基于DE的仿生抓夹式夹具创新设计设计说明书样本

天津职业技术师范大学TianjinUniversityofTechnologyandEducation毕业设计专业：机械制造工艺教诲班级学号：学生姓名：指引教师：副专家二〇一二年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于DE仿生抓夹式夹具创新设计InnovativedesignofBionicCatchCliptypeFixtureBasedonDE专业班级：机制0711班学生姓名：郑~~指引教师：副专家学院：机械工程学院6月摘要为了明确仿生抓夹式夹具技术当前和将来发展研究思路，拓宽其研究领域，跳出仿生抓夹式夹具固有技术范畴，从更高理论层面对其进行分析，为其将来发展领域谋求具备理论支持技术方向。本文将TRIZ直接进化理论引入到仿生抓夹式夹具中来，依照它进化模式和多条进化路线来对仿生抓夹式夹具技术进行分析，发现其进化潜能。这里重要通过对反馈可控性、减少人为干预、动态化三条路线进行分析，对仿生抓夹式夹具技术将来也许发展方向做出精确判断和预测。通过对仿生抓夹式夹具预测，对其做出创新设计。运用TRIZ理论中冲突及创造创新原理，对问题进行分析，得出技术冲突，即适应性及多用性与系统复杂性冲突。依照冲突矩阵表，查出创造创新原理，运用其中动态性和机械系统代替原理，设计出伸缩抓夹夹具和吸附式夹具。核心词：直接进化理论；仿生抓夹式夹具；进化模式；创新设计ABSTRACTForpresentandfuturedevelopmentofthefixtures’technologyclearthinking,brodentheresearchfield，jumpedoutoftheinherentfixturetechnologycategory，fromthetheoreticalleveltoanalyzeit，forthefuturedevelopmentfieldoffixturelookingforthetechnologytrendsoftheorysupport.thepaperquotedDirectedevolutiontheoryofTRIZtotheBionicCatchCliptypeFixture.AccordingtoitsPatternsoftechnologicalevolutionandmultipleevolutionarylinestoanalyzebioniccatchcliptypefixturetechnologies，andfinditsevolutionarypotential.Theremainlythroughfeedbackcontrol，reducinghumanintervention，dynamicrouteforanalysis，onthedevelopmentdirectionofthepossiblefuturehasmadeaccuratejudgmentandtheforecast.Throughforecastaboutthebioniccatchcliptypefixture，tomakeitsinnovativedesign.Usingthetheoryofconflictandinventiveprinciplestoanalyzetheproblem，weconcludethattechnologyconflicts，theconflict，namelyisadaptabilityandthecomplexityofthesystem.accordingtotheconflictmatrixtable，findouttheprincipleinventionandinnovation，then，usingthedynamicandmechanicalsystemsubstitutionprinciple，designthetelescopiccatchclipfixtureandadsorptivefixture.KeyWords：Directedevolution；BionicCatchCliptypeFixture；Patternsoftechnologicalevolution；innovativedesign 目录1绪论 11.1设计背景及意义 11.2仿生设计 11.2.1仿生设计内容 11.2.2仿生设计原则 21.3创新设计 32TRIZ理论 42.1TRIZ创造问题解决理论 42.2TRIZ三大进化理论 42.2直接进化理论 62.2.1进化模式 62.2.2进化路线 72.2.3进化潜能 93基于DE仿生抓夹式夹具创新设计 103.1夹具 103.1.1夹具分类 103.1.2夹具作用 113.1.3夹具构成 113.1.4夹具现状及发展方向 123.2柔性夹具 133.2.1柔性夹具分类 143.2.2仿生抓夹式夹具 143.3仿生抓夹式夹具进化预测 153.3.1进化路线分析 153.3.2预测结论 193.4仿生抓夹式夹具创新设计 19结论 22参照文献 23附录1技术冲突和创造原理表 25附录2英文资料及翻译 27致谢 431绪论1.1设计背景及意义机械制造机械加工、焊接、热解决、检查、装配等工艺过程中，为了安装加工工件，使之占有对的位置，以保证零件和产品质量，并提高生产效率，所采用工艺装备称为夹具。夹具最早出当前18世纪后期。随着科学技术不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全工艺装备。夹具按用途分类，可分为机床夹具、装配夹具和检查夹具等；按通用化限度分类，可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具。而仿生抓夹式夹具属于其中机床夹具和通用夹具。在批量生产中，公司都习惯于采用老式专用夹具，普通在具备中档生产能力工厂里，约有数千甚至近万套专用夹具；在多品种生产公司中，每隔3~4年就要更新50%~80%专用夹具，而夹具实际磨损量仅为10%~20%，这些夹具往往留下来又很难得到重复使用，抛弃她们又实在可惜，因而导致很大挥霍。这些都是始终困扰公司现实问题。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术应用，对机床夹具提出了如下新规定：能迅速而以便地装备新产品投产，以缩短生产准备周期，减少生产成本；能装夹一组具备相似性特性工件；能使用于精密加工高精度机床夹具；能合用于各种当代化制造技术新型机床夹具；采用以液压站等为动力源高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；提高机床夹具原则化限度。显然，如何设计制造出更先进夹具是工业进步一大核心，因而研究仿生抓夹式夹具进化历程和夹具技术将来发展方向有着重要意义。1.2仿生设计仿生设计是工业设计中有着深厚历史积淀与丰富实践经验，同步又是最新鲜、最具活力设计创新办法，是设计回归自然、追求人性化详细、可行办法，正逐渐成为设计发展过程中新亮点。1.2.1仿生设计内容由于仿生设计研究领域非常广泛，因此仿生设计内容可以从不同角度产生不同层次和方向。基于生物特性认知与产品构成要素有关性，可以将仿生设计重要内容归纳为：仿生物体形态设计；仿生物表面肌理与质感设计；仿生物构造设计；仿生物功能设计；仿生物色彩设计；仿生物形式美感设计；仿生物意象设计等。（1）仿生物体形态设计是在对自然生物体。涉及动物、植物、微生物、人类等所具备典型外部形态认知基本上，谋求对产品形态突破与创新。