基于solidworks的組合夾具的建立設(shè)計與應(yīng)用畢業(yè)論文(已修改)

　

【正文】 基于 Solidworks 的組合夾具元件庫的建立與應(yīng)用摘 要現(xiàn)代制造業(yè)已經(jīng)由單一品種、大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向多品種、小批量、個性化制造，傳統(tǒng)的專業(yè)夾具設(shè)計浪費資源和時間，組合夾具設(shè)計是當(dāng)前夾具設(shè)計的最佳選擇。 由于夾具種類較多且夾具設(shè)計大多是經(jīng)驗設(shè)計，而且設(shè)計方法特別靈活，針對傳統(tǒng)夾具設(shè)計中存在的問題，以及組合夾具元件標(biāo)準(zhǔn)化的特點，本課題為方便組合夾具的使用和管理，利用 Solidworks 軟件強大的功能，采用 EXCEL 表格驅(qū)動技術(shù)建立了組合夾具元件庫。在此基礎(chǔ)上對零件送經(jīng)臂的典型工藝進行了組合夾具的虛擬裝配。關(guān)鍵詞：組合夾具，Excel 表格驅(qū)動，元件庫，SolidworksDevelopment and Application of Modular Fixture Library Based on SolidWorksABSTRACT 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 theoptimal 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 software , builting modular fixture library by using Excel tabledriven technology. Based on this, The virtual assembly of modular fixture was made for the typical process of one typical ponents.KEY WORDS: Modular Fixture，Excel tabledriven, Library, Solidworks目 錄摘要 …………………………………………………………………………………………ⅠABSTRACT ………………………………………………………………………………… Ⅱ1 緒論………………………………………………………………………………1 引言 ………………………………………………………………………………1 課題背景及來源 …………………………………………………………………1 現(xiàn)代制造技術(shù)與夾具設(shè)計…………………………………………………...2 CAFD 技術(shù)概述 ………………………………………………………………3 夾具的分類…………………………………………………………………4 國內(nèi)外研究狀況……………………………………………………………6 國內(nèi)外發(fā)展趨勢……………………………………………………………8 本論文的主要研究內(nèi)容…………………………………………………………10 研究中的難點……………………………………………………………………10 研究的目的和意義………………………………………………………………112 夾具元件建庫方法的選擇………………………… ……………………………………12 Access 軟件技術(shù)…………………………………………………………………12 Solidworks 二次開發(fā)技術(shù) ………………………………………………………12 Excel 表格驅(qū)動…………………………………………………………………13 方案的選擇…………………………………………………………………………14 采用 EXCEL 表格驅(qū)動的具體設(shè)計步驟 …………………………………………153 組合夾具元件庫的建立……………………………………………………………17 組合夾具元件的分類……………………………………………………………17 Excel 表格驅(qū)動零件系列化 ………………………………………………………17 夾具元件的三維建模……………………………………………………………17 夾具元件系列化…………………………………………………………………22 零件參數(shù)定…………………………………………………………23 建立系列零件設(shè)計表………………………………………………24 建立夾具元件庫……………………………………………………………25 夾具元件庫的管理………………………………………………………………274 組合夾具元件庫的管理…………………………………………………………………...27 組合夾具在各部門的管理情況…………………………………………………….27 工藝技術(shù)部門中的組合夾具管理…………………………………………...27 工藝裝備部門中的組合夾具管理…………………………………………..27 生產(chǎn)部門中的組合夾具管理……………………………………………….. 28 組合夾具元件庫的管理…………………………………………………………… 28 數(shù)據(jù)庫在夾具設(shè)計系統(tǒng)中的功能和內(nèi)容……………………………………28 數(shù)據(jù)庫在夾具管理中的功能和內(nèi)容……………………………………….. 