开题报告(覃吉超)

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1、本科生毕业设计（论文）开题报告学生姓名:覃吉超导师姓名、职称：郭顺生教授所属学院：机电工程学院专业班级：机械工程及自动化1001班设计（论文）题目：数字化车间中组合钻夹具三维建模与设计2014年3月17日武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1.目的及意义机床夹具是机械制造过程屮用來固定加工对象，使Z占有正确的位置，以接受加工或检测的装置。由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、连接元件以及夹具体等组成。能稳定的保证工件的加工精度，减少辅助工时和机动时间，有效扩大机床的工艺范围，实现一机多能；组合夹具是一套由各种不同形状、规格

2、和用途的标准化元件和部件组成的机床夹具系统，使用时，按照工件的加工要求从中选择合适的元件和部件，用类似搭积木的方式组装成的各种专用夹具。组合夹具的设计、组装工吋短，能够保证加工精度，省去了画线等工序，使用完可以拆卸保存，根据加工零件的变化灵活组装，具有很大的柔性，非常适用于多品种、小批量的生产模式，因此备受制造企业的青睐，应用越来越广泛。虽然组合夹具有如此多的优点，但是国内多数制造型企业并没有发挥出组合夹具的优势，他们在设计制造夹具的过程中，对人工有很强的依赖性，仍然沿袭手绘图纸的习惯，每一次设计都要绘制大量的手稿，查阅设计手

3、册中的设计参数和标准，每一次修改都会重复做很多工作，工作量很大，效率低下，投入的时间和精力成本高，而设计岀来的夹具体，是没有办法进行力学性能分析和干涉碰撞检查的，因此，对设计的成果是否符合实际生产的标准是不确定的。部分企业省去了自己设计的繁杂过程，直接大批量购进专用夹具（相关调查显示，一般中等生产能力的工厂，大约拥有数千甚至近万套专用夹具），但是闲置率高，利用率低，且市场需求变化快，产品更新快，导致夹具的更新周期变短（每隔3—4年就要更新50—80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10-20%左右），导致了很大程度上的资

4、源浪费，极大的阻碍了企业的牛产和发展。因此，传统的夹具设计制造方法，已经很难适应现代企业高效，快速和多样化的生产需求了。近年来，国际上已经将CAD和人工智能技术引入夹具的设计领域屮，使夹具的设计和装配更加灵活，便捷，大大缩短了生产准备周期，降低了生产和人工成本。这一智能化技术就是数字化车间。数字化车间中的夹具设计系统，是在计算机虚拟环境中，对夹具的整个设计和装配过程进行仿真，评估和优化。省去了绘制二维图，读图等繁杂过程，所有绘图设计过程都在数字车间中完成，且可直观的进行三维建模，设计者只需要关注设计的数据，设计是否合理可行，是

5、否可进一步优化等问题。数字化车间夹具设计系统优于人工设计的地方还在于，前者可以进行干涉检查，力学性能分析，检查很全面，修正简便。数字化车间夹具设计系统大大降低了设计者的工作量和企业的成本，且设计效率高速度快，设计出的夹具可用性强，解决了企业面临的生产瓶颈。数字化车间设计系统将是制造业不可或缺的重要工具。鉴于“数字化车间中组合夹具设计”的巨大实用价值和发展潜力，本课题将围绕数字化建模的设计理念，利用solidworks三维建模软件,以“数字化车间中组合钻夹具的三维建模与设计”为例抛砖引玉，建立相应组合夹具模型，装配体等，并对设计

6、的组合钻夹具装配体进行力学分析和干涉检查，建立组合钻夹具零件库，根据所给零件进行二次装配。切实提高组合夹具的设计和装配效率。1.国内外数字制造技术及应用现状分析国外关于数字化的研究已经取得了重大的突破。数字化制造技术起源于美国，19世纪50年代，MIT发明了NC机床和CAM处理系统，K&T公司研制成功了加工中心；60—70年代，CAD软件和CAD/CAM系统的发展，进入80年代之后，出现了计算机集成制造系统（CIMS）,极大的缩短了产业的设计，制造和管理的吋间；而90年代发展起来的快速成型技术（RP）,可以对产品进行快速的评价

7、，修改和功能的试验，有效的缩短了产品开发的周期，促成了现代制造业的繁荣。美国也是组合夹具的主要生产国，孔系和槽系组合夹具都有生产。近年来，国外研究人员对夹具设计的三个步骤（设备规划，夹具规划，夹具结构设计）进行了深入研究，美国WorcesterPolytechnicInstitute机械I：程系的教授融亦鸣研究了适用于FMS和CIMS的孔系组合夹具设计系统。结合自己对夹具的深入研究和理解，出版了《计算机辅助夹具设计》一书，促进了夹具业的发展。与国外相比，国内数字化制造业起步较晚，技术受限于国外，且人量的高端数字化技术研究都集中

8、于国内少数高等学府，如清华大学，浙江大学，四川大学等，与国内企业的实际工程应用断节。导致最新的研究成果与工程一线缺乏直接的沟通和对接。且应用仅限于汽车和飞机等少数制造领域。我国虽然数字化领域起步较晚，但是在机床夹具方面有长期的积累，国内的夹具制造始于20世纪60年代，建立了面