现代计算机辅助夹具设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:

出品人:

页数:227

译者:

出版时间:2010-4

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787564031169

丛书系列:

图书标签:

• 夹具设计
• 计算机辅助设计
• CAD/CAM
• 机械设计
• 制造工程
• 工业自动化
• 数控加工
• 模具技术
• 精密制造
• 生产工艺

现代计算机辅助夹具设计：技术原理、实践应用与未来展望 本书导读： 随着制造业向着高精度、高柔性、高效率的方向快速发展，夹具作为连接机床、工件与自动化系统的关键环节，其设计水平直接决定了生产过程的成败。传统的夹具设计往往依赖工程师丰富的经验和大量的试错成本，效率低下且难以保证最优性能。本书《现代计算机辅助夹具设计》旨在系统性地梳理和深入探讨如何利用现代计算机技术，特别是计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）以及新兴的数字化制造技术，对夹具设计进行革命性的升级。 本书的撰写基于对当前工业界实际需求的深刻理解，并融合了最新的学术研究成果。我们致力于构建一个从需求分析、概念设计、详细优化到虚拟装配与验证的完整数字化夹具设计流程。全书结构严谨，内容详实，不仅是高等院校机械设计、制造工程专业师生的重要参考教材，也是一线夹具工程师、工艺技术人员进行技术升级和解决复杂夹具设计难题的实用手册。 --- 第一部分：夹具设计基础与数字化转型的驱动力 本部分首先回顾了传统夹具设计的基本原理，包括定位原理、夹紧原理、导向与密封原理在现代制造环境下的局限性。随后，重点分析了推动夹具设计进入计算机辅助时代的内在和外在驱动力：全球供应链的定制化需求、极端精度要求的提升（如微纳加工）、以及工业4.0背景下对柔性制造系统（FMS）中快速换模夹具的迫切需求。 1.1 现代制造对夹具的新要求： 讨论了高精度、高刚度、轻量化、模块化以及智能化在新型工装夹具设计中的体现。 1.2 计算机辅助技术的引入： 详细介绍了CAD/CAE在夹具设计中的基础作用，包括数据管理、参数化建模的优势，以及如何克服传统二维绘图在复杂三维验证上的瓶颈。 1.3 夹具功能需求分析模型： 提出了一套结构化的需求捕获方法，确保计算机模型能够准确反映工艺要求，如切削力、热变形、振动抑制等。 --- 第二部分：基于参数化与特征的CAD建模技术 本部分是全书的技术核心之一，专注于如何利用先进的CAD工具高效、准确地构建夹具模型。我们强调“设计意图”的参数化表达，而非简单的几何绘制。 2.1 夹具组件的标准化与特征化： 探讨了如何将标准件（如压板、定位销、螺钉）转化为具有特定属性的数字特征库，实现快速调用和装配。 2.2 约束驱动的参数化设计： 深入讲解了如何使用几何约束和驱动参数（如工件尺寸变化、机床行程限制）来控制夹具模型的自动调整，实现“一键换型”的柔性设计。 2.3 复杂曲面与异形工件的数字建模： 针对航空航天、医疗器械等领域中常见的复杂曲面工件，介绍了逆向工程数据处理、曲面拟合以及如何将这些数据无缝集成到夹具的设计基准中。 2.4 虚拟装配与冲突检测： 利用先进的CAD装配模块，详细阐述了如何进行多工序、多组件的虚拟装配验证，自动识别干涉、死锁以及操作空间受限等问题。 --- 第三部分：夹具性能的数字化仿真与优化（CAE应用） 夹具设计的优劣最终体现在其工作性能上。本部分着重于如何运用计算模拟技术，在物理样机制作之前对设计方案进行全面评估和迭代优化。 3.1 有限元分析（FEA）在夹具刚度评估中的应用： 详细介绍了如何对夹具本体结构进行网格划分，施加工作载荷（切削力、夹紧力）和边界条件，预测夹具的静刚度、固有频率和最大应力分布，避免结构失效和振动问题。 3.2 夹紧力的精确计算与优化： 探讨了夹紧力分配模型，包括摩擦系数对夹紧稳定性的影响。利用数值方法模拟夹紧过程，确保工件在所有受力点得到充分、均匀的约束，并分析夹紧力对工件表面质量的影响。 3.3 热仿真与误差分析： 针对精密加工中由切削产热引起的夹具热变形问题，介绍了热-结构耦合分析的方法，指导设计者如何优化散热路径或选择低热膨胀系数材料，以维持加工精度。 3.4 拓扑优化在轻量化设计中的实践： 结合先进的拓扑优化算法，指导工程师在满足强度和刚度要求的前提下，去除夹具结构中多余的材料，实现轻量化目标，这对于高速加工和自动化搬运尤为重要。 --- 第四部分：数字化制造与夹具快速交付 本部分连接了“设计”与“制造”的桥梁，探讨了如何将数字化的设计模型直接转化为可制造的实体，实现夹具的快速交付和柔性制造。 4.1 从CAD到CAM：刀具路径规划与后处理： 阐述了如何利用CAD模型为夹具零件自动生成高效、安全的CNC加工程序，包括对复杂曲面加工的特殊处理。 4.2 增材制造（3D打印）在夹具设计中的颠覆性应用： 重点分析了如何利用增材制造技术克服传统减材制造对复杂内部结构（如流道、晶格结构）的限制，设计出具有集成冷却、减重效果的新型夹具本体。 4.3 夹具的虚拟调试与示教： 介绍了如何将CAD/CAE模型导入机器人或自动化设备仿真环境，预先验证夹具的装卸过程、避障以及与机床的协同工作流程，大幅缩短现场调试时间。 4.4 数字化夹具文档管理与追溯： 讨论了如何建立基于PLM（产品生命周期管理）系统的夹具数字档案，实现版本控制、材料溯源和历史性能数据积累，为未来的设计改进提供数据支持。 --- 第五部分：面向未来的智能夹具与人机交互 展望未来，本书最后探讨了集成传感、数据分析与自适应控制的“智能夹具”的前沿技术。 5.1 嵌入式传感技术与状态监测： 介绍如何在夹具中集成应变片、温度传感器、视觉传感器，实时采集夹紧力、振动和温度数据。 5.2 夹具健康管理（PHM）与预测性维护： 利用采集到的实时数据，结合机器学习算法，对夹具的疲劳寿命和潜在故障进行预测，实现从被动维修到主动预防的转变。 5.3 增强现实（AR）在夹具装配与维护中的应用： 探讨如何通过AR技术指导现场操作人员进行复杂夹具的快速、无错装配和故障排除，提升人机交互的直观性和效率。 本书通过理论与实践的紧密结合，旨在为读者提供一套全面、先进的计算机辅助夹具设计方法论，确保工程实践能够紧跟现代制造业的技术前沿。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