仿生物形态设计是仿生设计重要内容，强调对生物外部形态美感特性与人类审美需求体现。（2）仿生物表面肌理与质感设计自然生物体表面机理与质感，不但仅是一种触觉或视觉表象，更代表某种内在功能需要，具备深层次生命意义，通过对生物表面肌理与质感设计创造，增强仿生设计产品形态功能意义和体现力。（3）仿生物构造设计生物构造是自然选取与进化重要内容，是决定生命形式与种类因素，具备鲜明生命特性与意义。构造仿生设计通过对自然生物由内而外构造特性认知，结合不同产品概念与设计目进行设计创新，使人工产品具备自然生命意义与美感特性。（4）仿生物功能设计功能仿生设计重要研究自然生物客观功能原理与特性，从中得到启示以增进产品功能改进或新产品功能开发。（5）仿生物色彩设计自然生物色彩一方面是生命存在特性与需要，对设计来说更是自然美感重要内容，其丰富、纷繁色彩关系与个性特性，对产品色彩设计具备重要意义。（6）仿生物形式美感设计从人类审美规定出发，发现和归纳自然生物所蕴含美感规律，更好进行产品美感与意义整合设计。（7）仿生物意象设计生物意象是在人类结识自然经验与情感积累过程中产生，仿生物意象设计对产品语义和文化特性体现具备重要作用。1.2.2仿生设计原则作为工业设计一种创新思维与办法，仿生设计一方面应当遵循工业设计一下原则。①艺术性与科学性相结合：尊重客观审美规律同步，应用先进科学技术进行设计产品化与商品化。②功能性：产品合理、有效基本功能和以便、安全、宜人等多层次功能综合体现。③经济性：满足标注化、批量生产产品设计，同步延长使用寿命、以便运送、维修及回收。④创造性：在概念、思维、办法、体现、使用等方面独创性。⑤需求性：对不同步间、地点、环境、年龄、人群等多元化需求差别性设计，满足并创造需求。⑥系统性：是对产品系统结识、把握与创造。⑦资源性：通过设计追求自然资源、设计资源无限可逆性循环运用。对仿生设计来说更加强调如下几种方面：①设计合理性与合目性：对自然生物有关概念分析、概括与设计应用合理。②设计创造与再造：对自然生物模仿及更高层次设计应用可持续性、可逆性创造。③设计多义性：理解自然生物故意义形式，赋予产品更多样化美感和含义。1.3创新设计创新设计是指充分发挥设计者创造力，运用人类已有有关科技成果进行创新构思，设计出具备科学性、创造性、新颖性及实用性一种实践活动。创新设计是创新理念与设计实践结合。发挥创造性思维，将科学、技术、文化、艺术、社会、经济融汇在设计之中，设计出具备新颖性、创造性和实用性新产品。创新设计可以从如下几种侧重点出发：1、从顾客需求出发，以人为本，满足顾客需求。2、从挖掘产品功能出发，赋予老产品以新功能、新用途。3、从成本设计理念出发，采用新材料、新办法、新技术，减少产品成本、提高产品质量、提高产品竞争力。创新是设计本质规定，也是时代规定。作为“为传达而设计”视觉传达设计，如何对的充分地传达信息是每一种设计者始终要面临中心问题。但是，在当今社会，仅仅把传达信息核心词定位于对的和充分显然是不够。必要要把视觉传达设计创新注重起来，从设计理念、视觉语言和技术体现方式创新入手，对的充分地传达信息。2TRIZ理论TRIZ是一种创造问题解决理论，由前苏联学者根里奇·阿奇舒勒创立于1946年。TRIZ理论成功地揭示了创造创造内在规律和原理，着力于澄清和强调系统中存在矛盾，其目的是完全解决矛盾，获得最后抱负解。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造创造进程并且能得到高质量创新产品。2.1TRIZ创造问题解决理论在运用TRIZ解决问题过程中，设计者一方面将待设计产品表达到为TRIZ问题，然后运用TRIZ中工具，如创造原理、技术进化理论等，求出该TRIZ问题普通解，最后设计者再把该解转化为特定解。技术冲突是指一种作用同步导致有用及有害两种成果。技术冲突场体现为一种系统中两个子系统之间冲突。通过对250万件专利研究详细研究，TRIZ理论提出39个通用工程参数（见附录表一）描述冲突。实际应用中，一方面要把构成冲突双方内部性能用该39个工程参数中两个来表达，然后在冲突矩阵中找出解决冲突“创造原理”。TRIZ中创造原理是由专门研究人员对不同领域已有创新成果进行分析、总结，得到具备普遍意义经验，这些经验对指引不同领域产品创新均有重要参照价值。在对全世界专利进行分析，阿奇舒勒提出了40条创造原理（见附录表二）。实验证明这些原理对于指引设计人员创造创造具备重要作用图2-1所示就是应用冲突解决问题流程。详细化详细化应用40条原理应用39个参照将问题普通化普通问题特定问题特定解普通解图2-1应用冲突解决问题流程2.2TRIZ三大进化理论TRIZ理论包括着许多系统、科学而又富有可操作创造性思维办法和创造问题分析办法，而TRIZ技术进化理论是其中一某些，其以为技术系统进化存在着客观规律而不同领域技术进化规律是可以互相移植。随着TRIZ进化理论发展，不同研究者提出了不同进化模式体系。有技术进化理论（EvolutionofTechnique，ET）、技术进化引导理论（GuidedTechnologyEvolution，GTE）、直接进化理论（DirectedEvolution，DE）：1）技术进化理论ET理论侧重于TRIZ技术进化理论原理诠释，它着重于研究了技术进化动力和理论基本。该理论以为，技术系统进化重要动力来自于人们对技术系统重要功能逐渐提高规定。ET理论为技术系统进化方向及进化时间点等选取问题提供了可行性思路，但由于这些假设自身是逻辑推测而非严格数理证明成果，关于这些假设实证研究也尚未开展，因而其可靠性有待进一步检查。2）技术进化引导理论GTE理论涉及了6条进化模式：①增长抱负度；②子系统不平衡；③向超系统转换；④增长动态性；⑤缩短能量转换途径；⑥向微观级转换。GTE理论是以技术预测理论为中心新兴应用性技术进化理论，其出发点是依照TRIZ理论开发出一种构造化办法，对技术系统发展趋势进行精确预测。3）直接进化理论DE理论是从如何运用技术预测理论进行战略决策或提高将来可控性角度，对技术进化理论进行研究，其核心思想是精益求精。DE理论以为，老式预测理论悲观地以为等待技术进化过程自然发生，GTE则是机械地预测技术进化过程，而DE理论则强调如何依照特定目的选取适应技术进化模式，以达到提高将来可控性目。因而，与其她技术进化理论相比，DE具备灵活性和目的导向性特点，DE理论使用环节及通用流程详如图2-2所示。因此咱们选用DE理论对夹具进行进化预测。当前是理解过去核心当前是理解过去核心过去是理解将来核心理解将来是控制进化核心收集历史数据DE诊断思想综合决策制定.支撑进化过程图2-2DE理论使用环节及通用流程图DE理论包括了10条进化路线：①进化阶段；②增长抱负化水平；③增长资源包括量；④系统零部件非均衡发展；⑤增长系统动态性和可控性；⑥增长系统复杂性再简化；⑦零件之间匹配与不匹配；⑧向微观进化；⑨增长场应用；⑩增长自动化，减少人介入。2.2直接进化理论直接进化理论是TRIZ理论一种重要分支，其核心是技术进化过程管理与控制，它重要研究技术在构造上进化趋势，即技术进化定律或进化模式、技术进化路线和技术进化潜能。2.2.1进化模式技术系统进化模式是指技术系统在发展过程中所呈现出复杂进化趋势。随着TRIZ理论发展，进化模式种数也不断变化，进化模式，下面是10种进化模式:进化模式1:进化阶段，技术系统生命周期为出生、生长、成熟、退出。考虑到原有技术系统与新技术系统交替，可描述为六个阶段：系统还没有存在，但浮现重要条件已发现。高档别创新已浮现，但发展很慢。社会结识到新系统价值。初始系统概念资源已用尽。新一代产品开始浮现，并代替原系统。