《基于Solidworks的组合夹具的建立设计与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Solidworks的组合夹具的建立设计与应用（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于 Solidworks 的组合夹具元件库的建立与应用 摘 要 现代制造业已经由单一品种 大规模生产转向多品种 小批量 个性化制造 传 统的专业夹具设计浪费资源和时间 组合夹具设计是当前夹具设计的最佳选择 由于夹具种类较多且夹具设计大多是经验设计 而且设计方法特别灵活 针对传 统夹具设计中存在的问题 以及组合夹具元件标准化的特点 本课题为方便组合夹具 的使用和管理 利用 Solidworks 软件强大的功能 采用 EXCEL 表格驱动技术建立了组 合夹具元件库 在此基础上对零件送经臂的典型工艺进行了组合夹具的虚拟装配 关键词 组合夹具 Excel 表格驱动 元件库 Solidworks De
2、velopment and Application of Modular Fixture Library Based on SolidWorks ABSTRACTABSTRACT Modem mechanical manufacture has been changed the style from single kind mass production to low volume characteristic manufacture Traditional fixture design wastes resource and time Modular fixture design is th
3、eoptimal choice For fixtures have a great variety fixture design is experience design and fixture design method is very flexible Summarizes the deficiencies of traditional fixture design and the features of standardization of modular fixture elements this topic based on the power of Solidworks softw
4、are builting modular fixture library by using Excel table driven technology Based on this The virtual assembly of modular fixture was made for the typical process of one typical components KEYKEY WORDSWORDS Modular Fixture Excel table driven Library Solidworks 目 录 摘要 ABSTRACT 1 绪论 1 1 1 引言 1 1 2 课题背
5、景及来源 1 1 2 1 现代制造技术与夹具设 计 2 1 2 2 CAFD 技术概述 3 1 2 3 夹具的分类 4 1 2 4 国内外研究状况 6 1 2 5 国内外发展趋势 8 1 3 本论文的主要研究内容 10 1 4 研究中的难点 10 1 5 研究的目的和意义 11 2 夹具元件建库方法的选择 12 2 1 Access 软件技术 12 2 2 Solidworks 二次开发技术 12 2 3 Excel 表格驱动 13 2 4 方案的选 择 14 2 5 采用 EXCEL 表格驱动的具体设计步骤 15 3 组合夹具元件库的建立 17 3 1 组合夹具元件的分类 17 3 2 Ex
6、cel 表格驱动零件系列化 17 3 3 夹具元件的三维建模 17 3 4 夹具元件系列化 22 3 4 1 零件参数定 23 3 4 2 建立系列零件设计表 24 3 5 建立夹具元件库 25 3 6 夹具元件库的管理 27 4 组合夹具元件库的管 理 27 4 1 组合夹具在各部门的管理情 况 27 4 1 1 工艺技术部门中的组合夹具管 理 27 4 1 2 工艺装备部门中的组合夹具管 理 27 4 1 3 生产部门中的组合夹具管理 28 4 2 组合夹具元件库的管理 28 4 2 1 数据库在夹具设计系统中的功能和内 容 28 4 2 2 数据库在夹具管理中的功能和内容 28 4 2
7、3 本设计的组合夹具管理方 案 29 5 组合夹具的应用 31 5 1 组合夹具的发展 31 5 2 六点定位原理 32 5 2 1 六点定位 32 5 2 2 工件的定位 33 5 3 组合夹具的应 用 34 5 3 1 组合夹具虚拟设计组装 34 5 3 2 送经臂工艺分析 34 5 3 3 组合夹具设计 36 6 总 结 40 致 谢 41 参考文献 4 1 绪论 1 1 引言 工艺装备 Tooling 指在机械加工中使用的一切工具的总称 夹具是工艺装备的重 要部分 无论在传统制造业 还是在现代制造业中 视为实现各类产品优质 高产 低耗原则而必备的硬件 国际生产研究协会统计表明 目前中
8、小批多品种生产的工件品种已占工件种类 总数的 85 左右 现代生产要求企业说制造的产品品种经常更新换代 以适应市场激 烈的竞争 产品生命周期缩短 交货期成为主要竞争因素 大市场和大竞争已基本形 成 用户需求个性化 多品种 小批量生产比例增大 然而 一般企业仍习惯于大量 采用传统的专用夹具 另一方面 在多品种尘产的企业中 约隔 4 年就要更新 80 左 右的专用夹具 而夹具的实际磨损量仅为 15 左右 特别是近年来 数控机床 NC 加工中心 MC 成组技术 GT 柔性制造系统 FMS 等新技术的应用 对机床夹具提出 了如下新的要求 1 a 能迅速而方便地装备新产品的投产 以缩短生产准备周期 降低
