[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.doc
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1、毕业论文基于 So1idworks专用夹具通用件库的开发及应用需要CAD图纸,请联系QQ:68661508机械工程与自动化学院 学生姓名: 学号: 机械设计制造及其自动化学 院: 专 业: 指导教师: 2011年 6月基于 So1idworks专用夹具通用件库的开发及应用摘要夹具在机械加工中起着重要的作用,它直接影响着机械加工的质量、生产效率和成本。要加工结构和尺寸都比较特殊的工件就必须设计专用夹具。在产品相对稳定、批量较大的生产中,采用专用夹具可获得较高的生产率和加工精度。随着现代多品种、中小批量生产的发展,传统的夹具设计方式己成为企业中产品快速上市的瓶颈,企业迫切需要提高夹具设计的效率。为
2、构建一个能支持产品快速制造的生产准备系统,夹具设计要从全局自动化的高度进行变革。计算机辅助夹具设计正是为了适应这一要求而产生的,而且已经成为国际上竞相研究的热点。本文结合国内外机床夹具设计的现状,广泛研究了国内外CAFD系统,针对国内制造业中存在的问题,以实用性、高效性为指导思想,以建立机床夹具通用件库为切入点,提出了设计专用夹具CAD 系统((Computer Aided Special Fixture Design,CASFD)的新观点,并付诸实现。通过调查、比较和分析各类CAD软件在国内的应用现状,从开发的难易程度、可移植性、易维护性等方面考虑,SolidWorks是一种非常优秀的三维机
3、械设计软件,但是它缺少国家标准零件库,为机械设计工作带来了不便。VB是一种简单易学,而且功能强大的高级编程语言,Access是一种容易使用,而且功能强大的数据库管理系统。SolidWorks提供了基于OLE自动化技术的API函数,可以使用VB为它进行二次开发,专用夹具通用件的标准参数可以用Access来管理。所以选定以三维设计软件SolidWOrks作为开发平台,综合运用 VisualBasic编程技术和Aeeess数据库管理技术,利用 SolidWOrksAPI强大的二次开发功能,开发完成了基于特征造型、参数化驱动生成零部件的机床夹具三维通用件库。基于此,本文主要研究了以下几个方面:1.介绍
4、了计算机辅助夹具设计系统的发展概况和研究现状。2.分析快速设计、模块化、并行设计等现代设计方法对CAFD系统的影响,研究了参数化技术、数据管理技术及数据库技术在CAFD系统中的应用。3.利用Solidwoks三维绘图软件绘制了大量的夹具通用件三维模型,建立了CASFD系统的数据库和图形库。4.应用VB和 Solidworks API函数对Solidworks进行二次开发,生成了Solidworks插件,创建了人机交互参数化界面,并实现了插件与Solidworks的无缝连接。关键词:参数化驱动;特征造型;机床夹具通用件库 ; Solidworks;CAFDBasedSo1idworksGener
5、alParts Library forspecial fixturesand ApplicationDevelopmentABSTRACT Fixture is Playing a very important role in machining,which influence the quality of machining,Production efficiency and cost direetly.SPecial fixture must be designed when workpiece with complex strueture and size is proeessed.Wi
6、th the development of modern multi-variety and small batch production, traditional fixture design has become the bottleneck of rapid Production coming-into-the-market.So enterprises cry for promoting the effieieney of designing fixture.In order to build a production preparation system supporting rap
7、id manufacturing of production,fixture design must be reformed based on global automation. CAFD is generated for adapting to the requirement and has beeome the focus of intemational study.Through investigating,comparing,analyzing the variable CAD software and thinking about the degree of difficulty,
8、transportability and maintainability. The SolidWorks is a real fair 3D machine design software, But it be in defect of the Lib of the national standard parts, that works to bring for machine design very inconvenient. VB is a easily study, and powerful computer high class language, Access is an easy
9、usage, and powerful DBMS. The SolidWorks provided mass API functions base the OLE Automation technique, Can be use the VB to development two times for it, the special fixturepartscommonstandard parameters can use the Access to manage.So the 3D CAD software SolidWorks is seleeted as the developing Pl
10、atform and VisualBasie6.0 program technique and database management technique of Aceess is utilized.By the seeondary development function of Solidwbrks API, a feature- based and paramete- driven parts library for machine tool fixture are developed.Based on that,such main works are studied in this Pa
11、per.1.The development and research statement of CAFD are introduced.2.The effeetion on CAFD system exerted by modem design methods isanalyzed,such as RaPid Design, Coneurrent Design etc.The apPlieation in CAFD of Parametrie,DataManagement and Data Base is studied. 3.Many drawings of the standardized
12、 Parts and components hav been drawn and the Data Base and GraPhic Base are created for CASFD.4.Describing the seeondary development of Solidworks based on VB andSolidworks API funetion, Generating Solidworks menu Plug- in andHuman-comPuter interaction dialog box, and seamless conneetion between Sol
13、idwbrks and general standard Parts library is realized at last. KcyWords:Parameter Driving; Feature Modeling; Machine Fixture Genera1 Parts Solidworks API;CAFD.目 录1、引言 11.1 设计目的和意义11.2 机床夹具的现状和发展方向 21.2.1 机床夹具的现状 21.2.2 机床夹具的发展方向 31.3 论文各部分主要内容 32solidworks二次开发及其API函数的简介 32.1相关术语 42.2SolidworksAPI函数
14、介绍 6 2.2.1 Solidworks的对象模型 62.2.2 对象的属性和方法 62.2.3 更多的Solidworks的API函数介绍 92.3 VB开发Solidworks的基本原理 92.4 VB开发Solidworks的一般步骤.112.5开发方式选择方法122.6 Solidworks的API函数语法 123. 简单标准件的开发与实现 143.1 十字垫圈的设计 133.1.1 建立垫圈对话框 133.1.2 程序的设计 133.1.3 建立数据库143.1.4 程序运行及结果 163.2 定向键的设计 163.2.1 定向键对话框的建立173.2.2 程序的设计 183.2.
