《基于SolidWorks組合夾具元件庫的開發(fā)—基礎件定位件畢業(yè)論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《基于SolidWorks組合夾具元件庫的開發(fā)—基礎件定位件畢業(yè)論文（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文） 課 題 基于SolidWorks組合夾具元件庫的 開發(fā)—基礎件、定位件 20 / 21 摘要 針對傳統(tǒng)夾具設計中存在的問題,以與組合夾具元件標準化的特點,通過CAD 參數(shù)化設計思想,利用Delphi7建立數(shù)據(jù)庫,存儲標準件的尺寸參數(shù),設計用戶交互界面,編輯相關代碼,添加SolidWorks 的類型庫,最后調用SolidWorks API 函數(shù)自動繪制三維夾具元件圖,建立組合夾具標準件圖庫。應用驗證表明本文開發(fā)的參數(shù)化3D圖庫對提高組合夾具設計效率和質量有

2、較好的推動作用。為解決組合夾具典型功能結構的設計經(jīng)驗重用問題,提出了一種在三維繪圖軟件SolidWorks平臺上、基于裝配約束方程的構件自動建模方法. 文中分析了構件自動建模原理、構建模板建立方法、裝配參數(shù)方程提取、參數(shù)方程語義分析以與參數(shù)驅動方法。在此基礎上建立了組合夾具元件庫系統(tǒng)給出了構建應用實例，從而解決了構件自動建模中的難點，為夾具的自動裝配和自動設計奠定了基礎。 關鍵詞：組合夾具， 標準件庫， 二次開發(fā)技術， SolidWorks 目錄 1 緒論 ....

3、............................................................................................................................................... 1 1.1 課題研究背景和意義 ....................................................................................................................... 1 1.2 二次開發(fā)的分析 ....

4、........................................................................................................................... 2 2 夾具元件庫的結構框架 .........................................................................................................3 2.1 引言 .............................................

5、.......................................................................................................3 2.2 數(shù)據(jù)庫結構 ........................................................................................................................................3 2.3 系統(tǒng)結構 ....................................

6、........................................................................................................5 2.4 組合夾具元件的自動幾何建模原理 ................................................................................................5 2.5 組合夾具元件模板建立 ...........................................................

7、........................................................ 5 3 組合夾具元件庫的建立 ........................................................................................................ 7 3.1 組合夾具按品種建模 .........................................................................................................

8、.............. 7 3.2 建立組合夾具元件庫 ....................................................................................................................... 8 3.3 在SolidWorks界面添加“組合夾具元件”菜單 ......................................................................... 8 3.4 組合夾具構件的自動建模原理.....................

9、.................................................................................... 8 4 組合夾具元件的參數(shù)化設計................................................................................................10 4.1 用SolidWorks對組合夾具元件實現(xiàn)參數(shù)化設計的方法...............................................................10

10、 4.2 實現(xiàn)參數(shù)化設計的基本思路.............................................................................................................10 4.3 組合夾具元件參數(shù)化設計.................................................................................................................11 4.3.1 實體結構特征分析與建模.....................

11、........................................................................................11 4.3.2 零件設計尺寸和特征命名.............................................................................................................12 4.3.3 建立系列零件表.................................................................

12、............................................................12 4.3.4 系列零件顯示.................................................................................................................................14 5 結語.......................................................................................

13、.............................................................16 參考文獻.....................................................................................................................................................17 1 緒論 1.1課題研究的背景與意義 當今世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，市場競爭越來越激烈，快速響應用戶需求成為現(xiàn)代制造企業(yè)面臨的首要課題。為

14、了贏得產品的上市時間，各個企業(yè)不斷增加人力和物力來加快產品的設計和生產速度。與此同時，產品快速設計的課題也成為了各個研究機構的研究熱點。 為了適應這一新變化，制造業(yè)正在朝著信息化的方向發(fā)展。對制造企業(yè)而言，信息化的核心是產品設計、制造和工裝以與相關信息的數(shù)字化。CAD 技術在企業(yè)數(shù)字化、信息化過程中起著重要作用。但 CAD 技術長期以來以通用化為標準，過分強調系統(tǒng)的通用化程度，造成了目前 CAD 技術只是作為一種通用畫圖的工具，而沒有結合相關行業(yè)的專業(yè)知識，成為一種真正的計算機輔助設計技術。因此，研究面向各種行業(yè)的 CAD 系統(tǒng)就成了目前國外研究開發(fā) CAD的熱點和重點，這對 CAD 系統(tǒng)的

