计算机辅助夹具设计技术发展综述

张胜文 苏延浩

(江苏科技大学机械工程学院，江苏 镇江 212003)

夹具设计和制造作为产品生产制造周期的重要组成部分，其设计与制造周期约占产品整个研制周期的20%～40%，因此，对于机械制造企业，提高夹具设计效率和质量，对于缩短产品研制周期、降低生产成本、提高企业的竞争力具有至关重要的作用。

传统夹具的设计方法有以下缺点:(1)面对繁复多样的产品，对应的夹具也千变万化，繁琐的重复性使得设计工作量很大;(2)夹具设计经验性强，但无法方便快捷地利用这些经验与智慧来设计新的夹具。

为了有效地解决上述夹具设计问题，20 世纪70年代出现了一种新的夹具设计方法，即计算机辅助夹具设计(CAFD)，CAFD 是指利用计算机进行夹具的方案规划、快速选取夹具元件并组装、夹具性能评价分析和夹具出图等，根据设计结果指导实际生产过程的夹具组建，可以极大地提高夹具的设计生产效率，因此获得了广泛的研究与应用［1-4］。

1 CAFD 发展阶段概述

计算机辅助夹具设计的研究可追溯到上世纪70年代，即俄罗斯学者以及德国学者对夹具CAD 的研究工作，20 世纪80年代经过众多欧美学者对夹具自动推理的研究，CAFD 出现了一些具有划时代意义的技术，如法国学者Ingrand 和Latombe 在1980年开发了第一个CAFD 专家系统［1］，A.Markus 在1984年使用Prolog 语言设计了一种着重于组合夹具组装的半自动化CAFD 专家系统［2］。我国在上世纪80年代中期也开始了CAFD 的研究，文献［1］认为我国最早开始CAFD 研究的是北京理工大学，文献［3］认为是中国航空技术进出口公司最先设计了一套二维计算机辅助夹具组装软件。……