9、生产成本 b 能装夹一组具有相似性特征的工件 c 适用于精密加工的高精度机床夹具 d 适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 e 采用液压或者气压夹紧的高效加紧装置 以进一步提高劳动生产率 f 提高机床夹具的标准化程度 不论是传统制造 还是现代制造系统 夹具都是十分重要的 夹具对于加工质量 生 产率和产品成本都有直接的影响 花费在夹具设计和制造的时间不论在改变现有产品 或者开发新产品中 在生产周期中都占有较大的比重 为满足生产的需要 组合夹具 的开发成为一个重要课题 下面我们对组合夹具和专用夹具做个比较 组合夹具 不需要设计 不需要制造 循环使用 快速成型 降低成本 它的生 产流程是 元件库
10、组装 使用 拆卸 清洗油封 元件库 专用夹具 设计 制造周期长 成本高 极不适应现代工业产品的更新速度 它 的生产流程是 设计 制造 使用 报废 组合夹具用过后又可方便地拆开 供下次另行组装使用 组合夹具系统的应用范 围很广 不受工件形状的限制 能组装成钻 铣 刨 车 镗等加工用的机床专用夹 具 也能组装成检验 装配 焊接等用的夹具 最适用于新产品试制和产品经常更换 的单件 小批生产以及临时任务 组合夹具与专用夹具相比 虽然初次投资较大 但 使用时可大量减少专用夹具的设计和制造工作 缩短生产准备周期 节约金属材料 降低成本 并减少存放夹具的库房面积 使用机床夹具较多的工厂在一 二年内即可 将组
11、合夹具的投资收回 因此 组合夹具在生产中开始大量使用 1 2 课题背景及来源 1 2 1 现代制造技术与夹具设计 机械制造自动化已有几十年的历史 最早由于技术水平的局限性 自动化的引入只 在大批量生产领域中 从 30 年代到 50 年代 人们主要建立机械式或液压式的自动车 床 组合车床或专用机床组成的单品种自动生产线 这种生产线有其固定的生产节拍 而要改变生产品种则是非常困难和昂贵的 故这种自动线称为刚性自动化生产 刚性 自动化虽然可使复杂产品以合理的成本进行大批量的生产 但这种生产方式在中 小 型批量中并不能有效的应用 到了 60 年代 当国外多数大批量生产的工厂已经实现自 动化后 人们意识
12、到大批量生产只是机械制造业的一部分 只占 15 25 而中 小 批量生产占 75 85 由此可见 在国民经济生产部门中比重占绝对优势的多品种 中 小批量生产企业的劳动生产率极大的落后于大批量生产企业 同时国际贸易发展 和交流 使跨国产品和出口产品在生产中的比重大大增加 要使产品在市场上具有竞 争能力 必须结构新颖 性能优越 价格便宜 只有不断改进产品结构 提高产品性 能 并在保证质量的前提下不断提高生产率 减低成本 才能使产品打入国际市 根据有关资料统计 我国现有工业水平 生产准备周期一般要占整个产品研制周 期的 50 70 而工艺装备的设计制造周期又占生产准备周期的 50 70 其中 工艺装
13、备的准备阶段中有 70 80 的时间用于夹具的设计和制造 在现在制造企业中 夹具是保证产品质量 实现全面质量管理的重要手段 所以夹具设计的周期长短对于 产品的开发周期有重大的影响 通常使用普通加工设备进行多品种小批量生产时 在 零件的生产过程中 坯料和制品的运输 存放时间约占生产过程时间的 95 花在机 床上的时间仅 5 而这 5 中真正进行切削加工的只占 30 其它 70 时间用于零 件的定位 装卡 换刀 测量 机床的调整和维修以及清除铁屑 待料等 数控机床 只是减少了机床上部分的非切削时间和部分的工序间零件的搬运 存放等时间 由于能 进行集中工序力 因此 为了进一步提高劳动生产率 缩短零件
14、生产周期 充分发挥 机床利用率 必须在中小批量生产领域罩进一步提高自动化程度 另外 从夹具投资上看 研究夹具设计也是有必要的 例如在一条 6 台加高产品 性能 并在保证质量的前提下不断提高生产率 减低成本 才能使产品工中心组成的 FMS 中 夹具部分要占初投资的 12 5 为机床投资的 1 3 刀具投资的 3 倍 在当 前世界能源紧张的形势下 高效节能的夹具设计方面的研究对当前经济的健康可持续 发展是具有重要意义的 传统制造业已经从根本上发生了改变 世界各国正致力于研究和探索适应现代市 场和社会需求的现代制造技术 成组技 GroupTechnology GT 计算机集成制造系统 Compute
15、r Integrated Manufacturing System CIMS 柔性制造系统 Flexible Manufacturing System FMS 并行 Concurrent Engineering CE 精益生产 Lean Production LP 敏捷制造 Agile Manufacture AM 和虚拟制造 Virtual Manufacture VM 等生产模式应运而生 现代机械加工的主要设备是数控机床和数控加工中心 机械制造自动化技术发展 表明 以数控设备为基础的数控加工 数控技术的特点 大大提高生产率 稳定加工 质量 缩短加工周期 增加生产柔性 实现对各种复杂精密零件
16、的自动化加工 易于 在工厂或车间实行计算机管理 还使车问设备总数减少 节省人力 改善劳动条件 有利于加快产品的开发和更新换代 提高企业对市场的适应能力和综合经济效益 数 控加工技术的应用 使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体 使零 件的计算机辅助设计 CAD 计算机辅助工艺规划 CAPP 和计算机辅助制造 CAM 的一 体化成为现实 使机械加工的柔性自动化水平不断提高 要想提高数控机床的利用率 充分发挥它的生产能力 就必须提高他的工艺装备 水平 尤其是缩短机床夹具的生产准备周期 传统的机床夹具以及专用夹具都不适合 数控机床 必须采用准备时间短的柔性夹具 国内外工厂的生产实践都证明了这一点 现实生产中 由于夹具设计是高度依赖经验 所以夹具设计方案一般都属于企业 机密 这也限制了夹具设计软件的推广和夹具设计技术的交流 1 2 2 CAFD 技术概述 从 20 世纪 70 年代开始夹具 CAD 研究至今 CAFD 技术已经发展成为 CAD CAM 集成 技术的一个重要组成部分 目前 围绕 CAFD 技术所展开的研究包括四方面内容 安装 规划 装夹规划 夹具构形设计和夹具性能评价
