Int J Adv Manuf Technol (2003) 21:827–835

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2003 Springer-Verlag London Limited

計算機輔助夾具設計驗證

Y. Kang, Y. Rong and J. C. Yang

Worcester Polytechnic Institute, 100 Institute Road, Worcester, MA 01609–2280, USA; and 2Ford Powertrain Operations



摘要：

計算機輔助夾具設計（CAFD）技術(shù)已快速地步入先進行列，使得在組合夾具和專用夾具里夾具結(jié)構(gòu)的生成實現(xiàn)自動化。計算機輔助夾具設計驗證（CAFDV）是一種校核和改進現(xiàn)有的夾具設計的技術(shù)。在這篇文章中，CAFDV 的結(jié)構(gòu)介紹是基于兩個模型：也就是幾何學和運動學模型。夾具的公差和穩(wěn)定性驗證將作單獨介紹。

關(guān)鍵詞：

計算機輔助夾具設計（CAFD），計算機輔助夾具設計驗證（CAFDV）。

1緒論：

計算機技術(shù)引發(fā)了今天的關(guān)于產(chǎn)品制造方法的革命。從單一的CAD/CAM 軟件到企業(yè) PDM/ERP（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理/企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)，計算機技術(shù)實現(xiàn)了制造者的夢和縮短了開發(fā)時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。在這次革命的過程中，計算機輔助夾具設計（CAFD）藉由結(jié)合夾具設計知識和CAD平臺而形成。CAFD授權(quán)于工程師其性能為快速原型技術(shù)與最小依賴人的互動。

CAFD的主要客戶為夾具設計工程師，他們用它做夾具設計。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，供應鏈管理人員成為CAFD的新用戶。他們外包擴夾具源到廠商（通常作為生產(chǎn)線的一部分），他們需要像CAFD這樣的工具來檢測和管理從廠商那里來的夾具設計。

自動化夾具設計系統(tǒng)典型地超過從不同標準中產(chǎn)生的解決方案。這導致CAFD用戶的疑問：哪個夾具設計是最好的，為什么它是最好的，和它能夠如何改進。設計工程師可能有充足的專門技術(shù)來回答這些問題，而供應鏈管理人員不能回答。他們需要一種工具能夠測量和評估夾具設計的質(zhì)量。

這篇文章介紹了計算機輔助夾具設計驗證系統(tǒng)（CAFDV），它是用來檢測夾具設計的質(zhì)量。這個認證加入了一個新的階段到早期的三個階段夾具設計的劃分中。圖1描述了四個階段夾具設計和CAFDV的任務。

夾具設計的質(zhì)量是根據(jù)設計和制造工程師的要求來定義的。兩個夾具模型，幾何學和運動學，它們是用來描述夾具與工件的關(guān)系的。在這個設計中要注意四個要求：定位性能分析；公差分析；穩(wěn)定性分析；可行性分析。圖2描述了CAFDV的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖2所示的整個工作被分為三個部分。第一部分給出了CAFDV的觀點，它們是兩個模型的介紹，位置與定位點的轉(zhuǎn)換，定位分析的細節(jié)。第二部分集中在幾何夾具模型的公差分析，包括加工表面精度檢查和定位公差的分配。第三部分給出了運動學夾具模型的更多細節(jié)，它在計算夾具反作用力、工件的穩(wěn)定性、最小夾緊力的應用。