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摘要：现阶段,在机电产品当中家具仍然占据重要地位,当前量具和刀具已经实现标准化制作,用户只需要按照实际需求进行选购.而夹具的发展却遭受较多制约因素.企业需要全面提升夹具设计效率.基于以上发展现状,本文主要是基于实例探讨分析机床夹具设计系统及其夹具库的研究和开发,希望能够对现代夹具设计系统的开发起到一定的参考性价值.

关键词：机床夹具；设计系统；夹具库；研究开发

在制造业的产品生产期间,根据特定工艺需要涉及到较多的工艺装备,并和制造系统的生产效率和柔性之间存在较大关联性.在各类工具当中夹具属于专业化程度高并最复杂的工艺装备.按照我国现有的机械工艺水平来看,产品生产准备周期通常占据整个研制周期的60%左右.传统机床夹具设计都是由设计人员利用类比法和经验法进行对析,因此需要进行大量的手工计算,之后绘制机床夹具的零件图和装配图,以上工作程序都需要大量劳动力,具有较长的设计周期,并且效率不高.随着现代技术的不断发展,逐渐出现了大量计算机辅助技术,在实际设计期间有效结合知识工程和辅助设计技术,这样就能够全面优化和改良夹具设计系统.

1 机床夹具设计原则

1.1数控加工中机床夹具变化情况

在实际生产期间已经广泛应用数控机床和加工中心,在机械制造业发展值得在也逐渐应用各类机械零部件.由于该类零部件具有较高的精度要求,因此在生产总工时当中占据重要位置.在完成数控加工之后能够确保质量安全性,还可以加强生产效率,减少交货时间.因此在机械加工期间大部分都是应用集中工序.在同一机床上能够进行粗加工和精密加工,由于大部分工件都比较复杂,所以在完成基准加工之后,需要在加工中心完成所有加工.由于机床存在以上特点,因此会直接影响夹具设计.常规的夹具主要功能为对刀,导向,夹紧以及定位等.不同导向钻套也能够获取较高孔位置精度.其次,在编程当中也可以明确刀具的实际位置,加工中心能够实现测量和触头功能,这样就能够有效解决铣刀对刀问题.

1.2机床夹具设计的通用原则

（1）确保工件加工精度,需要准确制定定位方案,夹紧方案,刀具导向方案以及技术原则等,还需要进行误差计算和分析.（2）在进行大批量生产时需要使用简单结构全面减少辅助时间,强化生产效率.在进行小批量生产时需要全面符合夹具功能要求,简化结构,降低制造成本.（3）夹具的基本功能就是定位和夹紧,其他功能都属于以上两种方案的延伸.所以在设计夹具时需要将夹紧方案和定位方案作为基础设计要求,全面按照高效经济原则进行设计.

1.3定位设计方案

定位方案主要是由多个定位元件组成,所以在对定位方案进行设计分析时主要包括定位元件数量,形状,位置尺寸以及材料等.

夹具设计的任务主要是在一定范围之内对定位工件,按照工件定位要求需要满足正确定位和准确定位两方面要求.（1）正确定位：要求该方案能够对工件自由度进行约束,使其能够达到正确的加工位置；（2）准确定位：需要确保工件在夹具当中准确定位,尽量减少定位误差.

1.4夹紧方案的设计原则

夹紧设计方案主要包括选择夹紧机构,确定夹紧力等.动力装置,传力机构以及夹紧元件等组成夹紧机构.其中,动力装置提供外力,利用传力能够对大小进行改变,之后应用夹紧元件对方向进行改变,给予工件夹紧力.夹紧方案的设计内容主要包括夹紧力的大小,方向,结构,作用顺序和作用点等.在实际设计期间对工件夹紧的要求主要包括稳定性和有限变形等方面.其中,稳定性主要是确保工件在切削期间不会出现位移现象,抗震性能高；有限变形主要是将变形控制在允差范围之内.

2 基于实例的机床夹具设计

2.1基于实例的机床夹具设计知识推理

（1）分析CBR应用于夹具CAD的可行性：基于实例的推理思想主要是再次利用人类经验,所以可以将其应用在弱理论当中.在设计机床夹具时数弱理论支持以及复杂的过程,因此CBR技术在夹具设计临桂的应用和研究都具有一定的可行性.

（2）产品的市场需求是化住哪个在CBR应用在夹具CDB中的前提：在对夹具功能需求方面市场始终处于渐变过程,这就导致不同实际的同类型产品在功能方面相似性较大,因此在设计方面也会产生相似性.

（3）给予CBR的CAD系统能够满足创新设计需求：CBR推理过程灵活性较高,因此不会对设计人员的设计思维产生限制影响,并且利用设计实例调整和检索能够帮助设计人员开拓思維.

2.2夹具库的总体规划

参考机床夹具设计手册,此次系统机床夹具零部件库体系结构图如图所示,在设计夹具时可以从国家标准表当中查询零部件的尺寸结构以及精度,热处理需求以及表面粗糙度等.

3 机床夹具系统的开发

3.1机床夹具设计系统的流程

此次研究的夹具设计系统流程如图2所示,将交互式设计方法完成新机床夹具实例,在进行模板化和规范化处理之后上传到实例库,扩充实例库,从而积累知识量.

3.2功能的开发和实现

在自定义目录下创建prt,code等文件夹,之后将DLL文件和菜单文件放置在startup文件夹当中,之后application文件夹当中设计图片文件和对话框文件等,在prt文件下存放模板文件,在user_prt文件夹当中放置变异结果等.

（1）菜单和对话框设计：1）制作对话框和菜单：在合计应用程序时需要注意用户界面,UG给予了两个模块能够生成应用程序的用户界面,还需要设计编辑和创建的工具条和下拉菜单.在完成对话框编辑之后需要进行存盘处理,此时该系统就能够产生C源码模板文件和对话框资源文件.

（2）利用MenuScript调用UIStyler：由UIStyler产生的对话框可以在MenuScript当中随意调用,在入口函数当中使用函数触发菜单命令激发用户应用

（3）创建程序框架实现参数化驱动：由于UG属于允许程序访问和搭建,并能够将UG对象模型进行改变的程序集,在该程序集当中建立上千个UG操作函数,这样能够操作UG数据库,文件管理系统以及图形终端等.大部分UG操作都能够应用UG API函数实现.

（4）连接数据库：在数据库系统开发当中,能够给予API,ODBC等多种数据库访问技术.不同技术具有不同的特点,然而对于一般应用的开发,在ODBC和MFC数据库当中都具备ODBC函数,因此就可以应用MFC创建ODBC程序,使用该种方式就不需要处理程序函数,直接对数据库进行操作,因此广泛应用于ODBC开发当中.

和数据库连接主要是建立CDatabase对象,之后利用其中的OPEN成员函数进行连接.建立CRatabase对象能够对连接数据源的数据库进行操作,完成系统的各项功能.

4 结束语

综上所述,在制造技术当中机床夹具属于重要的工艺装备,对产品的制造成本和加工精度等方面都产生重要影响.此次研究主要是将机床夹具作为研究对象,分析了给予实例的机床夹具设计方法,并且完成设计系统和夹具库的开发,这样能够显著减小夹具设计时间,降低设计人员的设计强度,能够从根本上提升机床夹具设计质量.

参考文献

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