原系统某些应用也许与新系统共同存在。进化模式2:增长抱负化水平。每一种系统完毕功能在产生有用效应同步都会不可避免地产生有害效应。系统改进大体方向就是提高系统抱负化限度，可以通过系统改进来增大系统有用功能和减小系统有害功能。例如第一台计算机质量为数吨，需占用一大房间，但的确具备计算功能。当前便携式计算机质量及体积都很小，且具备文字解决、数学计算、通信、绘图、播放多媒体等功能。进化模式3:增长资源包括量。进化模式4:系统零部件非均衡发展。不同子系统具备不同生命周期，某些子系统阻碍了系统整体进化。产品进化中常用错误是非核心子系统得到设计人员特别关注。如设计人员努力开发更好地飞机发动机，但对飞机影响最大是其空气动力学系统，因而，设计人员努力对提高飞机性能作用不大。 进化模式5:增长系统动态性和可控性。在系统进化过程中，技术系统总是通过增长动态性和可控性而不断地得到进化。也就是说，系统会增长自身灵活性和可变性以适应不断变化环境和满足各种规定。例如初期汽车是靠发动机速度控制，后是靠手工操纵齿轮变速器控制速度，日后又是自动变速器。进化模式6:提供增长系统复杂性使问题得到简化。技术系统总是一方面趋向于构造复杂化（增长系统元件数量，提高系统功能特性），然后逐渐精简（可以用一种构造稍微简朴系统实现同样功能或者实现更好功能）。把一种系统转换为双系统或多系统就可以实现这些。例如组合音响将AM/FM收音机、磁带机、VCD机、扬声器等集成为一种系统，顾客可依照需要选取自己需要功能。进化模式7:系统元件匹配和不匹配交替浮现。在这种进化模式中，为了改进系统功能并消除负面效应，系统元件可以匹配，也可以不匹配。例如初期轿车采用板簧吸取振动，这种构造式从当时马车上借用。随着轿车进化，板簧与轿车其她某些已不匹配，日后研制出轿车专用减振器。进化模式8:由宏观系统向微观系统进化。即技术系统及其子系统在进化过程中，向着减小它们尺寸方向进化，进化终点意味着元件不存在，需通过场实现其必要功能。例如烹调用灶具开始采用烧木材或烧煤炉子，此后灶具烧天然气，日后浮现了微波炉及电磁炉。进化模式9:增长场使用。场应用是微观级最高档别，场是无形，产生场作用物可以远离系统，虽为系统一某些但可以不在系统实体构成需要考虑范畴之内。进化模式10：提高系统自动化限度，减少人介入。目就是但愿系统能代替人类完毕那些单调乏味工作，而让人类去完毕更多富有创造性脑力工作。例如最出洗衣服用搓板，此后浮现了单杠、双杠洗衣机，日后又浮现了全自动洗衣机。这十种模式导致产品不同进化路线，每种进化模式均有多条进化路线。2.2.2进化路线每条产品进化路线是从构造进化特点描述产品核心技术所处状态序列。进化路线指出了产品构造进化状态序列，其实质是产品如何从一种核心技术移动到另一新核心技术，新旧核心技术所完毕基本功能相似，但新技术性能极限提高或成本减少。即产品沿进化路线进化过程是新旧核心技术更替过程。基于当前产品核心技术所处状态，按照进化路线，通过设计，可使其移动到新状态。核心技术通过产品特定构造实现，产品进化过程实质是产品构造进化刚性系统一种铰链多铰链弹性体液体气体刚性系统一种铰链多铰链弹性体液体气体场单镜头双镜头多镜头弹性镜头液体镜头气体镜头场控镜头本机构当前所处状态新状态图2-3“增长动态性和可控性”中进化路线进化模式1进化模式2进化模式1进化模式2进化模式…进化模式n问题进化路线1-1进化路线…进化路线1-m进化路线n-1进化路线…进化路线n-m状态1状态3状态…状态2状态p当前状态最高状态图2-4搜索具备进化潜力进化路线应用进化模式和进化路线过程为：依照已有产品构造特点选取一种或几种进化模式，然后从每种模式中选取一种或几种进化路线，从进化路线中拟定新核心技术也许构造状态。2.2.3进化潜能系统进化潜能系统已进化路线系统进化潜能系统已进化路线图2-5技术系统进化潜能图由于直接进化进化潜能图将进化极限定义为TRIZ预测产品能达到最后进化路线，即进化潜能图是一种封闭多边形图，这显然与技术不断进步不符。因此，应从发展观点研究技术系统进化潜能。3基于DE仿生抓夹式夹具创新设计3.1夹具机械制造机械加工、焊接、热解决、检查、装配等工艺过程中，为了安装加工工件，使之占有对的位置，以保证零件和产品质量，并提高生产效率，所采用工艺装备称为夹具。3.1.1夹具分类机床夹具可以按不同方式进行分类。1）按通用化限度分类①通用夹具通用夹具是指已经原则化，在一定范畴内可用于加工不同工件夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上平口钳、分度头和回转工作台等。此类夹具普通由专业工厂生产，常作为机床附件提供应顾客。采用此类夹具可以缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而减少生产成本。其缺陷是夹具加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂工件，故合用于单件小批量生产。②专用夹具专用夹具是针对某一工件某一工序加工规定而专门设计和制造设夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大生产中，惯用各种专用夹具，可获得较高生产率和加工精度。专用夹具设计制造周期较长，随着当代多品种，中、小批生产发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生诸多问题。③成组夹具合用于一组零件夹具，普通都是同类零件，通过调节（如更换、增长某些元件）可用来定位，夹紧一组零件。④组合夹具由许多原则件组合而成，可依照零件加工工序需求拼装，用完后再拆卸，可用于单件、小批生产。⑤随行夹具用于自动线上，工件安装在随行夹具上，随行夹具由运送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上进行定位夹紧。2）按使用机床类型分类可分为车床夹具、磨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、铣床夹具等。3）按动力源分类可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自紧夹具等。4）按用途分类可分为机床夹具、装配夹具、检查夹具、抓夹夹具等。3.1.2夹具作用夹具在零件加工过程中作用重要有如下5点：（1）保证加工精度。用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其她生产条件依赖性，故在精密加工中广泛地使用夹具。此外，它还是全面质量管理一种重要环节。（2）提高生产率。用夹具来定位、夹紧工件，就避免了手工操作用划线等办法来定位工件，缩短了安装工件时间。（3）减少生产成本。在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率提高和容许使用技术级别较低人工操作，故可明显地减少生产成本。（4）改进工人劳动条件。用夹具装夹工件以便、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人劳动强度，保证安全生产。（5）扩大机床工艺范畴。在机床上安装某些夹具可以扩大其工艺范畴。如在车床上加上三爪卡盘，加工短轴类、套类零件等要方面诸多。有些夹具对保证发挥机床基本性能作用是很大，如在牛头刨床上没有虎钳是很难进行加工。3.1.3夹具构成普通夹具是由下列几某些构成：（1）定位元件。定位元件是夹具重要功能元件之一，它作用是使工件在夹具中占据对的位置。