15、發(fā)展將產生重要深遠的影響。在這種背景下計算機輔助夾具設計（computer aided fixture design，CAFD）研究逐漸成為一個熱點。 根據(jù)有關資料統(tǒng)計，我國現(xiàn)有工業(yè)水平，生產準備周期一般要占整個產品研制周期的 50%～70%，而工藝裝備的設計制造周期又占生產準備周期的50%～70%，其中工藝裝備的準備階段中有 70%～80%的時間用于夾具的設計和制造。在現(xiàn)在制造企業(yè)中，夾具是保證產品質量，實現(xiàn)全面質量管理的重要手段。所以夾具設計的周期長短對于產品的開發(fā)周期有重大的影響。 為了適應多品種、小批量生產類型對夾具快速設計的需要，以與隨著數(shù)控機床的廣泛應用，越來越多的機械制造企業(yè)

16、采用組合夾具。組合夾具是在夾具零部件標準化的基礎上發(fā)展起來的一種新型的工藝裝備，它由一套預先制好的具有各種不同形狀和規(guī)格尺寸的標準元件和組合件組成。在加工前，根據(jù)工件要求，所采用的機床和夾具的設計原則，選取標準元件，確定所選元件之間的位置關系，裝配出滿足要求的夾具。由于組合夾具應變能力強，設計和制造周期短，成本低，能適應多品種小批量的生產要求，可以大幅度提高了企業(yè)的競爭力，所以日益受到制造企業(yè)的青睞。 經(jīng)過對金城集團、14 所等單位的調研得知，目前組合夾具設計基本上還是滯留在手工階段，主要依靠組合夾具設計人員的經(jīng)驗進行直接設計、選件和組裝。這樣，組合夾具設計完成之后，既沒有相關的組合夾具設計

17、文檔，也無組合夾具組裝圖紙。因此，就會帶來以下幾個問題： 1．設計周期長、效率低、成本高； 2．設計的質量在很大程度上受到設計人員的經(jīng)驗和水平所限制； 3．設計人員的經(jīng)驗在組合夾具設計中重用率低。 計算機輔助組合夾具快速設計系統(tǒng)（CAMFRDS）的研究試圖解決上述在組合夾具設計中存在的問題。此項研究主要從組合夾具可重構性的角度出發(fā)，對組合夾具元件、構件和典型組合夾具實例進行合理的建模，從而對組合夾具設計過程產生重大的改進。系統(tǒng)設計的基本原理是充分有效利用現(xiàn)有組合夾具設計經(jīng)驗，在典型夾具實例庫的基礎上進行推理、變型，快速地設計和組裝出滿足工藝要求的組合夾具，以縮短夾具設計與準備的時間，滿

18、足快速響應客戶需求的目標。因此該項研究對于提高機械產品的市場競爭力具有重要的意義。 1.2 二次開發(fā)的分析 夾具是一種標準化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備,它是由一套預先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標準元件和組合件,按工件的加工要求組裝而成。它可以拆卸、清洗,并可重新組裝成新的夾具,其應用非常普遍,尤其適合于多品種、中小批量的生產。但是現(xiàn)在,組合夾具的設計由于還是采用有經(jīng)驗的人工拼裝和管理的方法,夾具工藝師對工件的定位、裝夾設計主要依賴經(jīng)驗,定性分析較多,定量分析較少,且計算復雜,同時缺乏必要的優(yōu)化設計,設計的圖樣不夠直觀。設計過程中的裝配干涉問題,無法在

19、設計中提前發(fā)現(xiàn),造成效率比較低、生產的周期比較長等種種問題,這就使對組合夾具的計算機輔助設計的研究提升到了一個重要地位。 為了使組合夾具的設計更加快捷、方便,必須建立組合夾具元件庫。本系統(tǒng)利用Delphi7 對SolidWorks 進行二次開發(fā),自動繪制組合夾具三維圖,建立圖庫,直接用于夾具的虛擬組合裝配,指導實際夾具組裝,為設計人員省去很多重復勞動。 SolidWorks 是美國SolidWorks 公司基于Windows平臺開發(fā)的著名的全參數(shù)化三維實體造型軟件,它具有強大的零件設計、鈑金設計、管理設計、繪制二維工程圖、支持異地協(xié)同工作等功能,它可實現(xiàn)由三維實體造型向二維工程圖的轉化,能