28 本設(shè)計的組合夾具管理方案…………………………………………………295 組合夾具的應(yīng)用 ………………………………………………………………………… 31 組合夾具的發(fā)展…………………………………………………………………31 六點定位原理……………………………………………………………………32 六點定位……………………………………………………………32 工件的定位…………………………………………………………33 組合夾具的應(yīng)用……………………………………………………………………34 組合夾具虛擬設(shè)計組裝…………………………………………………… 34 送經(jīng)臂工藝分析…………………………………………………………… 34 組合夾具設(shè)計……………………………………………………………… 366 總 結(jié)……………………………………………………………………………………… 40致 謝 ……………………………………………………………………………………41參考文獻 ……………………………………………………………………………………41 緒論 引言工藝裝備(Tooling) 指在機械加工中使用的一切工具的總稱。夾具是工藝裝備的重要部分，無論在傳統(tǒng)制造業(yè)，還是在現(xiàn)代制造業(yè)中，視為實現(xiàn)各類產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗原則而必備的硬件。國際生產(chǎn)研究協(xié)會統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)說制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。產(chǎn)品生命周期縮短；交貨期成為主要競爭因素；大市場和大競爭已基本形成；用戶需求個性化、多品種、小批量生產(chǎn)比例增大。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種塵產(chǎn)的企業(yè)中，約隔 4 年就要更新 80％左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15％左右。特別是近年來，數(shù)控機床(NC)、加工中心(MC)、成組技術(shù)(GT)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求 [1]： (a)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 (b)能裝夾一組具有相似性特征的工件。 (c)適用于精密加工的高精度機床夾具。 (d)適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。(e)采用液壓或者氣壓夾緊的高效加緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 (f)提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。夾具對于加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。花費在夾具設(shè)計和制造的時間不論在改變現(xiàn)有產(chǎn)品或者開發(fā)新產(chǎn)品中，在生產(chǎn)周期中都占有較大的比重。為滿足生產(chǎn)的需要，組合夾具的開發(fā)成為一個重要課題。下面我們對組合夾具和專用夾具做個比較：組合夾具：不需要設(shè)計、不需要制造，循環(huán)使用，快速成型，降低成本。它的生產(chǎn)流程是：元件庫→→組裝→→使用→←拆卸→→清洗油封→→元件庫；專用夾具：設(shè)計、制造周期長，成本高，極不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的更新速度。它的生產(chǎn)流程是：設(shè)計→→制造→→使用→→報廢。組合夾具用過后又可方便地拆開，供下次另行組裝使用。組合夾具系統(tǒng)的應(yīng)用范圍很廣，不受工件形狀的限制，能組裝成鉆、銑、刨、車、鏜等加工用的機床專用夾具，也能組裝成檢驗、裝配、焊接等用的夾具，最適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件、小批生產(chǎn)以及臨時任務(wù)。組合夾具與專用夾具相比，雖然初次投資較大，但使用時可大量減少專用夾具的設(shè)計和制造工作，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)約金屬材料，降低成本，并減少存放夾具的庫房面積。使用機床夾具較多的工廠在一、二年內(nèi)即可將組合夾具的投資收回，因此，組合夾具在生產(chǎn)中開始大量使用。 課 題 背 景 及 來 源 現(xiàn) 代 制 造 技 術(shù) 與 夾 具 設(shè) 計 機械制造自動化已有幾十年的歷史，最早由于技術(shù)水平的局限性，自動化的引入只在大批量生產(chǎn)領(lǐng)域中。