普通，当工件定位基准面形状拟定后，定位元件构造也就基本上拟定了。（2）夹紧装置。将工件夹紧，以保证在加工时保持所限制自由度。依照动力源不同，可分为手动、气动、液压和电动等夹紧装置。普通，夹紧装置构造会影响夹具复杂限度和性能。它构造类型诸多，设计时应注意选取。（3）导向元件和对刀装置。用来保证刀具相对于夹具位置，对于钻头、扩孔钻、铰刀、镗刀等孔加工刀具用导向元件，对于铣刀、刨刀等用对刀装置。（4）连接元件。依照机床工作特点，夹具在机床上安装连接常有两种形式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上。连接元件用以拟定夹具自身在机床上位置。（5）夹详细。夹详细是夹具基本骨架。定位元件、夹紧装置、导向元件、对刀装置、导向元件、对刀装置、连接元件等都装在它上面，因而夹详细普通比较复杂，它保证了各元件之间相对位置。惯用夹详细为锻造构造、锻造构造、焊接构造，形状有回转体形和底座形等各种。（6）其她元件及装置。依照加工需要，有些夹具还会采用分度装置、靠模装置、上下料装置、工业机器人、顶出器和平衡块等，这些元件或装置也需要专门设计。夹紧装置连接元件夹紧装置连接元件导向元件对刀装置定位元件夹详细辅助工具其她机床工件刀具图3-1机床夹具和机床、刀具、工件之间关系3.1.4夹具现状及发展方向夹具最早出当前18世纪后期，随着科学技术不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全工艺装备。（1）夹具现状国际生产研究协会登记表白，当前中、小批多品种生产工件品种已占工件种类总数85%左右。当代生产规定公司所制造产品品种经常更新换代，以适应市场需求与竞争。然而，普通公司都仍习惯于大量采用老式专用夹具，普通在具备中档生产能力工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产公司中，每隔3～4年就要更新50～80%左右专用夹具，而夹具实际磨损量仅为10~20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术应用，对机床夹具提出了如下新规定：①能迅速而以便地装备新产品投产，以缩短生产准备周期，减少生产成本；②能装夹一组具备相似性特性工件；③能合用于精密加工高精度机床夹具；④能合用于各种当代化制造技术新型机床夹具；⑤采用以液压站等为动力源高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；⑥提高机床夹具原则化限度。 （2）夹具发展方向当代机床夹具发展方向重要体现为原则化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。①原则化。机床夹具原则化与通用化是互相联系两个方面。当前国内已有夹具零件及部件国标：GB/T2148～T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具原则等。机床夹具原则化，有助于夹具商品化生产，有助于缩短生产准备周期，减少生产总成本。②精密化。随着机械产品精度日益提高，势必相应提高了对夹具精度规定。精密化夹具构造类型诸多，例如用于精密分度多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。③高效化。高效化夹具重要用来减少工件加工基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人劳动强度。常用高效化夹具备自动化夹具、高速化夹具和具备夹紧力装置夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在实验转速为9000r/min条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。当前，除了在生产流水线、自动线配备相应高效、自动化夹具外，在数控机床上，特别在加工中心上浮现了各种自动装夹工件夹具以及自动更换夹具装置，充分发挥了数控机床效率。④柔性化。机床夹具柔性化与机床柔性化相似，它是指机床夹具通过调节、组合等方式，以适应工艺可变因素能力。工艺可变因素重要有：工序特性、生产批量、工件形状和尺寸等。具备柔性化特性新型夹具种类重要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应当代机械工业多品种、中小批量生产需要，扩大夹具柔性化限度，变化专用夹具不可拆构造为可拆构造，发展可调夹具构造，将是当前夹具发展重要方向。3.2柔性夹具普通说来，柔性夹具是指工件形状和尺寸有一定变化后，夹具还能适应继续使用应变能力。但是工件变化可以在小范畴，即在相似形状和和尺寸变动不大范畴内，也可在大范畴，即零件形状完全不同，尺寸变化很大。因此，柔性夹具还是含糊，没有明拟定义和界限。笼统说，就是指与NC机床、加工中心配合使用、具备夹持各种不同工件能力夹具。3.2.1柔性夹具分类柔性夹具是指用同一夹具系统，完毕各种形状尺寸各异工件装夹装备。或者说，柔性夹具就是指与NC机床、加工中心配合使用，具备加工各种不同工件夹具。柔性夹具重要类见表1。表1柔性夹具分类表分类柔性工作原理种类重要优缺陷组合夹具原则元件机械装配孔系、槽系应用较广，特别是孔系组合夹具因刚度好而应用于数控加工中心可调节夹具在通用或者专用夹具基本上更换元件和调节元件位置通用、成组通用范畴大，适应性广，加工对象不太固定，普通在多品种、小批量中应用广泛模块化程序控制式夹具用伺服控制机构双转台回转式构造复杂，成本偏高，柔性有限适应性夹具将定位元件或者夹紧元件分解成更小元素以适应工件持续变化涡轮叶片式弯曲场轴式适应范畴小相变材料夹具材料物理性质（相态、压强）变化真相变材料夹具、伪变相材料流态床夹具工件加工精度受到相变条件仿生抓夹式夹具形状记忆合金机器人终端器夹具成本较高3.2.2仿生抓夹式夹具依照柔性夹具分类可知，仿生抓夹式夹具是由柔性夹具发展得到。它涉及了构造柔性，材料柔性等。例如说它材料柔性，它材料可为形状记忆合金。形状记忆合金是近几十年发展起来一种新型功能材料，它是运用应力和温度诱发相变机理来实现形状记忆功能一类材料。其特点是：将已在高温下定形形状记忆合金置于低温或常温下使其变形，当环境温度升高到临界温度时，合金变形消失并可回答到定型时原始状态。仿生抓夹式夹具是仿照生物特点来设计和制造出来，如生物构造、形态、表面肌理、功能等。重要是仿照生物夹持能力。如下图3-2，仿照蜘蛛多爪抓夹夹具。仿生抓夹式夹具重要用来抓夹物体，普通用在机器人或机械装置终端。图3-2多抓仿生抓夹夹具3.3仿生抓夹式夹具进化预测3.3.1进化路线分析通过对仿生抓夹式夹具技术分析，咱们将从如下几条进化路线对仿生抓夹式夹具技术进行分析，分别为增长反馈可控性、增长动态化路线、减少人为干预路线。（1）增长反馈可控性直接控制增长反馈增长媒介控制智能反馈机械控制液压控制直接控制增长反馈增长媒介控制智能反馈机械控制液压控制增长传感器智能控制当前状态新状态图3-3仿生抓夹式夹具反馈可控性路线通过对仿生抓夹式夹具技术发展分析，得出仿生抓夹式夹具反馈可控性路线，如图3-3所示。最初仿生抓夹式夹具制造简朴，由工人手动夹紧，操作简朴，属于机械控制，如下图3-4所示，为一种简朴机械控制仿生抓夹式夹具。机械控制是最基本一种控制，它是运用机械设备自身关于部件实现控制，但是工作效率低，精度也低。图3-4机械控制图3-5液压控制随着仿生抓夹夹具发展，先后浮现了液压和气压控制，大多数使用液压控制。