20、夠使零件設計、裝配設計和工程圖保持全時間的相關和同步。同時SolidWorks 具有良好的開放性和兼容性。它不僅可以向下兼容二維AutoCAD ,同時還可以與其它專業(yè)軟件(如有限元分析軟件Ansys、數(shù)據(jù)加工軟件Camworks、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)SmarTeams、三維實體設計軟件UG、Pro / E 等) 無縫集成為功能十分強大的CAD / CAE / CAM / PDM 系統(tǒng),能夠勝任一般大型工程與產品的設計、分析、制造和數(shù)據(jù)管理。SolidWorks 的API (Application Programming Inter2face) 應用程序接口, 是一個基于ActiveX Automati

21、on的編程接口, 此接口為用戶提供了自由、開放、功能完整的開發(fā)工具, 其中包含了數(shù)以百計的功能函數(shù),這些函數(shù)提供了程序員直接訪問SolidWorks 的能力。API 中的函數(shù)可以被Visual Basic 、Delphi 、C/ C+ + 、VBA ( Excel 、Access 等) 或者是SolidWorks 宏文件以與其它支持OLE 的開發(fā)程序調用, 從而可以擴展SolidWorks 的功能。 Delphi 是Borland 公司研制的新一代可視化開發(fā)工具,擁有一個可視化的集成開發(fā)環(huán)境(IDE) ,采用面向對象的編程語言ObjectPascal 和基于部件的開發(fā)結構框架。它提供了500

22、 多個可供使用的構件,利用這些部件,開發(fā)人員可以快速地構造出應用系統(tǒng)。開發(fā)人員也可以根據(jù)自己的需要修改部件或用Delphi 本身編寫自己的部件。并且其具有高性能的32 位本地優(yōu)化代碼編譯器,可直接運行,能夠最終生成可單獨執(zhí)行的DLL 與EXE 文件,能方便地進行多媒體、動畫、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫等應用程序的開發(fā)。 第二章 夾具元件庫的結構框架 2.1引言 組合夾具元件是從專用夾具中的夾具元件逐漸演化而來的。在人們不斷的生產實踐過程中，把一些常用的夾具元件的外形尺寸、結構和精度等加以取舍和提高，再將它們加以標準化、系列化和規(guī)格化，直至演變成組合夾具中各種不同

23、形式的元件。目前，隨著 CNC 機床的廣泛應用，組合夾具在生產中應用也越來越多。組合夾具的元件在生產實踐中也不斷加以改進，數(shù)量和品種逐漸增加。因此，組合夾具元件庫是隨著生產的發(fā)展而不斷擴充和完善的，并且這一趨勢將繼續(xù)進行下去。 組合夾具設計過程是將分散的組合夾具元件按照一定的規(guī)律組裝成符合工藝要求的夾具的過程。組合夾具元件是組合夾具設計的基礎。目前絕大多數(shù) CAD系統(tǒng)軟件，比如 UG、CATIA、Pro/E、SolidWorks 等，雖然提供了一些常用的標準件庫，但是都沒有提供面向組合夾具設計的參數(shù)化、用戶可方便自擴充的元件庫和構件庫。這樣，對于組合夾具設計人員，就常常因為沒有組合夾具元件庫

24、和構件庫，而要進行很多不必要的重復繪圖工作，大大降低了設計人員的工作效率。因此在 CAD 系統(tǒng)上建立一套用戶自己維護的參數(shù)化的組合夾具元件庫和構件庫可以滿足組合夾具設計人員快速設計的需要。 組合夾具設計一般是面向單件小批量生產的。隨著工件的結構形式和加工要求的變化，組合夾具結構形式和組成夾具的元件尺寸也會做出相應的調整。經(jīng)過長期的組合夾具設計經(jīng)驗積累，企業(yè)在不斷調整組合夾具結構形式的過程中，總結了大量滿足一定功能的系列化的、參數(shù)化的典型夾具結構體。在本文中，這些典型的組合夾具結構體稱之為組合夾具構件。將這些典型的結構集中管理，就形成一個構件庫。以后遇到相似的需求時，便可以從這個庫中直接調出修

