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组合夹具设计是产品制造工装准备的主要环节,组合夹具设计速度的快慢、质量的好坏直接影响到整个产品的交货期和质量.随着产品向多品种、多规格、小批量、柔性化的方向发展,在三维环境下快速的设计组合夹具已成为研究热点.该课题结合航天部211厂课题"计算机辅助夹具设计系统"的实际,对三维环境下的组合夹具装配技术进行了研究,并在Pro/E下进行了二次开发,实现了大部分加快组合夹具设计速度的功能模块.该文系统地研究了组合夹具组装理论以及Toolkit的基本理论,包括组合夹具的理论基础,元件库的建立及特征匹配技术研究,Toolkit的基本模块研究;研究了装配仿真的基本原理和关键技术,分析装配关系,定义装配顺序;研究了三维环境下零件的空间定位,实现了装配体下根据零件空间起点,终点位置矩阵推导出了其转移矩阵计算公式,求出了绕三坐标轴的旋转角度和平移量,并将其应用在动画开发上.该文建立了组合夹具元件库;建立了Pro/E下二次开发的系统框架;编写了接口类函数;在Pro/E下开发了插入标准件模块、参数化模块、装配动画仿真模块,以及辅助应用程序模块,包括操作轨迹文件功能、设置配置文件功能、测量功能、组装文档生成功能.提出了开发轨迹文件的重要意义,并应用空间定位理论实现了人机交互的动画模块.利用Html Workhelp软件开发了组合夹具的电子手册.介绍了用射线法和投影法进行干涉检测.最后建立了系统总体框架,采用SQL Server设计了组合夹具元件库和结果库.采用VC开发了系统部分总界面.该设计通过对Pro/E的二次开发,使得组合夹具可以在三维软件Pro/E下进行快速设计,改变了传统的二维设计方式;同时将工件信息、机床及刀具信息、结构方案、装配结果等信息保存在计算机的数据库中,使设计结果便于整理和总结,有助于提高组装技术和企业的信息化,使企业适应现代化生产,有比较重要的现实应用意义.同时文中关于Pro/E二次开发的技术对于其他领域的应用也有一定的参考价值.