《基于CAD辅助组装夹具的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于CAD辅助组装夹具的设计（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于 CAD 辅助组装夹具的设计目录 1.1 研究背景 1.2 夹具设计知识重用的理论基础 1.2.1 设计知识重用概念 1.2.2 设计知识重用的研究内容 1.2.3 三维设计制造集成环境下的夹具设计知识重用模式 2 基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统的体系结构 2.1 基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统的功能需求分析 2.22 基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统体系结构 2.23 基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统的功能模型 2.24 基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统实施的关键技术 2.24.1 夹具信息集成技术 2.2.42 夹具的知识表达!获取和发现技术 2.2.43 夹具
2、设计中的知识推理技术 2.2.44 夹具设计集成知识资源管理 2.2.45 夹具构形设计的智能求解方法 3 组合夹具对象装配模型 3.1 组合夹具对象装配模型描述 3.2 组合夹具对象装配模型数学表达 3.3 组合夹具装配几何特征装配准则 3.3.1 组合夹具装配几何特征装配可行性准则 3.3.2 装配对象装配几何特征合并准则 3.4 组合夹具装配策略 3.4.1 组合夹具分层次装配策略 3.4.2 组合夹具装配有效路径策略摘摘 要要随着数控机床的广泛应用，组合夹具在企业中应用越来越广泛。组合夹具设计效率和 设计质量对产品的上市时间和质量的影响越来越大，同时企业在长期的组合夹具设计过程 中积累
3、了丰富的设计经验，迫切需要一种高效可行的方法来重复利用这些已有的设计经验 以提高组合夹具设计的质量和效率夹具设计是产品设计与制造的关键环节，它直接影响产 品的制造质量和研制周期。夹具设计过程是经验知识积累、转化和重用的过程，现有的夹 具设计过程缺乏合理的知识表示和获取方法、以及有效的知识重用机制，导致设计知识不 能为数字化夹具的智能设计提供有效支撑。特别是在航空制造领域，夹具的设计效率和质 量依然是影响产品快速响应制造的“瓶颈”环节。如何有效地重用夹具设计资源和知识是 实现夹具智能化设计的重要手段，也是实现产品精益研发的主要研究问题之一。本文主要 针对三维设计制造集成环境下的夹具智能化设计需求
4、，以夹具设计的各阶段设计任务为研 究对象，分析夹具设计领域知识重用的过程与特点，研究了基于知识重用的夹具智能设计 关键技术，从理论和方法上对夹具设计领域知识建模、装夹智能规划、基于实例的夹具规 划及布局优化、夹具元件的智能设计等内容进行了深入的研究，并结合飞机结构件的夹具 设计过程，验证了理论研究的可行性和有效性关键词关键词：夹具设计 计算机辅助设计 SolidWorks APIAbstractWith the widely application of the cnc machine tools, modular fixture is finding wider and wider appl
5、ication in the enterprise. Modular fixture design efficiency and design quality on the quality of the product time to market and more and more big, at the same time, enterprises in the long-term modular fixture design process has accumulated rich experience in design, urgently need to be an effectiv
6、e and feasible measures to reuse the existing design experience in order to improve the quality and efficiency of modular fixture design fixture design is a key link in the process of product design and manufacturing, it directly affect the quality of product manufacturing and development cycle. Fix
7、ture design process is a process of knowledge accumulation, transformation and reuse of existing fixture design process lack of rational knowledge representation and acquisition methods, as well as the effective mechanism of knowledge reuse, cause the design knowledge cant provide effective support
8、for the intelligent design of digital clamp. Especially in the field of aviation manufacturing, fixture design efficiency and quality is still the “bottleneck“ that affect product rapid response manufacturing. How to effectively reuse the fixture design resources and knowledge is the important means
