第五章 计算机辅助成组铣削夹具的方案设计 29

5.1检索相似方案 30

5.2 交互式夹具方案设计 31

5.2.1 定位方案的设计 32

5.2.2加紧方案设计 35

5.2.3夹具总体方案设计 36

5.3 定位误差计算 36

5.3.1平面定位的误差计算 36

5.3.2 外圆表面定位的误差计算 37

5.3.3 总体误差的计算 38

5.4 夹具方案的上传与审核 38

第六章 总结与展望 40

致谢 41

参考文献 42 

第一章  绪论

随着制造技术的发展，产品的设计周期缩短，更新换代增快。传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代。机械制造业欲适应这种变化须具备较高的柔性，国外已把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向。传统的夹具设计方法以及不能满足企业的需求。故基于成组技术（group technology,GT）开发的成组夹具具有专用夹具和组合夹具的优点，可以适应多变的市场需求。同一套成组夹具对零件及加工特点相同的零件可以重复使用。随着计算机技术的高速发展，计算机辅助夹具设计（computer-aided fixture design,CAFD）也是解决这一问题的一种有效的方法。计算机辅助夹具设计系统可以帮助设计人员快速方便地进行夹具设计。

1.1计算机辅助夹具设计的发展

前苏联学者在在20世纪70年代开始了夹具CAD研究工作，由于计算机硬件和软件落后的限制，阻碍了其进一步的发展。20世纪80年代欧美学者投入到这一领域的研究，80年代中期我国也开始进行研究。到现在大约经历了三代：

（1）第一代交互式CAD系统  第一代的CAFD大多采用二维软件开发的。该系统包含夹具元件库、图形库,具有定位、夹紧方案设计、元件选择和工件信息的检索等功能。实际操作费时，但有实用价值。

（2）第二代CAFD是基于成组技术（Group-Technology,GT）变异式系统和知识的生成式系统  基于GT的CAFD系统含有编码系统，它是利用零件及夹具分类编码从夹具库中检索相似实例，修改生成符合要求的夹具；基于知识的CAFD系统主要搜集夹具专家的知识整理成知识库，然后根据专家系统推理机得到各种决策。这种系统主要解决夹具的定位、夹紧方案。有的系统已经有上千条规则，但因工件的多样性和夹具的复杂性，只能设计一些简单的夹具。

（3）第三代CAFD是能够实际应用的商品化夹具设计系统 如美国吴士脱理工学院容亦鸣教授和清华大学朱耀祥、罗振壁教授合作研发的孔系数控组合夹具设计系统；国内有中航工业总公司保定机械设计厂基于autocad开发的组合夹具设计系统等【1】。

1.1.1国外的研究现状

1.1.2国内的研究现状

1.2计算机辅助夹具设计存在的问题

经过多年的研究和发展，针对计算机辅助夹具设计过程中出现的问题提出来各种的解决方案，计算机辅助夹具设计取得了重大进展。但是直到现在还没有成熟的通用的夹具设计系统或者设计出来的系统自动化和智能化水平不高。计算机辅助夹具设计和CAD、CAM、CAE等计算机辅助技术相比，差距很大，主要的有以下两个问题：一是夹具设计和装配过程自动化、智能化水平低，需要很多的人工干预；二是夹具设计校验方面至今没有科学、完整和通用的理论，而且假设和约束条件过多。