[机械设计自动化精品] 基于Solidworks专用夹具通用件库的开发及应用 任务书与开题报告.pdf

毕业设计任务书 学学学学 院院院院、系系系系： 机械工程与自动化学院机械工程系 专专专专 业业业业： 机械设计制造及其自动化 学学学学 生生生生 姓姓姓姓 名名名名： 学学学学 号号号号： 设设设设 计计计计 题题题题 目目目目： 基于 Solidworks 专用夹具通用件库的 开发及应用 起起起起 迄迄迄迄 日日日日 期期期期: 2011 年 2 月 21 日 2011 年 6 月 10 日 指指指指 导导导导 教教教教 师师师师: 系系系系 主主主主 任任任任: 发任务书日期: 2011 年 2 月 21 日 毕毕毕毕 业业业业 设设设设 计计计计 任任任任 务务务务 书书书书 1毕业设计的任务和要求： 任务及要求： 通过使用 SolidworksAPI 及 VB 语言工具来对其进行二次开发， 从而实 现专用夹具通用件库的参数化选择。 2毕业设计的具体工作内容： 1、 熟练掌握 Solidworks2008 及 VB6.0，并利用 Solidworks2008 绘制夹具模型 2、提供友好的人机交互界面 3、开发工具：SolidworksAPI 及 VB6.0，ACCESS 毕毕毕毕 业业业业 设设设设 计计计计 任任任任 务务务务 书书书书 3对毕业设计成果的要求： 1说明书一份； 2外文翻译一份； 3.相关 CAD 图一张； 4软件一套。 4毕业设计工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2011 年年年年 2 月 21 日 3 月 10 日 3月11 日 4月 28 日 4月29 日 5月 29 日 5 月 30 日 6 月 10 日 6 月 17 日 6 月 24 日 查阅资料，学习相关专业知识和完成开题报告；翻译外文 资料； 建立相关数据库和夹具模型； 程序开发，运行及改进； 编写设计说明书，形成毕业设计全部文件； 准备毕业答辩 学生所在系审查意见： 系主任： 年 月 日 毕业论文开题报告 学学学学 生生生生 姓姓姓姓 名名名名： 学学学学 号号号号： 学学学学 院院院院、系系系系： 机械工程与自动化学院机械工程系 专专专专 业业业业 ： 机械设计制造及其自动化 论论论论 文文文文 题题题题 目目目目： 基于SolidWorks专用夹具通用件库的开 发及应用 指 导 教 师指 导 教 师指 导 教 师指 导 教 师 : 2011 年 4 月 20 日 毕毕毕毕 业业业业 论论论论 文文文文 开开开开 题题题题 报报报报 告告告告 1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文 献综述： 文文文文 献献献献 综综综综 述述述述 一、课题研究的目的及意义： 机床夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备，其主要作用是保证加工精度， 提高劳动生产率，扩大机床的适用范围和保证生产安全，因此机床夹具在机械制造中占 有很重要的作用。 机床专用夹具是为了完成某一工件的某工序而专门设计的工艺装备。 在传统的专用 夹具设计过程中，由于工艺装备尤其是夹具零部件的标准化、系列化、规格化程度差， 传统的设计方法在资料检索、绘图、编制技术文件等方面均由人工完成，这不仅需要大 量的人力、物力和较长的周期，且由于人为因素使设计精度和质量受到影响。 ? ? ?因此快 速实现夹具设计已成为企业的迫切要求。 将计算机辅助设计技术应用到夹具设计的过程 也就成为解决这一问题的必然选择。 夹具可分为通用夹具、组合夹具、专用夹具等几类。通用夹具已完全标准化，由专 业厂家生产、市场有售。组合夹具和专用夹具要满足生产要求，在设计时需要进行一系 列的定位、夹紧、装配设计，成为制造业企业面广量大且繁重的工作。 组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组成， 可针对不同的加工对象进行装配以 获得可满足要求的夹具。 ? ? ?对于加工结构和尺寸都比较特殊的工件，组合夹具就很难满 足其要求，必须设计专用夹具。而且大批量生产时，专用夹具是最经济的选择。专用夹 具是为完成某一工序而专门设计的工艺设备。与组合夹具相比，专用夹具有以下特殊的 优点：1）能确保工件的加工精度：2）总体方案与生产纲领相适应：3）操作方便，能 减轻工人的劳动强度：4）便于排屑，有良好的结构工艺性。 ? ? ? 