CHAPTER 6-7_计算机辅助夹具设计

计算机辅助夹具设计及运动仿真
谭加才
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2005(000)007
【摘要】在分析现有计算机辅助夹具设计的基础上,提出以Pro/E为平台,以VC+ +为开发工具,对Pro/E进行二次开发,实现了夹具的三维标准件库的建立,利用夹具机构的实体模型,通过仿真进行运动学、动力学分析,优化了机构设计.给出了实例,根据所需的夹紧力和夹紧行程,分析出某气动夹紧机构所需的气压值及气缸的工作行程,介绍了开发步骤和关键技术.
【总页数】3页(P176-177,141)
【作者】谭加才
【作者单位】湖南工程学院机电工程系,湘潭,411101
【正文语种】中文
【中图分类】TH112
【相关文献】
1.凸轮计算机辅助参数化设计图库开发与运动仿真 [J], 刘国亮
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鲁宇明
5.基于NX运动仿真的偏心车夹具动平衡设计 [J], 陈小军
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１ ＣＡＦＤ发展 阶段述评
ＣＡＦＤ的研究 可 上溯 到 ２０世 纪 ７０年代。１９７７
年 ，德国学者 Ｉｍｈｏｆ和 Ｇｒａ｝ｌｌ率先对夹具 ＣＡＤ进行全面 研究 ，夹具 自动化 设计研究始 于法 国学者 Ｉｎｇｒａｎｄ和 Ｌａｔｏｍｂｅ（１９８０年开发了第一个 ＣＡＦＤ专家系统），我国 最早开始 ＣＡＦＤ研究 的学者是北京理工大学 Ｊｉａｎｇ等 人 引。
Ｏ 引言
由于组合夹具的元件具有可重用性 ，能够适 应多 种特殊加工情况的需要 ，因此 ，组合夹具一经提 出便迅 速成为柔性夹 具发展 的主流，且 应用领域越来 越广 。 但是 由于组合夹具的元件数量众多 ，组装的灵活性大 ， 采用传统的试错法组装对工人要求较高，且费时费力 。 为了提高组合夹具组装 的效率 ，ＣＡＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ—Ａｉｄｅｄ Ｆｉｘｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ）技术应运而生 。ＣＡＦＤ技术允许工人在 计算机上对夹具的组成 元件进行虚 拟规划、组装并进 行仿真评价 ，然后根据虚拟设计结果组装实际的物理 系统¨ ，极大地提高了组装的效率 和质量 ，因此获得 广泛 应用 。
（５）基于工艺过程分析 以保证操作功能的夹 具设 计 。夹具设计动机 已经转向了夹具设计 验证 （Ｃｏｍｐｕｔ． ｅｒ—Ａｉｄｅｄ Ｆｉｘｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＣＡＦＤＶ）及 ＣＡＤ／ ＣＡＭ集成。有 ＣＡＦＤＶ，可防止产生不必要 的功能过度 设计、生产前质量无 法保证、设计制造检测周期过长 、 商业报价过程 中缺乏对夹具设计 的技术评估等 问题 。 ＣＡＦＤＶ的研究热点集 中在“被夹持零件 ”建模上—— 用有限元方法在强假设条件下对工件变形进行建模 ， 研究装夹刚度 、然后结合加工力分析装夹稳定性，另外 还分析定位精度 、装夹可及性和夹紧稳定性等。如何 运用最好 的设计经验 知识和进行 有效 的质 量验证 是 ＣＡＦＤ研 究 中 的难 题 。

机械制造工艺学（王先逵）习题及答案第六章机床夹具设计1、什么是机床夹具?举例说明夹具在机械加工中的作用。

答：机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。

机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。

举例：用V形块，用三爪卡盘，顶尖可很好的保证工件的定位精度，以及工件相对于刀具和机床的位置精度.如图a.b2、机床夹具通常由哪几部分组成?答：机床夹具的组成部分：1．定位元件, 2．夹紧装置 3．对刀引导元件 4．连接元件5．夹具体， 6．其它元件或装置3、常见的定位方式、定位元件有哪些?答:⑴工件以平面定位：圆柱支承、可调支承、自位支承、辅助支承⑵工件以外圆定位：V形块、定位套、半园套、圆锥套⑶工件以圆孔定位：定位销、圆锥销、定位心轴⑷工件以组合表面定位:一面两销4、辅助支承与自位支承有何不同？答：辅助支承用来提高支承件零件刚度,不是用作定位支承点，不起消除自由度作用；自位支承是支承本身在定位过程中所处的位置，是随工件定位基准位置的变化而自动与之适应，但一个自位支承只起一个定位支承点的作用.5、什么是定位误差?试述产生定位误差的原因。

答：定位误差：是由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差,由于对同一批工件说，刀具调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的,因此定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量.造成定位误差的原因：⑴定位基准和工序基准不一致所引起的基准不重合误差Δjb⑵由于定位副制造误差及配合间隙所引起的定位误差,即基准位移误差Δjw7、工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求？答：⑴方向：①夹紧力的作用方向不破坏工件定位的准确性和可靠性②夹紧力方向应使工件变形尽可能小③夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小；⑵夹紧力作用点：①夹紧力作用点应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支撑面内②夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上③夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面；⑶夹紧力的大小：夹紧力的大小主要确定方法有经验类比和分析计算法。

机床夹具常用计算计算机辅助设计开题报告及文献综述一、选题依据1．论文（设计）题目机床夹具常用计算计算机辅助设计2．研究领域计算机辅助设计与制造机械设计3．论文（设计）工作的理论意义和应用价值机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。

其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

机床夹具按所使用的机床不同，夹具可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。

根据夹具所采用的夹紧动力源不同，又可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。

机床夹具由定位元件，夹紧装置，对刀、引导元件或装置，连接元件，夹具体等组成。

任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。

机床夹具作用是（1）能稳定地保证工件的加工精度：用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。

（2）能减少辅助工时，提高劳动生产率：使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。

（3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能：根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。

例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。

机床夹具设计中常用的计算有（1）夹具定位尺寸计算：a.V 形块的设计 b.一面两孔为基准的定位误差计算等（2）夹具定位精度计算：a.常见定位形式的定位误差计算b.钻模的钻孔精度计算等（3）夹紧力的计算（4）夹紧机构所需夹紧力的作用力计算（5）各种加工方法的切削力计算（6）气液缸传动的计算（7）液压缸传动的计算等计算机辅助设计是 20 世纪 50 年代末发展起来的综合性计算机应用技术。