AutoCAD2004环境蜗轮滚刀的计算机辅助设计

1、AutoCAD2004环境蜗轮滚刀的计算机辅助设计蒋进科劳奇成西安工业大学 机电学院 西安710032；摘要:本本文以VVisuual C+6.00为开发发环境，进进行编程程计算完完成了蜗蜗轮滚刀刀的参数数化设计计, 以AuttoCAAD20004绘绘图软件件提供的的Autto LLispp语言完完成了蜗蜗轮滚刀刀工程图图的自动动绘制,实现蜗蜗轮滚刀刀的计算算机辅助助设计。关键词:AAutooCADD,蜗蜗轮滚刀刀,计算机机辅助设设计中图分类号号：TGG7088CAD oof tthe Worrm GGearrHobb BaaseddonAuutoCCAD220044JianggjinnkeL

2、LaoqiicheengSchoool oof MMechhaniics andd Ellecttronnicss Ennginneerringg，Xiian Tecchnoologgicaal UUnivverssityy，Xiian 71000322，ChhinaaAbstrractt:Baaseddon thee pllatfformm off thhe VVc+6.00 annd tthe draawinng ssofttwarre AAutooCADD20004， pparaametteriizattionn deesiggn iis rreallizeed bby pproggra

3、mmminng iin VVc+6.00,andd thhe hhob worrkinng ddrawwingg iss acchieevedd byy AuutoLLispp inncluudedd inn AuutoCCAD22004，SSo tthe commputter aidded dessignn (CCAD) off thhe ZZK WWormm Geear hobb iss reealiizedd.Keywoordss:AuttoCAAD WWormm Geear Coompuuterr Aiidedd Deesiggn1引言当今社会是是科学技技术高速速发展的的社会,特别是是

4、近几年年,计算算机电子子技术取取得了巨巨大进步步给传统统的机械械制造行行业带来来了巨大大的影响响。在产品的的研发过过程中设设计工作作愈来愈愈复杂,使得传传统的设设计方法法已不适适应现代代化的需需要,蜗轮滚滚刀作为为一种复复杂刀具具,它是用来来加工蜗蜗轮的专专用刀具具,它的的外观与与齿轮滚滚刀很相相似,在在设计上上也有许许多相同同之处,但是,蜗轮滚滚刀却有有它白己己的特点点：它的基基本蜗杆杆类型和和原始尺尺寸都必必须与原原始蜗杆杆相同,与齿轮轮滚刀相相比它是是一种更更为专用用的刀具具,一种种齿轮滚滚刀可以以加工相相同模数数不同齿齿数的齿齿轮,而而蜗轮滚滚刀只能能加工相相同直径径系数的的蜗轮。采用

5、人工设计时,计算工作量大,设计结果不理想,往往需要多次验算,而且周期长,最后得到的不过是一个可行结果,而不是优化结果。因此,有必要在设计过程中引人计算机辅助设计(CAD)技术，以减轻设计人员的工作量,提高设计速度与精度并优化设计。使用时只需简单操作即可获得较为满意的设计结果。因此研发蜗轮滚刀CAD系统有很大的经济和现实意义。它是提高产品设计质量、缩短开发周期、大幅度提高劳动生产率的重要手段;是企业提高创新能力和管理水平,增强市场竞争力和参与国际竞争的必要条件。2 软件运运行环境境1操作系统统：Wiindoows xp Sevver2开发语言言：VCC+66.0 3开发平台台：AuutoCCad

6、2200444数据库 ：AAcceess 200033软件总体体结构蜗轮滚刀CCAD软软件设计计主要目目的是为为了解决决刀具设设计过程程中繁琐琐的重复复计算,系统的的结构如如下图示示：蜗轮滚刀CAD系统蜗轮滚刀CAD系统 设计计算模块参数化绘图模块参数入模块设计计算模块参数化绘图模块参数入模块*.TXT文件*.TXT文件AccessAccess数据库图1 总体体结构图图3.1.11参数输输入模块块主要完成原原始参数数的输入入,利用用目前流流行软件件VC+6.0了采采用对话话框的方方式进行行人机界界面的交交互,用用对话框框输入,具有准准确,高高效,简简化用户户的交互互操作等等特点。 3.1.22

