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【6h】

基于实例的机床夹具设计系统及其夹具库的研究与开发

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声明

1绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2课题的国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.2.3国内外主要设计方法

1.3论文研究内容与篇章结构

1.4本章小结

2机床夹具设计原理的数学建模

2.1机床夹具设计过程

2.2机床夹具设计原则

2.2.1数控加工中机床夹具的变化

2.2.2机床夹具设计的通用原则

2.3工件定位原理和定位误差

2.3.1六点定位原理的矩阵表达式

2.3.2定位原理的数学建模

2.3.3定位误差的来源分析及其矩阵表达式

2.4夹紧原理和夹紧力

2.5本章小结

3基于实例的机床夹具设计

3.1基于知识的工程及其在机械设计领域的研究现状

3.2机床夹具设计知识的推理

3.2.1设计知识推理的方法

3.2.2基于实例的机床夹具设计知识推理

3.3机床夹具设计知识的获取与繁衍

3.4机床夹具设计知识的表示

3.4.1基于产生式表示法的机床夹具设计知识表示方法

3.4.2基于框架表示法的机床夹具设计知识表示方法

3.4.3基于实例的机床夹具设计知识表示方法

3.5基于实例的机床夹具设计知识检索

3.5.1确定需求特征的权重

3.5.2确定求解问题同实例的相似度

3.6本章小结

4机床夹具零件及部件库的建立

4.1机床夹具建库技术

4.2机床夹具的三维数字化表达

4.3机床夹具零件及部件库的建立

4.3.1夹具库的总体规划

4.3.2功能模块的实现

4.4本章小结

5机床夹具设计系统的开发

5.1机床夹具设计系统的思路及流程

5.1.1 80/20法则

5.1.2本系统构想

5.2系统的相关技术

5.3功能的开发与实现

5.3.1菜单和对话框的设计

5.3.2运用UG/Open API搭建程序框架实现参数化驱动

5.3.3与数据库的连接

5.4机床夹具设计系统的流程

5.4.1设计系统的实例流程

5.4.2设计系统的交互流程

5.5本章小结

6总结和展望

6.1总结

6.2展望

致 谢

参考文献

附 录 作者在攻读学位期间发表的论文目录

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摘要

迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一。刀具、量具本身已高度标准化,用户只用按需采购;模具经过多年高速发展,已形成相当规模的产业。而传统的夹具就成为制约产品快速上市的瓶颈,企业迫切需要提高夹具设计的效率。针对这种情况,论文开发了具有实用性的基于实例的机床夹具设计系统及其夹具库。具体来说,主要进行了以下几个方面的研究:
   首先,总结国内外在计算机辅助夹具设计上的主要设计方法,提出以基于实例为主,交互式为辅的机床夹具设计方法。
   其次,对机床夹具设计的理论知识进行了梳理。使机床夹具设计过程和设计原理条理化;用矩阵表达式对六点定位原理和定位误差进行了表达;根据理论力学的自由刚度运动理论,对定位原理建立了数学建模。
   再次,论证了用基于实例的方法对机床夹具设计知识进行推理的可行性。在机床夹具设计知识的获取与繁衍上,分析了基于实例的优势;在机床夹具设计知识的表示上,提出用实例索引方法;在机床夹具设计知识的检索上,提出用最近邻算法。针对最近邻算法中权重和相似度难以确定的问题,给出了权重和相似度的计算方法。
   最后,详细阐述了机床夹具零部件库的5个组成部分,提出用基于模板的方式建立机床夹具的三维模型;根据80/20法则,提出用机床夹具手册中的典型夹具作为系统的实例库,用所有符合国家标准的夹具零部件作为夹具库;结合以基于实例为主,交互式为辅的夹具设计方法进行机床夹具的设计。以UG NX5为设计平台,ACCESS2003为数据库,VC6.0为二次开发工具进行机床夹具设计系统及其夹具库的开发,并给出系统的界面和实例。

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