從 30 年代到 50 年代，人們主要建立機械式或液壓式的自動車床、組合車床或?qū)Ｓ脵C床組成的單品種自動生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線有其固定的生產(chǎn)節(jié)拍，而要改變生產(chǎn)品種則是非常困難和昂貴的。故這種自動線稱為剛性自動化生產(chǎn)。剛性自動化雖然可使復(fù)雜產(chǎn)品以合理的成本進行大批量的生產(chǎn)，但這種生產(chǎn)方式在中、小型批量中并不能有效的應(yīng)用。到了 60 年代，當(dāng)國外多數(shù)大批量生產(chǎn)的工廠已經(jīng)實現(xiàn)自動化后，人們意識到大批量生產(chǎn)只是機械制造業(yè)的一部分，只占 15％25％，而中、小批量生產(chǎn)占 75％～85％。由此可見，在國民經(jīng)濟生產(chǎn)部門中比重占絕對優(yōu)勢的多品種中、小批量生產(chǎn)企業(yè)的勞動生產(chǎn)率極大的落后于大批量生產(chǎn)企業(yè)。同時國際貿(mào)易發(fā)展和交流，使跨國產(chǎn)品和出口產(chǎn)品在生產(chǎn)中的比重大大增加。要使產(chǎn)品在市場上具有競爭能力，必須結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)越，價格便宜。只有不斷改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能，并在保證質(zhì)量的前提下不斷提高生產(chǎn)率，減低成本，才能使產(chǎn)品打入國際市。 根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國現(xiàn)有工業(yè)水平，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期一般要占整個產(chǎn)品研制周期的 50％～70％，而工藝裝備的設(shè)計制造周期又占生產(chǎn)準(zhǔn)備周期的 50％70％，其中工藝裝備的準(zhǔn)備階段中有 70％80％的時間用于夾具的設(shè)計和制造。在現(xiàn)在制造企業(yè)中，夾具是保證產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)全面質(zhì)量管理的重要手段。所以夾具設(shè)計的周期長短對于產(chǎn)品的開發(fā)周期有重大的影響。通常使用普通加工設(shè)備進行多品種小批量生產(chǎn)時，在零件的生產(chǎn)過程中，坯料和制品的運輸、存放時間約占生產(chǎn)過程時間的 95％，花在機床上的時間僅 5％。而這 5％中真正進行切削加工的只占 30％，其它 70％時間用于零件的定位、裝卡、換刀、測量、機床的調(diào)整和維修以及清除鐵屑、待料等。數(shù)控機床只是減少了機床上部分的非切削時間和部分的工序間零件的搬運、存放等時間(由于能進行集中工序力，因此，為了進一步提高勞動生產(chǎn)率，縮短零件生產(chǎn)周期，充分發(fā)揮機床利用率，必須在中小批量生產(chǎn)領(lǐng)域罩進一步提高自動化程度。 另外，從夾具投資上看，研究夾具設(shè)計也是有必要的，例如在一條 6 臺加高產(chǎn)品性能，并在保證質(zhì)量的前提下不斷提高生產(chǎn)率，減低成本，才能使產(chǎn)品工中心組成的FMS 中，夾具部分要占初投資的 ％，為機床投資的 1／3，刀具投資的 3 倍。在當(dāng)前世界能源緊張的形勢下，高效節(jié)能的夾具設(shè)計方面的研究對當(dāng)前經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展是具有重要意義的。 傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)從根本上發(fā)生了改變，世界各國正致力于研究和探索適應(yīng)現(xiàn)代市場和社會需求的現(xiàn)代制造技術(shù)。成組技(GroupTechnology,GT)、計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing System，CIMS)、柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS) 、并行(Concurrent Engineering,CE)、精益生產(chǎn)(Lean Production,LP)、敏捷制造(Agile Manufacture，AM)和虛擬制造(Virtual Manufacture， VM)等生產(chǎn)模式應(yīng)運而生。 現(xiàn)代機械加工的主要設(shè)備是數(shù)控機床和數(shù)控加工中心，機械制造自動化技術(shù)發(fā)展表明，以數(shù)控設(shè)備為基礎(chǔ)的數(shù)控加工。數(shù)控技術(shù)的特點：大大提高生產(chǎn)率、穩(wěn)定加工質(zhì)量、縮短加工周期、增加生產(chǎn)柔性、實現(xiàn)對各種復(fù)雜精密零件的自動化加工，易于在工廠或車間實行計算機管理，還使車問設(shè)備總數(shù)減少，節(jié)省人力，改善勞動條件，有利于加快產(chǎn)品的開發(fā)和更