15、3 建立数据库 1832.4 程序的运行及结果 203.3 固定式定位销的设计 213.3.1 定位销对话框的建立 213.3.2 程序的设计 223.3.3 建立定位销数据库 233.4 圆形对刀块的设计243.4.1 对刀块对话框的建立 243.4.2 程序的设计 253.4.3 建立对刀块数据库 263.4.4 程序运行及结果 284.设计的具体实现 294.1 在Solidworks软件下添加菜单及子菜单 294.2 程序的运行及结果 325.结论 32致谢 34参考文献351. 引言1.1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
16、劳动生产率,扩大机床的使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地位。机床专用夹具是为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己成为企业的迫切要求。将计算机辅助设计技术(Computer Aided Fixture Design,CAFD)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
17、具等几类。通用夹具己完全标准化,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。使用完毕后,可拆散成元件和组件,且夹具元件的配合尺寸具有完全互换性,可以重复使用。组合夹具的设计主要是拟定组装方案、进行装配设计。CAFD首先在组合夹具设计上得到较多的研究,采用先进的计算机拼装方法和手段提高拼装效率和质量,进行组合夹具的设计和元件管理,这使得组合夹具CAD的研究及开发取得了较快的发展。对于加工结构和尺寸都比较特殊的
18、工件,组合夹具很难满足其要求,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件的某一工序而专门设计的工艺设备。与组合夹具相比,专用夹具具有以下特殊的优点:(l)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。传统的专用夹具设计需要耗费大量的时间进行设计计算,需要经验丰富的夹具设计人员来完成,劳动量大,效率低。由于机床专用夹具结构依赖于产品的结构特征和企业的工艺水平,因而使其结构设计变得复杂和不确定,长期以来一直是企业制造过程中提高生产效率的瓶颈环节。专用夹具作为一种特殊的产品,需
19、要丰富的设计经验,设计人员的经验与技能将直接影响着设计结果。而现有的一些通用CAD软件只能完成一些诸如绘图,三维建模等方面的工作,计算机对设计人员的辅助作用非常有限,设计的自动化程度也很低,据统计仅标准件建模就占设计工作量的50%以上,仅标准件建模一项,就需花费工程技术人员大量的宝贵时间。然而,国内外在对机床夹具的研究方面,大多是集中在对组合和柔顺拼装夹具,基于AuToCAD二维环境下开发的,而对占夹具总量60%以上的机床专用夹具则研究较少。目前迫切需要开发专用夹具CAD系统(Computer Aided Special Fixture Design,CASFD)。1.2 机床夹具的现状及发展
20、方向1.2.1 机床夹具的现状机床夹具是由定位元件(或组件)、对刀元件、导向元件(或组件)、夹紧元件(或组件)及夹具体等几个基本单元组成。机床夹具的设计的特点主要体现在:夹具的各个组成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,以适应市场激烈的竞争。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。特别是近几年来,数控机床(NC)、加工
21、中心(MC)、成组技术(GT)、柔性制造系统 (FMS)等新技术的应用,对机床夹具提出了如下新要求:(1)能迅速而方便地装备新产品的投产,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,以进一步提高劳动生产率。(6)提高机床夹具的标准化程度。1.2.2现代机床夹具的发展方向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
22、时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有: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 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,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。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制定典型夹具结构的基础上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立类型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的夹具元件和部件的形式,摒除一些功能低劣的结构。1.3 论文各部分主要内容SolidWorks作为机械类的三维CAD
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