25、改應用，這樣便實現(xiàn)了已有構件設計經(jīng)驗的重用。 目前國外也有大量的組合夾具元件庫建庫研究，但是研究基本上還是停留在方便繪圖這個層次上面。對于如何進一步將組合夾具元件模型應用于組合夾具實例推理系統(tǒng)上，這方面的研究還很少，至于組合夾具構件庫的研究就更少了。本文從基于 CBR 的組合夾具快速設計角度出發(fā)，構建組合夾具元件和構件信息模型。這種建模的特點不僅是面向繪圖，而且面向組合夾具的快速裝配模型和組合夾具實例模型，最大程度上將已有結構設計經(jīng)驗重用，從而達到快速設計夾具的目的。 本文研究的元件和構件庫以 CAD 軟件 SolidWorks 為平臺。SolidWorks 支持多種格式的 CAD 文件轉

26、換，在 SolidWorks 建立夾具元件庫和構件庫，就可以通過相應的文件格式轉換實現(xiàn)其他 CAD 系統(tǒng)的文件，從而可以達到滿足其它 CAD系統(tǒng)調用的目的。 2.2數(shù)據(jù)庫結構 其結構型式分為孔系組合夾具、槽系組合夾具、組合沖模三大系列。槽系組合夾具又分16mm、12mm、8mm 三種型式。也就是通常所說的大型、中型、小型組合夾具。槽系組合夾具元件分為8 類:即基礎件、支承件、定位件、導向件、壓緊件、緊固件、其他件和合件,每個類里又有不同規(guī)格。槽系組合夾具標件數(shù)據(jù)庫結構如圖2-1 所示。 圖2-1 3D標件圖庫結構 將每個元件參數(shù)抽象成數(shù)據(jù)表,利用Delphi 里面自帶的數(shù)據(jù)庫Dat

27、abase Desktop 建立Paradox 類型的表。 （1）基礎件 有長方形、圓形、方形與基礎角鐵等，它們常作為組合夾具的夾具體，主要類型有以下幾種： 圖2-2 基礎件的類型 （2）定位件 有平鍵、T型鍵、圓形定位銷、菱形定位銷、圓形定位盤、定位接頭、方形定為支承、六菱定位支承座等。主要用于工件的定位與元件之間的定位主要類型有以下幾種： 圖2-3 定位件的類型 2.3系統(tǒng)結構 　　用戶只需操作用戶界面,選擇所需的元件類型與參數(shù),系統(tǒng)自動調用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),驅動繪圖程序,得到所需元件的三維圖形。其功能圖如圖2 所示。 圖2-4 系統(tǒng)功能圖 其中,邏輯支撐程序

28、包括建立Delphi 與solidwords 連接的框架平臺,設置繪圖環(huán)境,選擇調用數(shù)據(jù)庫中的記錄與各個繪圖程序,基礎應用程序主要是利用SolidWorksAPI 函數(shù)進行繪圖。 2.4 組合夾具元件的自動幾何建模原理 組合夾具元件自動幾何建模主要基于三維造型中的尺寸驅動原理。尺寸驅動原理最初是由美國麻省理工大學 D .C. Gossand 教授在 20 世紀 70 年代末提出的，已經(jīng)成為一項熱門的研究課題。目前，在國隨著用戶對軟件產品的使用要求日益增強，這一新技術正在逐步發(fā)展成熟。所謂尺寸驅動思想通俗的講指正式圖或徒手勾畫的圖，一經(jīng)標注尺寸后，允許任意修改尺寸值，繪圖系統(tǒng)自動保持圖形與最

29、新尺寸保持一致的圖形編輯方法。其中，操作對象是尺寸值，而操作結果是圖形的變換，這種方法顯然是與傳統(tǒng)的繪圖過程截然不同的全新思路。尺寸驅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)作為尺寸驅動變量，給定尺寸驅動變量的值，即可生成相應參數(shù)的零件的過程。每一類零件對應一個零件模板，在模板中定義尺寸變量和變量之間的尺寸約束關系。目前 SolidWorks 支持尺寸驅動的思想，在繪制圖形的時候只要修改相應的繪圖尺寸，就可以修改圖形。 2.5 組合夾具元件模板建立 所謂模板是具有屬性的，參數(shù)化的，大小可變的三維幾何實體。這種幾何實體在有些相關研究中被稱之為“啞圖”或者“母板” 。組合夾具元件