二、机床夹具的现状和发展方向 机床夹具是由定位元件、对刀元件、导向元件、夹紧元件及夹具体等几个基本单元 组成。机床夹具的特点主要体现在：夹具的各个部分可以分别进行设计。与一般的产品 设计相比，夹具设计的重构性还是比较强的。 国际生产研究协会的统计表明， 目前中小批多品种生产的工件品种已占有工件种类 总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市的激烈 竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的 企业中，约隔四年就要更新 80%的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。 ? ? ?特 别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新技术的应用，对机床 夹具提出了如下新要求： 1）能迅速而方便的装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似特征的工件。 3）适用于精密加工的高精密机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置。 6）提高机床夹具的标准化程度。 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面： 精密化 随着产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提 高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效夹具有：自动化夹具、高速化夹 具、具有夹紧动力装置的夹具等。 柔性化 机床夹具的柔性化和机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调 整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。 标准化 机床夹具的标准化和通用化是相互联系的两个方面 ? ? ?。 三、计算机辅助夹具设计（CAFD） 1）CAFD 的现状 对于 CAFD 的研究可追溯到上个世纪 70 年代德国，我国主要从 80 年代开始研究， 主要从夹具 CAD 技术的研究到智能化、自动化夹具技术的研究，国内外专家都取得了很 多的成果： 计算机辅助夹具设计国外主要研究成果如下： 最早的机床夹具是从欧洲匈牙利的 A.Markus 在 20 世纪 80 年代中期用 Prolog 语言设计，主要针对箱体零件的专家系统 ? ? ?。 美国的 Ahmed Shahids 研究了 CIMS 中并行夹具设计与装配的方法， 涉及机床 夹具设计及装配系统 。 美国 WPI 的融亦鸣等设计了比较全面的计算机辅助孔系组合夹具设计系统 CAMFD。该系统是目前在国际上最全面和最有影响的研究。该研究对机床夹具性能 评估和系统集成方面有很大贡献。 计算机辅助夹具设计国内主要研究成果： 国内研究主要有北京机械工业学院朱耀翔等，哈尔滨工业大学的刘文剑 等，西北工业大学杨海成等，南京航空航天大学的陈蔚芳等，华中科大的熊 蔡华、李培根等，北京工商大学刘璇等。 机床辅助夹具设计方面的研究主要经历了三个阶段： 第一阶段：20 世纪 80 年代初期，第一代交互式设计系统，该系统的目的 是更多的设计者之间可以交互的进行夹具设计，从而完成比较复杂的夹具设 计任务，以及通过提供几何操作工具来缩短研究周期，所以该系统适合于新 产品开发或新工件需要加工情况下没有提供已有夹具信息的情况。 第二阶段： 20 世纪 80 年代中后期， 主要有基于 GT 的变异式 CAFD 系统和 基于知识生成式专家系统，该系统是利用大多数工件相似性高的特点，利用 已有的设计思想和经验来解决相似问题。 第三阶段： 20 世纪 90 年代后期， 着力于开发商品化得夹具构形设计软件， 主要是与实际生产应用接轨。 2）CAFD 的发展趋势 目前，计算机辅助夹具设计技术的发展趋势，归纳起来有如下五点：系统集成 化、软件系统智能化、处理技术并行化、科学计算可视化、系统产品标准化 。 3）CAFD 的基本方法 CAFD 的基本方法可以分为以下几类： 交互式 CAFD 派生式 CAFD 半智能化 CAFD 智能化 CAFD 参考文献参考文献参考文献参考文献： 1 白海清，基于 SolidWorks 面向装配的夹具 CAD 系列研究J.