组合机床总体方案CAD系统的设计与实现.pdf

年第 卷月第 期河 北 工 业 大 学 学 报、组 合 机 床总 体 方 案 系 统 的 设 计 与实现张满 囤 曹新 国 林建 平河 北工 业大学 机械 学院 研究所 天津摘 要 以 组 合机 床 的 总 体 方 案 设 计 为 对 象 , 基 于 川 什 和 。 以环 境 , 编制 了 一 套 参 数 绘 图 的 系统 软 件 , 成 功 地实现 了 提 高组合机床 设 计 质量 , 缩 短 设 计周期 的 目 标 , 介 绍 了 组 合 机床 采 用 技 术 的 可能 性 和 必 要 性 , 系 统的 结 构 框 架 , 程 序 设 计 中 的 两 个 关 健 问 题 , 程 序 设 计 的 特 点 及 可 靠 性关 键 词 组 合 机床 , 总 体 方 案 , 系 统 , 口 随 叩中 图 法 分 类 号 玛引 言组合 机 床 是按 系 列 化 、 标准化设 计 的 通 用部 件 和 按 被 加 工 零 件 的形 状 及 加 工工 艺 要 求设计 的专用部 件 组 成 的 专 用 机 床 组 合机 床 由 一 的 通用 零 、 部 件 组 成 , 大多数零 、 部件 是 同 类 的 通 用 部件 , 组 合 机 床 三 化 标准化 、 通用 化 、 系 列 化 水平 高组 合 机床 是 高效 自 动 化 设备 , 它 在 国民经 济中 占 有 较 重要 的地位 尤 其 是 汽车 、 拖 拉 机 、 军 工 等大批量 生 产 的 行 业 , 正 面 临 着产 品 的更 新 换代 和 企 业改造 任 务 , 这些 行业 又 都 是组合 机床 及 自动 线 的主 要 用 户 , 它们 需 要 组 合 机床 及 自动 线 的 数 量 较大 组合 机 床 设计 是 一 次性设计 , 它根据 用 户 提 供的 被加 工 零件 的加 工 特 点 、 精度 和 技术 要 求 、 定 位夹 压 情 况以 及 生 产率 的 要 求等 制 定总 体 方 案 , 然 后 进行技 术 设 计 和工 作设计 换句话 说 , 对 于 千 变 万化 的 被加 工 零 件来 说 , 组 合 机 床 的 “ 组合 ” 是 变化 的 , 没有 产 品定 型 的 过程 , 根据 用 户要求 , 加工一 类 零 件 就要设计 一 台组合 机床 , 因而 迫 切 需 要 采 用 技术 , 以 达 到 缩短 设 计 周 期 , 提高 产 品 质 量 的 目 的系 统 的 结 构 框 架“ 组 合 机 床 总 体 方案 系 统 ” 包 括 工 艺 结 构 方 案 的 制 定 和 三 图 一 卡的绘 制 三图 一 卡 指 机床总 装配图 、 加 工 示 意 图 、 工 序 图 和生 产率 计 算 卡 总体方 案 设 计 是 技 术 设计 和工 作设计 的 前 提 和基础换句 话说 , 只 有在 机床 工 艺 包括选 择加 工 方法 、 确 定 切 削 用量 、 计 算 切 削力等 和 机床 结构 机床配 置形式 、 选 通 用 部件 和 基础部 件 型号及规 格 等 确 定以后 , 才 能 开 展 床身 、 底座 、 多轴箱 、 夹 具 、 电气 控制系统 、 液 压 控 制系 统 、 机床说 明 书 、 精 度 检 验规 程 及 合格说 明 书 等 的技 术 设计 和 工 作 设 计组 合 机床 的 工 艺 、 结构方 案 的 制 定 , 即组合 机床 的 概 念设计阶 段是 本 系 统的主 线 , 是 其它部分设计的依据下 面 的 模 型图 给 出了 该 系 统 输 入 输 出的基 本概 况 , 要 实 现 程 序 设 计 , 必 须对 组合 机 床 设计的过 程进行 模 拟 , 即 把人 工 设计 的思 路 、 方 法 