30、模板即為帶有屬性的，參數(shù)化的組合夾具元件圖形。它可以根據(jù)設定的參數(shù)值進行相應的自動幾何建模。元件模板的參數(shù)分為主參數(shù)和輔助參數(shù)。主參數(shù)是指決定元件幾何形狀的關鍵幾何參數(shù)；輔助參數(shù)是指由主參數(shù)通過一定的方程式?jīng)Q定的其他幾何參數(shù)。輔助參數(shù)的值可由主參數(shù)的值決定。一般三維 CAD 軟件都提供了對輔助參數(shù)設定方程式的功能，在建立組合夾具元件模板時，可以充分利用這一功能，這樣可以使得建立的模板參數(shù)數(shù)據(jù)冗余最少，可大大減少系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)負擔，同時也可提高圖形文件尺寸參數(shù)驅動的速度。

31、 第三章 組合夾具元件庫的建立 3.1 組合夾具元件按品種建模 由于同一品種不同規(guī)格元件,其形狀一樣,只是某些參數(shù)不同,如對稱槽大長方支承件,所含的規(guī)格是由高度(H) 變化而來。按品種建模時,通過設定適當?shù)膮?shù),填寫參數(shù)表,即可自動生成不同規(guī)格的元件;同時為自動生成組合夾具裝配圖中要求的組合夾具元件明細表,在品種屬性中加入自定義屬性并加入用戶元件明細表模板。下面以對稱槽大長方支承為例說明品種建模過程。 圖3-1 對稱槽大長方支撐 圖3-2 定義參數(shù) 1) 用SolidWorks 零件模板為元件建模。 2) 定義參數(shù)。由圖4 可看出,該品種的不同規(guī)格由高度

32、(H)變化而來,定義參數(shù)H 。 3) 輸入?yún)?shù)表(見圖4) ,生成該品種不同規(guī)格的組合夾具元件。 表3-1 參數(shù)表 3.2 建立組合夾具元件庫 新建一組合夾具元件庫目錄,如d : \ 組合夾具元件庫。在其下按類建立子目錄,將品種按類存入即可得到組合夾具元件庫。 3.3 在SolidWorks 界面添加“組合夾具元件”菜單 使用VC + + 6. 0 和SolidWorks 的API 函數(shù)編寫添加菜單的源程序,用Win32 MBCS Debug 編譯,用Add - in 管理器運行C ++程序(將編譯出的. dll 文件和和. reg 復制到SolidWorks 根目錄下) 或應

33、用APPS 目錄自動載入應用程序(在SolidWorks 根目錄下,打開或創(chuàng)建APPS 子目錄,將應用程序. dll 復制到該目錄下) 。加入用戶菜單后的SolidWorks 界面如圖所示。 圖3-3　加入用戶菜單后的SolidWorks 界面 3.4 組合夾具構件的自動建模原理 組合夾具構件是指由一定尺寸約束關系的各個組合夾具元件組裝而成的,具有一定功能的裝配體。組合夾具構件建模是建立在組合夾具元件模型基礎上的,主要利用所包含的組合夾具元件自動建模原尺寸參數(shù)約束方程,來完成構件自動建模。當給定一個組合夾具構件模型,必須定義它的約束方程。否則,就會造成構件中每個元件之間驅動尺寸參數(shù)沒

34、有規(guī)則約束,構件中元件的類型參數(shù)匹配就會變得龐大,而且很多參數(shù)類型根本不能生成合理的構件圖,成為參數(shù)冗余。相反,約束方程定義越準確越完備,構件中參數(shù)類型匹配結果就越準確. 然后,通過提取定義的完備約束方程式和分析方程式,從組合夾具元件尺寸數(shù)據(jù)庫中就可以自動查找符合約束方程的尺寸參數(shù)規(guī)格形成構件驅動參數(shù)視圖。用編程語言可以調用SolidWorks AP I來讀取各個零件和它們對應的尺寸驅動參數(shù),利用元件參數(shù)化的方法,就可達到組合夾具構件自動建模目的. 自動建模的原理見圖。 圖3-4　組合夾具構件自動建模原理圖 第四章 組合夾具元件的參數(shù)化設計 機床夾具是機械加