机械设计与制 造，2006（2） 2 朱耀翔，融亦鸣.计算机辅助夹具设计M.北京：机械工业出版社，2002 3 王凤崎，许红静，郭伟.计算机辅助夹具设计综述J.航空制造技术，2003 4 王先奎.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，1995 5 薛源顺主编.机床夹具设计M.北京：机械工业出版社，2000.11 6 王道义.Visual Basic 使用详解M.北京：机械工业出版社，1999 7 王岂，黄翔，廖文和.机床专用夹具设计及其知识库系统的研究与应用J. 机械科学与技术.2003 8 刘文剑编著.CAD/CAM 集成技术M.哈尔滨工业大学出版社，1999 9 陈宝义.计算机辅助设计基础M.长沙：国防科技大学出版社，1999 10 王晓阳.CAD 技术在产品设计中的应用及二次开发的策略J.机械研究与应 用，2004（7） 11 史运平.基于 Visual Basic6.0 的 ADO 数据库访问技术J.计算机与信息技 术，2007（22） ：6364 12 周凯旋，罗会信.基于 Visual Basic 的 SolidWorks 二次开发J.机械制造， 2005（5） ：47 13 熊李艳，周美玲. Visual Basic 程序设计教程.人民邮电出版社,2009.9 14 张青，王晓伟.工程软件开发技术.国防工业出版社，2006.11 15 赵会芳. 基于 SolidWorks 专用夹具通用件库的开发及应用.江苏大学硕士 学位论文，2009.4 毕毕毕毕 业业业业 论论论论 文文文文 开开开开 题题题题 报报报报 告告告告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） ： 一、本课题研究的内容 本课题研究专用夹具的计算机辅助设计，建立系统架构，开发夹具三维通用件库。 当用户选择不同的标准件后，应用程序可以在基础模型上自动生成相应的标准件并 且可以添加新的标准件和删除、修改过时的标准件数据系列。关键的技术和具体工 作包括： 1) 基于 Access 的夹具零部件参数特性数据库的创建 2) 工程数据库应用与维护技术 3) 基于 SolidWorks 的夹具零部件建模及参数化驱动技术 4) 基于 VB 的 SolidWorksAPI 的二次开发技术 二、本课题采用的研究手段及实现方法： 零部件库的建立选择 SolidWorks 作为平台。 SolidWorks 的软件开发商为方 便各类用户对其进行二次开发，提供了应用编程接口，它是一个基于对象链接 和嵌入的编程接口，此接口为用户提供自由、开放、功能完整的开发工具，其 中包含了数以百计的功能函数，这些函数提供了程序员直接访问的接口。凡支 持编程的开发工具，如 VC、VB 等均可用于二次开发。本课题选用 VB 编程语言 作为开发工具。采用 Microsoft 的 Access 来建立标准件参数特性数据库。这是 由于 Access 是 VB 的内部数据库， 即缺省数据库类型。 用 Access 建立的数据库 可以在 VB 中使用， 而且 VB 可以直接建立 Access 数据库。 因此， 在 VB 中， Access 数据库和 VB 数据库含义一样 。 三、通用件库总体结构图以及用到的关键技术 · !“#$ % ? A BCDE FG ; HI/J KLAPI M8 Solidworks ; # : NO ./0 P B 56QR ?5 A 6STU DE AAAAAA VW./0 X ?6 A 7 2DE AAAA 毕毕毕毕 业业业业 论论论论 文文文文 开开开开 题题题题 报报报报 告告告告 指导教师意见指导教师意见指导教师意见指导教师意见： 王艳军同学针对这个毕业设计课题查阅了相关的资料，开题报告从课题的研究背景、 研究现状以及发展趋势三方面进行了综述，对机床专用夹具和计算机辅助夹具设计的现状 和发展方向进行了详细的综述，综述基本达到了广度和深度的要求。 开题报告中，针对这个毕业课题提出了主要研究手段和实现方法，选择 Solidworks 作为平台，用 VB 编程语言作为开发工具，还提出了方案实施过程中用到的一些关键技术。 方案基本可行，工作内容基本符合毕业设计的要求。 王艳军同学的整个毕业设计工作量和工作难度适中，通过一学期的学习和工作，应该 能够按时完成任务书规定的工作。 鉴于以上综述，同意王艳军同学开题。 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主任： 年 月 日