所高校对 夹具 CAD 系统做了探索，以下是北京机械工业学院研究开发的几个系统：① 槽系组合夹具CAD。 用于加工中心上 M12 槽系组合夹具设计，运行于十六位微机和 DOS 操作系统下。 此系统有一个带有夹具和工艺信息的编码系统， 编码作为输入信息用作检索和选择相似夹具。 系统向设计人员提供组装结构思路，并自动生成清单。 ② 智能槽系 3 组合夹具 CAD 系统，此系统是在 版本基础上嵌入了一个组装专家系统，是基于成组技术的相似夹具的变异式系统，用 AutoCAD 和 DBASE 作为支持软件。 组装专家系统的主要功能为组装定位、夹紧方案设计和基础件 的 选择。 国外研究开发计算机辅助夹具设计系统的情况：前苏联早在 20 世纪 70 年代一些专家就开始夹具 CAD 的研究工作。 由于所用计算机软件落后，使发展受到很大限制。 20世纪 80 年代美国、欧洲不少学者和公司投入这一工作，其中美国密执安大学于 1987 年研制成功的 CAD— FMS 系统就很具有代表性。 国 际上的这些研究主要是在夹具结构 的自动布局 理论与方法，夹具设计专家系统， CAPP 中增加夹具规划功能和实用化夹具CAD 系统的开发等。 在夹具结构自动布局的理论和方法方面， Amy 用空间投影技术法简化了工件总体形状的表示，然后用几何推理的方法，通过 PSOE 一套立体网络搜索的策略得到夹具的布局。 对夹具中非回转体零件所受切削力、定位力矩和夹紧力矩等用一线性规划模型表示，然后按照螺旋理论来校验其平衡，从而得出合理的夹具布局。 在夹具设计专家系统方面， 等设计出了一个用 Prolog 语言为箱体类零件装配组合夹具的 MODBUILD 系统。 这个系统运行时需要技术人员决定工件的定位、夹紧方案作为系统的输入， MODBUILD 系统就能做出夹具装配图的设计。 和 建造了夹具设计的专家系统知识库。 先用现有知识构造知识库的框架，然后逐步扩大。 以此知识库为基础的专家系统能产生夹具元件图，用于显示加工零件简单的装配图。 这些夹具设计方法大都沿用了 CAPP 的方法，即变异式和创成式。 变异式即应用成组技术的原理，由新零件检索现有类型相似夹具，按新零件的技术要求对已检 索出的夹具进行修改，最后由绘图机输出夹具装配图，创成式是根据输入信息，系统能或多或少地部分生成夹具装配图，在较少的交互方式下完成设计。 但创成式仍停留在原始阶段，离实用尚有不少的距离，因此两者结合的智能化系统是目前研究者颇感兴趣的问题。 专家系统是目前夹具智能化常用的方法。 在组合夹具计算机辅助构型方面，很多学者已经应用传统专家系统技术 ， 如基于规划的系统进行了研究，然而由于这种技术的缺陷，已经阻碍了该领域的发展，主要表现为以下几个方面： ①应用 设计方面的复杂知识很难简化为一定的规则，这些规则是从以往相似的例子中 归纳总结出来的，然而，利用这些基于规则的系统很难解决设计中的复杂问题； ②专家系统不能很清楚的表达领域的知识； ③对于以规则性知识为基础的专家系统来说，知识的获取还是一个难题。 当前机床 夹具 CAD 研究开发中存在的问题有 :自动化夹具设计系统的功能是有限的，许多复杂夹具设计仍需人的干涉。 现有 CAD 系统作为商品化 CAD 软件包，在屏幕上操作几何形 很费时，所以进一步开发交互式机床 夹具 CAD 系统，对工业应用是 很 有陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 4 价值的。 课题的意义 夹具的设计制造在机械制造生产准备工作中占有重要的地位，它的设计与制造质量对 保证产品质量有决定性影响，其设计与 制造的周期在整个生产准备中最长，实际决定着整个生产准备周期。 通过调研我们注意到夹具设计有以下的特点： ⑴ 夹具设计中尽量采用标准件和常用件 设计人员在进行夹具设计时，尽量选用标准件和通用件进行设计，若每次设计人员都需要重新对这些零件进行造型，设计人员必须要做许多重复性的劳动。 ⑵ 夹具设计是一个高度依赖经验的设计问题 设计师在构思夹具设计方案时，往往根据个人的设计制造经验将新工件的结构特征、制造特征与已有工件的结构特征和制造特征相比较，根据这些特征的相似性找出与新工件最为相 似的工件及它的装夹规划方案和夹具元件，经过调整来获得新夹具的设计，很少是从头做起的。 针对这两个特点，本课题着重研究并充分利用已有的夹具设计经验，将参数化设计应用到设计中，以进一步缩短工装设计周期 ， 提高夹具的设计质量，并应用数据库管理、计算机图形学、成组技术，参数化技术为用户提供一个良好的设计环境，将标准件、通用件以及以往的设计经验存储在计算机中辅助设计人员进行夹具设计，将大大提高设计人员的效率，减轻他们的劳动强度，因此，本课题是具有先进性和实用价值的。 SolidWorks 是美国 SolidWorks 公司基 于 Windows 平台开发的著名的全参数化三维实体造型软件，它具有强大的零件设计、钣金设计、管理设计、绘制二维图、支持异地协同工作等功能。 它可以实现由三维实体造型向二维工程图的转化，能够使零件设计、装配设计和工程图保持全时间的相关和同步。 同时 SolidWorks 具有良好的开放性和兼容性。 它不仅可以向下兼容二维 AutoCAD，使得以前采用 AutoCAD 软件进行的设计得以继续使用和转化，同时还可以与许多其他专业软件（如有限元分析软件 Ansys、数据加工软件 Camworks、数据管理系统 SmarTeams 三维实体设 计软件 UG、 Pro/E 等）无缝集成为功能十分强大的 CAD 系统 ， 完全能胜任大型工程与产品的设计、分析、。