35、工中的重要工藝裝備，專用組合夾具元件的設計是技術人員的一項主要工作，設計機床專用組合夾具元件時要頻繁使用各種通用零件，而查找和繪制通用零件需要花費很多時間和精力，若能將夾具的通用零件建庫，在設計夾具時只需簡單的調用和修改圖形文件，將大大提高夾具設計效率。選擇高效建模工具，建立參數(shù)化的夾具通用零件，按其形狀幾何特征分類存入不同的子目錄下成為夾具通用零件庫構建的重要組成部分。參數(shù)驅動是一種新的參數(shù)化方法，其基本特征是直接對數(shù)據(jù)庫進行操作。因此它具有很好的交互性，用戶可以利用繪圖系統(tǒng)全部的交互功能修改圖形與其屬性，進而控制參數(shù)化的過程。與其他參數(shù)化方法相比較，參數(shù)驅動方法具有簡單、方便、易開發(fā)和使用

36、的特點，使用面廣，二維、三維問題均可適用。 4.1用Solidworks對組合夾具元件實現(xiàn)參數(shù)化設計的方法 目前采用Solidworks平臺實現(xiàn)參數(shù)化設計的方法有兩大類。第一類是采用基于Solidworks軟件進行二次開發(fā)的方法實現(xiàn)，即可以采用宏技術，利用宏通過部編程操作Solidworks對象的操作，進行參數(shù)化設計。第二類是靈活運用Solidworks軟件本身的強大功能，實現(xiàn)參數(shù)化設計。這兩種參數(shù)化設計方法各有千秋，軟件二次開發(fā)的方法對零件特征提取的要求相對較低，軟件功能強大，使用方便，效率高，對操作者的水平要求不高，但是軟件開發(fā)工作量大，軟件修改維護不便。采用Solidworks軟件本

37、身的功能實現(xiàn)參數(shù)化設計時，對操作者的水平要求較高，對零件特征提取要求高，使用比較方便，不需要軟件開發(fā)，非常便于修改、維護和擴展。由于組合夾具元件的特征參數(shù)和參數(shù)系列比較明確，而且在使用時經(jīng)常要根據(jù)應用情況進行局部修改，所以本文將基于采用Solidworks軟件的配置技術來實現(xiàn)組合夾具的參數(shù)化設計。 4.2實現(xiàn)參數(shù)化設計的基本思路 配置是Solidworks軟件的一個強大功能，實現(xiàn)配置的方法之一使用就是通過壓縮或隱藏特征來設計結構相近或相似的系列零件，并對它們分別命名，來快速實現(xiàn)設計任務；也可以通過系列零件設計表來控制系列零件的尺寸值，從而生成不同的配置，實現(xiàn)參數(shù)化設計，如圖1所示結構相似的

38、正方形基礎板，應用Solidworks配置功能，可以通過系列零件設計表來定義正方形的大小，通過改變參數(shù)和陣列特征來控制T形槽的數(shù)量，所以在設計時只需對圖4-1（a）所示零件一次造型，通過靈活使用配置功能，不需再次造型就可以實現(xiàn)圖4-1（b），圖4-1（c）零件的設計，從而實現(xiàn)圖中所示該組零件的參數(shù)化設計。同樣，將所有具有配置屬性的基礎件和定位件一次造型，通過系列零件設計表來定義各個零件的不同配置參數(shù)，就可以實現(xiàn)產品的參數(shù)化設計。顯然這種不需再次造型就可改變零件的方法即節(jié)約了時間又提高了效率。 （a)(b)(c) 圖4-1 正方形基礎板 4.3組合夾具元件參數(shù)化設計 組合夾具元件按其

39、用途不同，可分為八大類：基礎件、支撐件、定位件、導向件、壓緊件、緊固件、其他鍵和合件等。每一類又劃分為不同的組，每一組中又包含很多品種。不同品種的元件有相似的幾何拓撲結構，只是尺寸規(guī)格不同，按品種建立模板，通過設定適當?shù)膮?shù)，即可自動生成不同規(guī)格的元件?，F(xiàn)以槽系組合夾具元件中的基礎件——四面槽正方形基礎板為例說明組合夾具元件的參數(shù)化設計過程。 4.3.1實體結構特征分析與建模 首先對要創(chuàng)建的實體進行特征分析，再根據(jù)Solidworks實體建模的特點，確定創(chuàng)建特征的順序與方法，使所建立的實體特征盡可能簡單，所要驅動的幾何參數(shù)盡可能少然后利用Solidworks創(chuàng)建特征的功能（拉伸、旋轉、掃描