液压控制是仿生抓夹式夹具一种重要控制方式。仿生抓夹式夹具夹持元件运动速度和操作是依照油流量与压力来拟定，因而只要控制油流量与压力，就可以控制夹持元件运动速度和夹持力。如图3-5所示，就是液压工作原理。这样改进之后，工作效率有很大提高，且比较稳定，减少了人力加入。当前在工业生产中，好多精密零件加工需要精准装夹，而普通控制已经无法满足。因此就浮现了增长反馈仿生抓夹式夹具，在夹具中加入了反馈元件（传感器），普通为压力传感器，它能迅速、及时、精确反映出夹持力大小，以便及时调节。这样就大大提高了工件装夹精度。随着产品规定越来越高，工件加工精度越高，装夹精度也就越高。这就使人们想到了智能化，如具备高度“触觉”和“视觉”等，且能高速精确自动控制夹具，及时调节夹持力。当前仿生抓夹式夹具在这方面技术不成熟，应用领域和范畴都非常小。因此，仿生抓夹式夹具智能控制尚有很大研究空间上面分析可以看出，仿生抓夹式夹具基本上还在增长反馈阶段，在反馈可控性路线上有一定发展潜力，可向智能反馈方向发展。（2）增长动态化仿生抓夹式夹具可以按照进化模式5，即“增长动态性及可控性模式”来进行预测分析。通过它来拟定寻找新代替技术也许方向，咱们从增长动态化这条路线分析，这条路线可分为6个阶段，如图3-6所示。刚性体单铰链刚性体单铰链多铰链弹性体分子构造场当前状态新状态图3-6增长动态化路线为了改进上面某些局限性，就浮现了单铰链爪子，它就可以夹持某些稍微复杂或不规则工件了。随着工业发展，需要制造精度也越来越高，因此对仿生抓夹式夹具规定也就越高了，更加朝着柔性化发展。接着就浮现了多铰链夹爪，使得它更加柔性化，就如多指关节机械手，如图3-7所示。图3-7多关节机械手仿生抓夹式夹具技术正经历着向更加柔性变化，电磁能和热能等场在仿生抓夹式夹具设计中应用还相对简朴，应用也比较少，依然有诸多值得探讨地方，具备非常辽阔空间。因此，仿生抓夹式夹具在增长动态性这条路线上尚有很大进化潜力，这无疑也是非常令人期待一种新突破。(3)减少人为干预手工操作机械化智能化手工夹紧人工装夹工件液压、气压夹紧手工操作机械化智能化手工夹紧人工装夹工件液压、气压夹紧自动调节夹持力机构自锁图3-8减少人为干预进化路线最开始仿生抓夹式夹具是非常简易，所有由人工夹紧操作。工作效率很低，人工作量大，且不够稳定，不安全。为了减少人工作量，仿生抓夹式夹具机械化，有机械驱动夹紧，液压驱动夹紧、气压驱动夹紧、电气驱动夹紧，如图3-9就是一种液压抓具简图。这样改进之后，工作比较可靠，工作效率高，而成本不高，人们可以去完毕更具备创造性工作了。油缸图3-9液压抓夹夹具简图油缸如何提高技术系统功能效益，用来实现那些枯燥功能，这就需要往智能化方面发展了。当前，智能化在仿生抓夹式夹具中应用还比较小。例如如何自动调节夹持力大小、智能定位、智能测量工件尺寸等。因此，仿生抓敬夹式夹具技术在这方面还是有很大发展空间。3.3.2预测结论通过对增长反馈性路线、增长动态化路线和减少人为干预路线这三条路线进化分析。得出仿生抓夹式夹具方向可以归结为两点：1）智能化。例如使夹具智能定位，自动测量，自动调节夹持力等。这就需要自动化和电方面知识了。可以在夹具中加入传感器、控制器等。2）构造柔性化。即仿生抓夹式夹具更加动态化，使夹具可自适应性更强。犹如一夹具可以夹持不同形状，不同尺寸工件。而当前仿生抓夹式夹具如要做到这点，则必要换不同夹持元件。这里，我将从第二个方面——构造柔性化，来对仿生抓夹式夹具进行创新设计。3.4仿生抓夹式夹具创新设计通过上节对仿生抓夹式夹具技术进化预测分析，咱们应用TRIZ理论对仿生抓夹式夹具存在问题加以分析，提出可行解决方案。（1）问题描述①老式抓夹式夹具不适合夹持尺寸不一工件，适应性和通用性差。这是由于夹持部位（爪子）大小是固定，因此尺寸小仿生抓夹式夹具，不适合夹大尺寸工件，反之亦然。②如果夹持不同尺寸工件需要不同仿生抓夹式夹具话，那么就需要诸多套爪子，系统非常复杂，成本高，管理不便，操作也不便。总之，矛盾集中体现仿生抓夹式夹具适应性及多用性与其系统复杂性这两个工程参数之间。（2）问题分析要解决这个问题，涉及两个工程参数：欲改进参数：适应性及多用性（No.35）负面影响参数：系统复杂性（No.36）由冲突矩阵表查出创造原理，如表2所示。由冲突矩阵查出推荐创造原理：No.15——动态特性原理。调节物体或环境性能，使其在工作各个阶段都达到最优状态；分割物体，使其各某些可以变化相对位置；如果一种物体整体是静止，使之移动或可动。No.28——机械系统代替原理。用光学系统、声学系统、电磁学系统或影响人类感觉系统，代替机械系统；使用与物体互相作用电场、磁场、电磁场；用运动场代替恒定场，构造化场代替非构造化场；把场与场作用和铁磁粒子组合使用。No.29——气动与液压构造原理。将物体固体某些，用气体或流体代替，将气体或液体用于膨胀或减振。No.37——热膨胀原理。运用材料热膨胀或热收缩；组合使用不同热膨胀系数几种材料。表2冲突矩阵恶化改进特性特性No.1 ……No.36系统复杂性……No.39No.1…No.35适应性及多用性15，2937，28…No.39综合分析以上4条创造原理，其中29号气动与液压构造原理和37号热膨胀原理对该问题意义不大。再来看看此外两个原理：No.15号动态特性原理和No.28号机械系统代替原理。原理15——动态性。可以将仿生抓夹式夹具爪子变得更加柔性化，如果爪子可以随着工件尺寸大小变化而变长变短，就解决了问题。原理28——机械系统代替原理。可以以另一种系统来代替爪子机械系统，如电磁场，也可以解决问题。（3）解决方案1）方案一：应用15号动态化原理一方面，咱们将爪子改为多铰链或弹性体，如图3-10所示，就是将刚性体改为多铰链。这样可以使夹具更加适应工件形状，使夹持更加稳定。图3-10多铰链元件图3-11伸缩元件如果要使夹具可以夹持不同尺寸工件，就得变化爪子长短。因此咱们可以把爪子设计成伸缩或折叠形，又由于折叠占用空间，而伸缩性不但占用空间小，且在不使用时，还起到保护作用，不受外界污染。如图3-11所示，就是一种伸缩形元件。最后，咱们将仿生抓夹式爪子做成可伸缩多铰链形式。如图3-12所示。图3-12可伸缩多铰链抓夹式夹具2）方案二：应用28号机械系统代替原理仿生抓夹式夹具重要是通过爪子机械运动来夹持工件，而能夹持工件大小决定于爪子形状及大小。通过机械系统代替原理咱们可以通过机械系统改为磁场系统。可以设计带有吸附作用元件，就犹如壁虎爬墙，如图3-13所示。或者直接将爪子去掉，改为吸盘式，这样就可以解决问题了。图3-13吸附式爪子比较方案一和方案二，它们各有优缺陷：伸缩性抓夹夹具可以在不用时可以收起来，占用空间小，且稳定性比较高，但制造精度要高，来保证嵌套紧密型；吸附式夹具，制造简朴，合用性广。结论技术系统进化路线和进化潜能研究对产品创新设计具备重要懂得作用。本文通过对仿生抓夹式夹具技术发展状况分析，归纳和总结了仿生抓夹式夹具技术进化路线，通过对这些进化路线详细分析，对对仿生抓夹式夹具做出技术进化预测。得出仿生抓夹式夹具技术在动态化路线、减少人为干预路线、反馈可控性路线上尚有很大发展空间。通过对仿生抓夹式夹具进化预测分析，以及对仿生抓夹式夹具技术当前遇到问题进行分析。咱们应用TRIZ创造问题解决理论冲突原理对仿生抓夹夹具做出创新设计。TRIZ理论是个有效产品创新工具，本文对当前仿生抓夹式夹具当前存在问题进行分析基本上，运用TRIZ理论，构冲突，用39个工程参数中2个描述该冲突，即No.35适应性及多用性与No.36系统复杂性冲突。由冲突矩阵拟定可用创造原理——15号动态化原理和28号机械系统代替原理，由创造原理所提供思路与线索，对仿生抓夹式夹具进行TRIZ分析，得出解决方案。