9、 to realize intelligent fixture design, is also one of the main research problem of product research and development of lean. This paper focuses on three dimensional design and manufacture of integrated environment of intelligent fixture design requirements, in the stages of fixture design design ta
10、sk as the research object, analyses the process and features of fixture design knowledge reuse, studies the jig intelligent design based on knowledge reuse key technologies, from the theory and method of modeling, the clamping fixture design domain knowledge intelligence planning, case-based fixture
11、 planning and layout optimization, intelligent design of fixture element conducted in-depth research, and in accordance with the process of the fixture design of aircraft structure, verified the feasibility and effectiveness of theory research Keywords: fixture design Computer aided design SolidWork
12、s API1.1 研究背景 夹具是在加工过程中保证工件准确定位和牢固夹紧的一种重要工艺设备。据统计，工 装夹具设计与制造成本占产品整个研制成本的 10%-20%。并且，大约 40%的部件质量问题 是由夹具的误差引起。特别是在航空制造领域，由于零部件的精度要求高、工艺装备系数 （工装夹具总数与飞机零件品种总数之比值）高等特性，使得生产准备时间占生产制造周 期的 50%-70%，而其中，夹具的设计与制造占生产准备时间的 70%左右。因此，夹具的设 计与制造在缩短产品研制周期、提高研发成功率、降低研制成本等方面发挥着非常重要的 作用夹具的设计是一个涉及工艺、装夹、加工等多领域知识的复杂设计过程。需要
13、依靠设 计者长期积累的经验和知识，才能产生高质量的夹具设计。目前，我国航空制造业的数字 化技术发展迅猛，三维数字化设计与制造技术已经在航空制造领域得到了深入研究与应用。 其中，基于模型的数字化定义技术（Model Based Definition，MBD）是三维数字化设计与制 造的核心环节，它是通过集成的三维实体模型来完整地表达产品的定义信息，使三维实体 模型成为设计制造过程中的唯一依据，实现产品设计、工艺设计、夹具设计、产品制造和 检测于一体的三维数字化设计制造集成体系。现有的基于三维的设计制造模式对知识支撑 的夹具规划及设计提出了更高的要求，虽然，航空企业积累了大量的与夹具设计相关的技 术
14、数据和资料，其中包含了设计者长期积累的宝贵工程技术经验和知识。比如：制造资源 库、夹具元件库、夹具实例库等静态知识，也包括设计规则、规划算法、设计流程等动态 知识。但是，由于缺乏有效的夹具设计知识重用机制，使得相关知识没有很好地与实际的 夹具设计任务紧密结合起来，导致夹具的设计标准化程度低，设计质量参差不齐，规范性 和重用性差，夹具的智能化设计水平低，与夹具规划相关的知识没有得到优化配置，规划 方案也没有进行优化等等。使得夹具的设计效率和质量依然是影响产品快速响应的“瓶颈” 环节，成为目前航空产品快速研制迫切需要解决的问题之一。夹具的设计活动可以看作知 识流动的过程，即对相关信息经过采集、加工
15、并融合形成可以物化的解决方案。只有将夹 具设计知识与夹具的设计过程紧密结合起来，对分散的知识进行分析与获取，将知识以自 动化、半自动化的方式驱动设计人员的各种规划及设计活动，才能使得夹具的设计过程演 变为知识积累和技术创新的过程。基于知识重用的数字化夹具智能设计技术对提高夹具设 计效率、提升产品质量、缩短产品的研制周期，都有着重要的实际意义和理论价值。因此， 如何以知识重用支撑数字化夹具智能设计，成为影响夹具设计快速响应的关键因素，也是 实现航空制造产品精益研发亟待解决的问题之一。 1.2.1 设计知识主要概念 产品设计知识重用是指在产品概念设计、功能设计、结构设计、工艺设计以及围绕该 产品的
16、各种设计活动中重用、引用或参考已有的产品设计成果。航空产品的设计过程也存 在着设计知识重用的问题，设计人员对新产品进行设计时，往往都会借用成功的设计实例 方法，辅助完成新产品的设计过程。在各种设计过程中通过引用或参考已有的设计知识， 实际上是对以往的设计知识进行了重用。据统计，新产品开发中完全重用的零件占 40%， 修改后重用的零件约占 40%，而全新设计的零部件仅仅占到 20%左右。这些数据表明多数 的设计工作都重用了以前的产品设计知识。由此可见，产品设计知识重用对提高产品设计 效率具有非常重要的意义。数字化夹具设计也是一个非常依赖设计经验和知识的设计过程， 设计人员在构思夹具设计方案时，通常会根据个人的设计经验，将新夹具的设计要求与以 往的夹具设计实例进行比对，如果存在非常相似的夹具设计实例，新的夹具设计便可以参 考已有的成熟设计经验和知识，对以往的夹具设计实例进行修改来满足新夹具的设计需求。 夹具设计知识的重用，就是在夹具装夹规划、夹具规划和结构设计中，最大限度地利用已 有的夹具设计经验和设计成果，形成变形