40、、放樣等），按以上分析步驟建立三維實體模板。如圖4-2所示的四面槽正方形基礎板。 圖4-2 四面槽正方形基礎板 4.3.2零件設計尺寸和特征命名 對于Solidworks設計的三維圖形，為了便于識別和管理系列零件，可以給主要特征和尺寸專門命名。例如在標定尺寸時，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字，如圖4-3所示。 圖4-3尺寸屬性 4.3.3建立系列零件表 在“Feather Manager”設計樹選項中右擊“注解”文件夾，選擇“顯示特種尺寸”選項，如圖4-4所示。在工具欄中選擇插入——系列零件設計表，在系列零件設計表中選擇自動生成，雙擊

41、需要系列化得尺寸就可生成一個配置。 (a)（b） 圖4-4 系列零件插入表 如圖4-5所示的系列零件設計表，在A3中輸入配置名稱，B3、C3、D3、等欄中輸入不同的參數(shù)數(shù)據(jù)，就可以生成配置1，同理可生成A3、A4、A5等不同的配置，不同的配置就代表系列化零件之一。 圖4-5（b）所示的系列零件設計表類似于數(shù)據(jù)庫中的一表，A3、A4表示實體B、C、D、E、F等字段表示屬性，零件的不同配置就是表中的記錄。因此通過配置建立系列零件設計表，就相當于建立了該零件的參數(shù)數(shù)據(jù)庫，通過選取修改增加數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)，就可以實現(xiàn)組合夾具元件的參數(shù)化設計。如果元件不同配置的特征稍有差別，還可以壓縮隱藏特征

42、的功能實現(xiàn)，通過改變參數(shù)值生成了兩個配置，零件設計表如圖4-5所示。 （a）(b) 圖4-5系列零件設計表 4.3.4 系列零件顯示 建立了零件設計表后，點擊“Configuration Manager”設計樹，就會顯示四面槽正方形基礎板的不同配置，如圖4-6所示，在圖4-6所示窗口中雙擊不同的配置名稱可以顯示相應配置的零件具體操作結果。 (a)（b） 圖4-6系列零件設計樹 通過上述步驟就可以實現(xiàn)四面槽正方形基礎板以與其他組合夾具元件的參數(shù)化設計。 從上述方法可以看出，靈活運用Solidworks2006的配置功能，可以很方便的實現(xiàn)系列組合夾具元件的參數(shù)化設計，而且

43、產品的設計、編輯、修改等很容易實現(xiàn)，技術人員可以通過改變某些參數(shù)而不必改變元件設計的全過程來更新設計，大大節(jié)約了設計人員的精力、時間、降低了企業(yè)產品的成本。同時，所建立的夾具元件庫對自動化或系列化生產的機械制造企業(yè)，建立自己的產品設計數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)字化設計與制造具有實用參考價值。 第四章 結語 本文論述了OLE 自動化技術與其應用。建立軟件系統(tǒng)時,利用OLE 自動化技術使用SolidWorks的API 把SolidWorks 連接到應用程序,從而對SolidWor

44、ks 進行控制。采用SolidWorks 軟件建立組合夾具標準件庫,方便日后對其修改和更新,工程技術人員可以通過變動某些約束參數(shù)而不必改動元件設計的全過程來更新設計。大大提高了設計人員的工作效率,減輕了工人的勞動強度,在實際工作中有非常廣泛的應用前景。 建立了組合夾具元件和構件信息模型，包括基本信息、幾何信息、可裝配表面信息和參數(shù)驅動數(shù)據(jù)四個方面。重點研究了幾何信息模型的建立，對組合夾具元件庫的幾何自動建模原理和關鍵技術進行了詳細的研究，并在此基礎上，采用了基于約束方程的組合夾具構件自動建模方法，實現(xiàn)了組合夾具元件庫和構件庫的柔性管理，從而解決了構件自動建模的難點，為夾具的自動裝配和自動設計

45、奠定了基礎。 在 SolidWorks 上建立了組合夾具快速設計系統(tǒng)的體系結構，分析了系統(tǒng)的主要功能模塊和運行流程，設計了數(shù)據(jù)結構，部分完成了基于實例推理思想的組合夾具快速設計系統(tǒng)開發(fā)，為以后系統(tǒng)完善打下了基礎。 參考文獻 [1] 組合夾具廠. 組合夾具組裝與應用. :機械工業(yè),1971 [2] 實威科技. SolidWorks 2004 原廠培訓手冊. :中國鐵道, 2004 [3] 翟彤. 基于SolidWorks 二次開發(fā)的零件參數(shù)化設計. 工業(yè)學院學報,2007 (3) [4] 殷國富

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