用计 算机 语 言 表 达出 来 , 使机 器 模 仿 人的设 计 其中 的 一 些细节 问 题 , 人 工 可以 很好 处 理而计 算机 不 一 定 处 理得好 , 但 设 计程 序 的最终 目 的还是为 了避 免 重 复劳动 ,提 高效率 , 减 少人为误 差河北 省科委资助项 目收稿 日 期 一 一 张满 囤 男 年 生 硕 士 1994 、 通 用部 件选择模 块 、 加 工 示意图绘制模块 、总 装 图 绘 制 模 块 、 生 产 率 计 算 卡绘制 模块 因 零 件 图 千 差万别 , 用 绘 工 序图 可人 机对 话交 互 绘 出 , 下面 给 出 了 各主 要 模块 的 框 图 关 系 以 钻 削 类 为例 ,见 图信 息 输 入模块需 要输 入 的 信 息机 床 配 制 形 式 立 式 、 卧 式 、 单面 、双面 工 件 材料 、 硬 度 、 类 别 箱体 、回 转 体 、 盘 盖 体 加工 工 序 内 容 、 机床型 号 加 工工 件 孔的孔 数 、 特 征 数 据 库包括孔径 、 孔深 、 是 否 通 孔 、 精度 等级 、 同 类孔 的 个数 加 工工 件 孔的坐 标数据 库 换算 后 的孔坐 标 加 工 方 法 、刀 具 材料 装 料 高 度 、 夹 具 的外 形尺 寸生 产 率 、 前 备 量 、 后 备量 工 件中 心 到工 件 端面 的 距 离 , 最 边缘 主 轴 中 心 、 最上 边 主 轴中 心 到主 轴箱外壁 的 距 离 每个孔 的 切 削 速 度 和 进 给量等通 用 部 件选 择 模块滑台 类 型 、 、 及行程动 力箱 型 号 、 侧 底座 型 号用户提 供 的被加 工 零 件 图、 、机 床 设计 任务 书被 加 工 零件 孔的座标换算表机 床 工 艺结构方案机 床 总 图 , 加工示 盆 图 , 被加 工零 件 工 序 圈 生 产 率 计算卡图 组合 机床 总 体 方 案 系 统基 本模 型 图、 钻削 类钻头选 择柄 、 加长 直炳 、 超 长 直 柄 、 锥柄 、锥 柄 、 阶梯钻 等加 工 示 意 图绘 制 模 块 包 括工 件 绘制 钻套 选 取绘制短直加长通通 用 部 件洗择模块块结结 束束图 程序设 计框图加 工 刀 具 绘 制 钻 头 、 扩 钻 、 铰 、 键 刀 接 杆绘 制 主 轴外 伸 尺寸标注及 其 它 标 注 标 题栏插 入 等总装 图 绘制模块中 间 底座 夹 具 体 夹 具 底座 、 侧墙 、 定 位 块 、 限 位 块 、 夹 压装 置 侧 底座绘 制 滑台绘 制 动力 箱 主 轴箱 外伸 主 轴 及 接杆 刀 具 尺 寸 标 注及 其 它 标 注 标 题 栏 插 入 等生 产 率 计 算 卡绘制 模 块表格 绘 制 工 序 输 入 信 息内容 包 括 被 加 工 零 件 图 号 、 名 称 、 材 料 、 毛坯种 类 、 毛 坯 重量 、 硬 度 、工 序 名 称 、 工 序 号 、 年产 量 、 年 时基 数 、 图号 及 描 图 、 设计 、 审 核 人员 及 日 期系 统 主要 由 上 述 个模块 组 成 , 各 模 块 间 并 不是相互 独立 的 , 上面 只 是从设计 思 想 上 划 分的 , 实际 编 程时 , 因 为 各 模 块 间 有 数 据联系 , 各 模块 是 相互交叉 的 , 例 信息 输 入是 随程 序 运行 而不断 输 入的 , 并 不是 一次 输完 再 进行 下 面 的工 作 而通 用 件选 择也 不是 孤立的 , 而是与加 工示 意 图 绘 制 和 装 配 图绘 制 相 联系 的 1994 , 是把 系 列 化 的 通 用 部 件 的 数 据 建 成 数 据 库 , 只 要 选定某 个 记 录 , 就 可取 出相应的 数据 , 传 给带变量 的 绘图命令 , 即可 画 出 相 应 的 图纸如 何从数 据库中取 得 相应 数 据例 系 列 机 械 滑 台 一 的 联系 尺 寸 表 图 一 丁一刁 一 厂厂 、 一一一一一一一一一 工工口口口 一二 絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮 牙牙牙牙牙图 系列机械 滑 台 的 联系 尺 寸对该表 利 用 建数 据 库 , 根 据 滑 台 行程 和 最大进 给力 可 确定 滑 台 型号 , 根 据滑 台 型号 可 得到相 应 数 据 库 记 录 的 联系 尺 寸 , 为此 , 编有 一 语 言 函 数 ,只 要 给 定 数 据 库 名 称 不用加 后 缀 和记 录 号 , 该 函 数就 可 读 取相 应 记录的 数 值 , 并赋 予 数组 【 , 设定的 变 量 如上例二 印可 得到 相 应值如 何 把 数 据 传 送给绘 图 参 量软件本身提供 了 语 言 开 发 环 境 , 利 用 函 数 中 的 一 些 函 数编制自 己的 专用 绘 图 、 编 辑 函 数在 函 数 库中 , 最常 用的 函 数 是 一 , 如 同 中 的 函 数 , 这些 函 数将 直 接 传 送 命令 和 其 它 输 入到 提 示 符 下本 软件 编 写 过程中 用到了 一 些绘 图 函 数 , 把 绘 图 、 编辑 、 设 置 等 的命 令编 为相 应 的 函 数 , 只 要 把绘图参 量传 递给 相 应 的 函 数 , 就 可 完 成 在 提 示 符 下 的 操 作程 序 设 计 的 特点 及 可 靠 性该 软 件设计 采 用了 当今流行的对话 框输 入 方式 , 这 对 于 在 运 行过 程中 需要 输 入 信息 的程 序 是 一 种比 较 好的 输 入形 式使 用 对 话框 可 使操作简 便 , 用户界 面友好 , 可 一 次输 入 选 择多 个信息计 算机 的 容 错能力 直接 反 映 了 计 算机 系 统的可 靠性 , 下 面 介 绍 一 下 该 软 件 编 制 过 程 中采 用 的 提高软 件 可 靠性 的方法系统 出 了 错误 , 而 且被 检 测 出 来 , 能 使信 息及时 地得 到 保 护 , 并经 处 理 以 后 , 系统 又 继 续 工 作 , 这是 “ 容 错 ” 所要 研 究 的 内容在 设 计 中采 用了 以 下 技 术保 证动错 误检 测 实 际 执 行中 , 应 用 起来 比 较方 便 的是 以 “ 可 接 受性 ” 为 标 准例 , 在 程 序 中使 用 下 面两 个 函 数 1994 , , , ,“ 你想 改 变 上面的 值 吗 , , ,只能 人 工 输 入 丫 , 或 “ ” , 其 它 字 符 和 数 字及 其它 符 号 都视为无效错误恢 复本软件采 用 了 向 后 恢复 例 在滑台行程 的 选择中 , 提 供 了 多个行程 , 如 果选 择 的行 程 不 在 其 内 , 则向 后 跳 跃 , 重新 选 择缺 陷 处 理将缺 陷定 位 , 并得 到 修复在 对 话 框 的设 计中 , 许多参数 的 输 入 有 一 定范围 ,数 , 给 出 一 警 告 对 话 框 , 要 求 用 户 重 新 输 入出 错向 后 恢复 程序 进行图 错 误 恢复超 过这个范 围 , 在程 序中 使 用 一 函结论本系统 以 钻 床 为例 , 根 据用 户 工 序 图成 功 地完 成 了工 艺结 构方案 的 制 定 和 三图一 卡 的绘 制 采 用本系统 只 需三 、 四 个 小时 的 时间 , 而 采 用之 前 至少 需 要三 、 四 天 时间 该 系 统 不 仅 提高 了 生 产率 , 在设计 上也 减 少 了 人为 误差 , 保 证