设计出可伸缩柔性仿生抓夹式夹具和吸附式仿生抓夹式家具，它们不但可以抓夹不同尺寸工件，并且制造简朴，占用空间小，成本低。参照文献[1]于帆，陈嬿.仿生造型设计.华中科技大学出版社.，11.[2]Hamel，G.，LeadingtheRevolution.Bosten:HarvardBusinessSchoolPress,.[3]赵敏，史晓凌，段海波.TRIZ入门及实践.科学出版社.，3.[4]李海清，张明勤，韩立芳，石海龙，臧德江.基于TRIZ直接进化理论塔机进展预测研究.山东建筑大学学报.，6.[5]张付英，徐燕申，王平.基于TRIZ直接进化理论切削技术进展.南京航空航天大学学报，11.[6]DarrellM.Hands-onsystematicinnovation[M].Belgium:CREAXPress，.[7]吴拓.当代机床夹具典型构造图册.化学工业出版社.，4.[8]吴拓.当代机床夹具设计.化学工业出版社.，9.[9]王亮申，孙峰华等.TRIZ创新理论与应用原理.，2.[10]栗启鑫，郑冬喜.数控加工中机用虎钳改造.《科技传播》.，2.[11]天津工程师范学院.本科生先进毕业生设计（论文）汇编.天津工程师范学院教务处..[12]刘宏，姜力.仿人多手指机灵手及其操作控制.科学出版社.，3.[13]王仲民.机械控制工程基本.国防工业出版社.，3.[14]KaleviRantanen，EllenDomb.SimplifiedTRIZ—NewProblemSolvingAppplicationsforEngineersandManufacturingProfessionals..[15]徐起贺，任中普，戚新波.TRIZ创新理论实用指南.北京理工大学出版社.，12.[16]蒯苏苏，马履中.TRIZ理论机械创新设计工程训练教程.北京大学出版社.，6.[17]沈萌红.TRIZ理论及机械创新实践.机械工业出版社.，4.[18]王晶.第三届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品集.高等教诲出版社.，12.[19]黄纯颖等.机械创新设计.高等教诲出版社.，4.[20]AltshullerG.TheInnovationAlgorithm，TRIZ，SystematicInnovationandTechnicalCreativity[R].Worcester:TechnicalInnovationCenter，1999.[21]陈旭东.机床夹具设计.清华大学出版社，，9.[22]FeyVR，RivinEI.Guidedtechnologyevolution(TRIZtechnologyforecasting)[DB/OL]，1999[23]丁俊武，韩玉启，周梅，等.TRIZ技术系统演化理论及其应用研究.科学学与科学技术管理，.[24]冯之敬.机械制造工程原理.清华大学出版社，，10.[25]颜惠庚，李耀中主编.TRIZ创新办法丛书——技术创新办法入门—TRIZ基本.化学工业出版社，.[26]曹岩，白瑀.机床夹具手册与三维图库.化学工业出版社，.[27]DarrellM.Evolutionary-potentialintechnicalandbusinesssystems[EB/OL]./archives//06/index.htm，.[28]ClarkeDW.Strategicallyevolvingthefuture：directedevolutionandtechnologicalsystemsdevelopment[M].Michigan：IdeationInternational.INC，.[29]王辉，融亦鸣，朱耀祥，刘贵宝.夹具技术过去_当前和将来瞻望_夹具技术创新刍议.清华大学精密仪器与机械学系，.[30]蔡瑾，段国林，李翠玉，李德红.夹具设计技术发展综述.河北工业大学学报，:35-40.[31]黄庆.周贤永，杨智懿.TRIZ技术进化理论及其应用研究述评与展望.西南交通大学，，4.[32]王昕，杨君顺.基于TRI进化理论在产品预测中应用.陕西科技大学，，11:120-122.[33]刘璇，周细文.夹具概念设计工件方位分析.北京工商大学.，6:65-67.[34]贾建华，范建蓓.柔性夹具在当代制造业中应用于展望.浙江机电职业技术学院，:53-55.[35]李延平，张喜群，王耀武，梁齐.新一代夹具发展与应用.齐齐哈尔北方机器有限公司.:43-45.[36]MarieJonsson﹒GilbertOssbahr.Aspectsofreconfigurableandflexiblefixtures.GemanAcademicSocietyforproductionEngineering，.[37]刘保臣，谭光宇，融亦鸣，朱耀祥，郭卫华，宋龙.计算机辅助柔性夹具编码系统研究.《机械工程师》，.附录1技术冲突和创造原理表表一39个通用工程参数描述冲突序号名称序号名称1运动物体质量21功率2静止物体质量22能量损失3运动物体长度23物质损失4静止物体长度24信息损失5运动物体面积25时间损失6静止物体面积26物质或事物数量7运动物体体积27可靠性8静止物体体积28测试精度9速度29制造精度10力30物体外部有害因素作用敏感性11应力或压力31 物体产生有害因素12形状32可制造性13构造稳定性33可操作性14强度34可维修性15运动物体作用时间35适应性及多用性16静止物体作用时间36装置复杂性17温度37监控与测试困难限度18光照度38自动化限度19运动物体能量39生产率20静止物体能量表二40个冲突原理序号名称序号名称1分割21紧急行动2分离22变有害为有益3局部质量23反馈4不对称24中介物5合并25自服务6多用性26复制7套装27低成本、不耐用物体代替昂贵、耐用物体8质量补偿28机械系统代替9预加反作用29气动或液压构造10预操作30柔性壳体或薄膜11预补偿31多孔材料12等势性32变化颜色13反向33同质性14曲面化34抛弃与修复15动态化35参数变化16未达到或超过作用36状态变化17维数变化37热膨胀18振动38加速氧化性19周期性作用39惰性材料20有效作用和持续性40复合材料附录2英文资料及翻译ApplicationanddevelopmentOfcasebasedreasoninginfixturedesignAbstract：Basedonthecasebaseddesigning(CBD)methodology，thefixturesimilarityisintworespects：thefunctionandthestructureinformation.Then，thecomputeraidedfixturedesignsystemiscreatedoncasebasedreasoning(CBR)，inwhichtheattributesofthemainfeaturesofworkpieceandstructureoffixtureascaseindexcodearedesignedfortheretrieveofthesimilarcases，andthestructureandhierarchicalrelationofcaselibraryaresetupforstore.Meanwhile，thealgorithmbasedontheknowledgeguidedintheretrieveofthesimilarcases，thestrategyofcaseadaptationandcasestorageinwhichthecaseidentifcationnumberisusedtodistinguishfromsimilarcasesarepresented.Theapplicationofthesysteminsomeprojectsimprovesthedesignefficiencyandgetsagoodresult.Keywords：casebasedreasoning;fixturedesign；computeraideddesign(CAD)Fixturesaredevicesthatserveasthepurposeofholdingtheworkpiecesecurelyandaccurately，andmaintainingaconsistentrelationshipwithrespecttothetoolswhilemachining.Becausethefixturestructuredependsonthefeatureoftheproductandthestatusoftheprocessplanningintheenterprise，itsdesignisthebottleneckduringmanufacturing，whichrestrainstoimprovetheefficiencyandleadtime.Andfixturedesignisacomplicatedprocess，basedonexperiencethatneedscomprehensivequalitativeknowledgeaboutanumberofdesignissuesincludingworkpiececonfiguration，manufacturingprocessesinvolved，andmachiningenvironment.ThisisalsoaverytimeconsumingworkwhenusingtraditionalCADtools(suchasUnigraphics，CATIAorPro/E)，whicharegoodatperformingdetaileddesigntasks，butprovidefewbenefitsfortakingadvantageofthepreviousdesignexperienceandresources，whicharepreciselythekeyfactorsinimprovingtheefficiency.Themethodologyofcasebasedreasoning(CBR)adaptsthesolutionofapreviouslysolvedcasetobuildasolutionforanewproblemwiththefollowingfoursteps：retrieve，reuse，revise，andretain[1].Thisisamoreusefulmethodthantheuseofanexpertsystemtosimulatehumanthoughtbecauseproposingasimilarcaseandapplyingafewmodificationsseemstobeselfexplanatoryandmoreintuitivetohumans.Sovariouscasebaseddesignsupporttoolshavebeendevelopedfornumerousareas[2-4]，suchasininjectionmoldinganddesign，architecturaldesign，diecastingdiedesign，processplanning，andalsoinfixturedesign.Sunusedsixdigitalstocomposetheindexcodethatincludedworkpieceshape，machineportion，bushing，the1stlocatingdevice，the2ndlocatingdeviceandclampingdevice[5].Butthesystemcannotbeusedforotherfixturetypesexceptfordrillfixtures，andcannotsolvetheproblemofstorageofthesameindexcodethatneedstoberetained，whichisveryimportantinCBR[6].1ConstructionofaCaseIndexandCaseLibrary1.1CaseindexThecaseindexshouldbecomposedofallfeaturesoftheworkpiece，whicharedistinguishedfromdifferentfixtures.Usingallofthemwouldmaketheoperationinconvenient.Becausetheformsofthepartsarediverse，andthetechnologyrequirementsofmanufactureintheenterprisealsodevelopcontinuously，lotsoffeaturesusedasthecaseindexwillmakethesearchrateslow，andthemainfeatureunimportant，forthereasonthattherelativeweightwhichisallottedtoeveryfeaturemustdiminish.Andontheotherhand，itishardtoincludeallthefeaturesinthecaseindex.Therefore，consideringthepracticalityandthedemandofrapiddesign，thecaseindexincludesboththemajorfeatureoftheworkpieceandthestructureoffixture.Thecaseindexcodeismadeupof16digits：13digitsforcasefeaturesand3digitsforcaseidentificationnumber.Thefirst13digitsrepresent13features.Eachdigitiscorrespondingtoanattributeofthefeature，whichmaybeoneof“*”，“？”，“1”，“2”，…，“A”，“B”，…，“Z”，…，etc.Inwhich，“*”meansanyone，“?”uncertain，“0”nothing.Thesystemrules：fixturetype，workpieceshape，locatingmodelcannotbe“*”or“?”