一、项目简介

传统的专用机床夹具CAD系统由于设计经验不能保存，设计经验丢失，设计员终日忙于设计绘图没有时间从事创造性的夹具设计工作，存在很多弊端。随着当今CAX(CAD、CAE、CAM)设计系统发展的新趋势，产生了以知识驱动为基础的工程设计新思路，简称知识工程（KBE—Knowledge  based Engineering）。它是将人工智能（知识库、知识规则、逻辑推理）与CAX设计系统有机地结合，使其应用对象从几何造型，分析，制造延伸扩展到工程设计领域，形成了工程设计与CAX的无缝连接。知识工程(KBE)是人工智能技术与CAX集成系统有机结合的前沿技术，是CAX技术发展的新阶段，也是国外发达国家正在研究、应用、推广的新技术。

为此，南京航空航天大学为满足航空企业及社会需求，在CATIA V5.7和UGV18平台上开发了“基于知识的专用机床夹具CAD系统”。

二、系统模块

1、产品信息输入

提供输入产品图号、产品样板号窗口。

根据用户输入的产品图号自动截取产品代号（用于自动选取相应的标题栏），并存入夹具信息库中。

在本系统中能根据输入产品号直接调用CATIA软件所设计的三维产品实体（有样板的调出样板，用另一窗口显示）。

2、产品工序件编辑

由用户指定的产品定位面、辅助定位面、孔，系统自动截取其定位面、辅助定位面、孔位及孔径、孔深等参数并存入夹具信息库中。

3、夹具类型及机床型号的选择

提供输入夹具类型、机床型号的输入界面，并将输入的信息存入夹具信息库中。

4、标准结构的建立与选取

建立铣夹、钻模、车夹等已参数化的标准夹具结构（标准内外形铣夹、标准翻板钻模、标准支脚式钻模、标准涨开心轴车夹），若用户选定采用标准结构，由已选取的产品定位面、孔参数及产品实体，用户输入一定的参数，系统自动产生相应的三维夹具及二维生产图。

5、定位体的产生和选取

提供一些标准外形的定位面（矩形、圆形，三角形，梯形及一些典型结构定位面），由用户输入相关尺寸及位置参数后自动产生定位实体并直接贴于产品定位面，若用户选定《自动产生定位体》功能，则系统根据所取产品外型并按知识库所提供的“定位体外形规整规则”进行规整后自动产生定位体。其安放位置及方式同标准外形产生的定位体。

6、辅助定位体、压紧、辅助机构及其它机构

能方便检索、调出标准件库中的辅助定位体机构、压紧机构、辅助机构及其它机构。由用户指定安放位置后系统自动装入夹具体中（此过程既可多次放置，也可重新选取后重新放置，重新放置后，原机构被替换）。

7、夹具底座与机床固定的机构的生成

所有定位、压紧及辅助机构完成后，能根据所需外形尺寸大小自动按知识库“夹具底板设计规则”自动产生与机床固定的夹具底座。

按用户输入的机床型号的加工台面用于固定夹具体用的T形槽宽度尺寸自动确定和检索相应的与机床固定的固定元件，其安装位置按知识库中“与机床固定机构规则”进行。

8、零件的联接与调整

凡夹具体中元件与元件之间需联接和固定零件用的孔位、孔径、配合、粗糙度，一律按夹具知识库中“螺、销钉联接要素规则”和“定位面/联接面表面粗糙度规则”进行。在被联接体上或联接元件之间自动产生所固定的夹紧件、辅助件、联接件等元件的螺、销钉、止动销、台阶孔孔位及孔径、配合公差（螺钉配合自动产生螺孔，销钉配合自动产生销孔及尺寸、配合公差，台阶轴配合自动产生台阶孔，止动销配合自动产生配合孔），并将其所产生的螺、销孔、台阶孔孔径、尺寸、配合面、配合公差等要素存入夹具信息库中，以便在转二维图时一并带入二维图中。

自动调节按产品零件压紧面/点安放的压紧件、辅助件在与夹具体固定时或配合时的不协调尺寸（如螺杆长度，对刀块高度，支承件高度等）。

9、协调分析检查

任何结构在设计或安装中出现不协调干涉现象，系统须以响铃或颜色形式提示用户，确认是否继续进行。

提供夹具机构动态模拟功能，若平台软件具有机构动态模拟功能，则在夹具信息库中提取经用户选择的需进行机构动态模拟的元件所需的参数。

确定进行刚度计算的前置处理的所有参数（如结构的简化、网格节点的数量、加载力和加载点的确定等功能），若平台软件已具备此功能，仅从夹具信息库中提取供刚度计算所需参数（若夹具信息库中无法提供的参数，则由用户输入，但需进行向导提示）。

10、三维转二维

完成整个三维转二维工作

生成绘图及图形交换文件

出图。

三、应用范围

该系统已在成飞工装所等单位试运行，设计夹具20余套，大大加快了夹具设计，提高了设计质量，受到了用户的好评。该系统还可推广到其他大，中型企业的工夹具设计。

四、合作方式

技术合作，技术转让，技术咨询。

五、联系方式

南京航空航天大学    孔祥浩    科技开发办公室主任

电话：025-84892757      手机：13851550745       邮箱：std01@nuaa.edu.cn