夹具在机械加工起着重要的作用,它直接影响着机械加工的质量,生产效率和成本,夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项关键的工作。但是,目前的夹具设计过程普遍存在设计效率低下、周期长等问题,这已成为制约现代制造技术发展的“瓶颈”因素。为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技术就是在这种应用要求下产生的一种先进制造技术,它利用计算机辅助人工进行夹具设计。 计算机辅助设计可以分为概念设计、技术设计和详细设计三个阶段。概念设计是计算机辅助夹具设计中最关键的一个环节,它影响着后续的技术设计和详细设计,是决定夹具方案优劣的重要阶段。针对夹具设计的约束条件多、经验性、模糊性和具有重用性的特点,一方面要在夹具的概念设计中充分考虑夹具设计的经验性和模糊性,建立有效的推理手段;另一方面,也要看到夹具的可重用性,充分利用过去的设计经验,建立有效的检索方法。本文在夹具设计中运用概念设计的理论和基于实例技术所作的研究工作如下: 在CAPP/CAFD集成环境下,运用特征技术建立了基于特征的零件工艺信息模型,使夹具CAD系统能够直接从CAPP系统获得夹具设计所需的几何和工艺信息,实现了CAPP/CAFD的集成。 对夹具的相似性进行分析,把基于实例的推理技术应用在夹具设计中,通过建立夹具实例的特征模型来进行实例的表示。运用相似性系统理论进行夹具实例的相似度计算,有效实现了对最相似夹具的捡索,提高夹具的重用性。 讨论了功能论设计方法学在概念设计中的意义,并把其应用到夹具的概念设计过程建模中,对功能的表达进行研究,通过对夹具的功能进行分析和分解,建立了夹具的功能模型。 提出用特征作为夹具功能和结构的中介,建立了功能—特征—结构的映射模式,在对夹具设计中的约束进行分析基础上,总结了夹具各子功能的备选特征集,运用模糊映射的理论实现夹具功能到特征和特征到结构的映射,最后得到夹具的