7、设计计计算模块块系统在获得得所需的的设计条条件后,由该模模块完成成蜗轮滚滚刀的设设计计算算,确定定蜗轮滚滚刀基本本参数：容屑槽槽数ZKK,铲削削量K与与K1,容屑槽槽其它参参数,校校验刀齿齿强度和和铲磨干干涉,确确定滚刀刀结构型型式齿形形尺寸,滚刀其其它结构构尺寸等等通过建建立表处处理函数数对相关关表操作作,搜索索所需数数据;也也需从自自定义函函数库中中调用有有关函数数进行设设计计算算;刀齿齿强度和和铲磨干干涉校验验则调用用专门的的模块,采用计计算计算算的方法法做出判断断,并显显示结果果,如果果刀齿强强度不够够或铲磨磨干涉,则会修正正有关参参数,重重新设计计,直到到通过校校验为止止.在该该模块

8、还还要完成成蜗轮法法向齿形形及轴向向齿形点点的求解解，完成成滚刀所所有参数数及法向向齿形和和轴向齿齿形点文文件的保保存其流流程如下下：检验能否做套式开始检验能否做套式开始输入原始参数否是输入原始参数带孔滚刀带柄滚刀带孔滚刀带柄滚刀计算滚刀几何参数计算滚刀几何参数能否做成带轴键向健能否做成带轴键向健确定容屑槽数确定容屑槽数 是是 否否带端面键滚刀带轴向键滚刀计算滚刀铲背量带端面键滚刀带轴向键滚刀计算滚刀铲背量确定滚刀全部尺寸计算端面参数确定滚刀全部尺寸计算端面参数求解法向和轴向齿形点校验刀齿强度产磨是否干涉求解法向和轴向齿形点校验刀齿强度产磨是否干涉否输出结果输出结果TXT保存文件 是保存文件

9、计算齿形参数计算齿形参数结束结束计算切削部分的长度计算切削部分的长度图2计算模模块流程程图3.1.33绘图模模块参数化绘图图根据设设计计算算确定的的结构型型式调用用相应的的画图程程序,计计算结果果来自设设计计算算模块生生成的*.TXXT文件件,在AAutooLISSP程序序调用该该文件中中的数据据赋给刀刀具图参参数变量量,画图程程序需结结合具体体的滚刀刀结构型型式,考考虑图形形中各几几何要素素的图法法,还要要确定需需要标注注的尺寸寸,公差差,形位位公差的的位置,以便一一起画出出。该模模块主要要由主视视图,齿齿形图,端面齿齿型图,轴向法法向齿形形图,齿齿寸标注注子模块块组成,共同完完成绘制制滚刀

10、工工作图的的全部工工作。1主视图中中,对于于不同的的滚刀,可能切切削部分分长度相相等,但但一般齿齿数不相相等所以以,此模模块除了了能正确确绘制整整体连轴轴式滚刀刀的柄部部和带孔孔式滚刀刀的轴孔孔及轴台台的外径径,还应应能按齿齿数正确确绘制出出完整齿齿和不完完整齿,同时,主视图图中应在在未剖部部分填充充表示螺螺旋方向向的双点点画线,其方向向反映滚滚刀旋向向,角度度等于螺螺旋升角角,该模模块依次次判断进进给方向向,旋向向,结构构形式等等并进入入不同的的子模块块绘制相相应的主主视结构构图形,整体式式滚刀主主视图由由锥柄,齿形段段子,轴轴段各子子程序组组成。2左视图中中,不同的的结构型型式具有有不同的

11、的左视图图,带孔孔式结构构在该模模块绘制制左视图图,而整整体连轴轴式结构构则是绘绘制剖视视图,整整体连轴轴式结构构又可分分为两种种情况,一般ddw2和和dw33从提高高刀杆刚刚度的角角度出发发取等于于或略小小于daa0-22H,但但不小于于dw11(滚齿齿机支撑撑套直径径),必必要时也也可取大大于daa0-22H因此此,左视视图模块块除可正正确绘制制带孔式式轴向键键和带孔孔式端面面键结构构型式的的左视图图之外,还可正正确绘制制出dww2和ddw3小小于,等等于,和和大于dda0-2H的的三种情情况下的的剖视图图其中,dw22和dww3小于于或等于于da00-2HH时均从从dw22段任意意位置取