.Whenthesystemisdesigned，theattributeinformationofthethreeitemsdoesnothavetheseoptions，whichmeansthecertainattributemustbeselected.Thelastthreedigitsarethecaseidentificationnumber，whichmeansthe13digitsofthecasefeaturearethesame，andthenumberofthesethreedigitsisusedfordistinguishingthem.Thesystemalsorules：“000”isaprototypecase，whichisusedforretrieval，andothercasesare“001”，“002”，…，whichareusedforreferencecasestobesearchedbydesigners.Ifoccasionallyoneofthemneedstobechangedastheprototypecase，firstitmustberequiredtoapplytochangetheoneto“000”，andtheformerischangedtoreferentialcaseautomatically.TheconstructionofthecaseindexcodeisshowninFig.1.1.2CaselibraryThecaselibraryconsistsoflotsofpredefinedcases.Caserepresentationisoneofthemostimportantissuesincasebasedreasoning.Socompoundingwiththeindexcode，.1.3HierarchicalformofCaseThestructuresimilarityofthefixtureisrepresentedasthewholefixturesimilarity，componentssimilarityandcomponentsimilarity.Sothewholefixturecaselibrary，componentscaselibrary，componentcaselibraryoffixtureareformedcorrespondingly.Usuallydesigninformationofthewholefixtureiscomposedofworkpieceinformationandworkpieceprocedureinformation，whichrepresentthefixturesatisfyingthespecificallydesigningfunctiondemand.Thewholefixturecaseismadeupoffunctioncomponents，whicharedescribedbythefunctioncomponents’namesandnumbers.Thecomponentscaserepresentsthemembers.(functioncomponentandotherstructurecomponents，maindrivenparameter，thenumber，andtheirconstrainrelations.)Thecomponentcase(thelowestlayerofthefixture)isthestructureoffunctioncomponentandothercomponents.Inthemodernfixturedesigntherearelotsofparametricstandardpartsandcommonnonstandardparts.Sothecomponentcaselibraryshouldrecordthespecificationparameterandthewayinwhichitkeepsthem.2StrategyofCaseRetrievalInthecasebaseddesignoffixtures，themostimportantthingistheretrievalofthesimilarity，whichcanhelptoobtainthemostsimilarcase，andtocutdownthetimeofadaptation.Accordingtotherequirementoffixturedesign，thestrategyofcaseretrievalcombinesthewayofthenearestneighborandknowledgeguided.Thatis，firstsearchondepth，thenonbreadth；theknowledgeguidedstrategymeanstosearchontheknowledgerulefromroottotheobject，whichisfirstlysearchedbythefixturetype，thenbytheshapeoftheworkpiece，thirdlybythelocatingmethod.Forexample，ifthecaseindexcodeincludesthemillingfixtureoffixturetype，thesearchisjustforallmillingfixtures，thenforboxofworkpieceshape，thethirdfor1plane+2pineoflocatingmethod.Ifthereisnomatchofit，thenthesearchstopsondepth，andreturnstotheupperlayer，andretrievesalltherelativecasesonbreadth.Retrievalalgorithms:1)Accordingtothecaseindexinformationoffixturecaselibrary，searchtherelevantcaselibrary;2)Matchthecaseindexcodewiththecodeofeachcaseofthecaselibrary，andcalculatethevalueofthesimilaritymeasure;3)Sorttheorderofsimilaritymeasure，thebiggestvalue，whichisthemostanalogicalcase.Similaritybetweentwocasesisbasedonthesimilaritybetweenthetwocases.features.Thecalculationofsimilaritymeasuredependsonthetypeofthefeature.Thevalueofsimilaritycanbecalculatedfornumericalvalues，forexample，compareWorkpiecewiththeweightof50kgand20kg.Thevaluecanalsobecalculatedbetweennonnumericalvalues，forexample，nowthefirst13digitsindexcodeisallnonnumericalvalues.Thesimilaritymeasureofafixtureiscalculatedasfollows:whereSisthesimilaritymeasureofcurrentfixture，nisthenumberoftheindexfeature，istheweightofeachfeature，isthesimilaritymeasureoftheattributeofthei2thfeaturewiththeattributeofrelativefeatureofthej-thcaseinthecaselibrary.Atth