12、取剖面图图,而大大于daa0-22H的情情况下因因要标注注容屑槽槽深度HH,故从从dw22段铣出出的容屑屑槽处取取得剖视视图该模模块主要要在端面面子程序序里完成成。这三三种情况况下图所所示: 图3 整体体连轴式式滚刀三三种不同同的左视视图3齿形图模模块中,蜗轮滚滚刀工作作图中容容屑槽形形式不同同则齿形形图也不不同,对对直容屑屑槽滚刀刀要绘制制轴向齿齿形并标标注轴向向截面齿齿形尺寸寸,对螺螺旋容屑屑槽滚刀刀要绘制制轴向齿齿形,法法向齿形形,并标标注法向向齿形尺尺寸和轴轴向铲背背面的角角度,两两种情况况下轴向向齿形图图形式也也不相同同, 齿齿形图绘绘制时要要根据容容屑槽形形式和蜗蜗轮模不不同进入入

13、不同的的齿形绘绘制子模模块,此此模块在在轴向和和法向子子程序完完成,该该程序通通过调用用齿形点点文件将将各点用用直线拟拟合成曲曲线计算算出齿厚厚在通过过镜像等等完成完完整齿形形绘制和和尺寸标标注。4在尺寸标标注模块块中,系系统先要要从数据据文件中中正确读读取各尺尺寸的公公差,制制造公差差值和各各表面粗粗糙度,以进行行正确标标注然后后自动计计算合适适的位置置坐标,用文字字写出技技术条件件和要求求,技术术条件中中的指标标数值根根据设计计所得的的滚刀参参数通过过读取数数据文件件而得到到若有个个别尺寸寸位置不不合适,只要在在环境下下使用其其编辑功功能稍加加修改即即可。开始开始读入滚刀参数读入滚刀参数文

14、件校验是否做成带柄的校验是否做成带柄的是确定刀轴位置是否做成带轴向键确定刀轴位置是否做成带轴向键 调用画锥柄子程序否是 调用画锥柄子程序是否径向进给是否径向是否径向进给是否径向进给整体式端面子程序整体式端面子程序 否否 是 否 是是整体式各段轴子程序子程序整体式各段轴子程序子程序套式带轴向键径向进给主视子程序套式带轴向键径向进给主视子程序套式带端面键径向进给主视子程序套式带端面键切向进给主视子程序套式带轴向键切向进给主视子程序是否径向是否径向进给是 否 径向进给整体径向进给整体式滚刀齿形段子程序切向进给整体式滚刀齿形段子程序套式带端面键端面子程序套式带轴向键端面子程序套式带端面键端面子程序套式

15、带轴向键端面子程序读入法向轴向齿形点文读入法向轴向齿形点文件调用画轴向法向齿形子程序调用画轴向法向齿形子程序调用调用标注尺寸子程序结束结束图4绘图模模块总体体流程3.1.44数据库库在滚刀CAAD 设设计中,要用到到大量的的表格与与线图,如滚刀刀外径偏偏差,常常用的滚滚齿机刀刀架参数数,莫氏氏锥柄和和螺孔尺尺寸,蜗蜗轮滚刀刀各表面面粗糙度度,制造造公差以以及蜗轮轮滚刀制制造公差差,检查查项目等等等。将将这些数数据内容容以表的的形式存存入Acccesss数据据库,通通过+66.0 MFCC的ODDBC类类进行数数据库连连接。通通过ODDBC类类中的CCReccorddsett 类选选择数据据源中

16、的的表作为为记录集集,实现现对表中中的记录录进行滚滚动,读读取等。对于不同的数据表建立从CRecordset 类派生的记录集，通过调用该类的记录定位函数完成对滚刀制造公差等检索。3.1.55 Vcc+和和AuttoCAAD数据据的传输输Autollispp语言是是一种嵌嵌入AuutoCCAD内内容的智智能设计计语言,是对AAutooCADD进行二二次开发发的有力力工具,该语言言在AuutoCCAD环环境下运运行,可可直接调调用AuutoCCAD绘绘图命令令。在本本软件设设计中,采用AAutoolissp的输输入输出出(I/O)功功能来实实现两种种软件数数据间的的通讯，在Auutollispp的

17、I/O函数数中,RReadd-liine能能够从AASCIII码文文本文件件中读取取数据,每次读读取一行行每一行行作为一一个处理理单元。然然后再由由Auttoliisp接接口程序序调用,读取文文本文件件(*.TXTT)中的的数据,进行参参数绘图图。将处处理过的的全部滚滚刀数据据写入zzk.ttxt文文件程序序如下：ofstrreamm ooutffilee(zzk.ttxt,ioos_bbasee:oout); / ioss_baase:appp outfiiledaa0enddl;outfiiledff0enddl;outfiiled00eendll; 通过下面程程序进程程调用程程序可从从V

18、c+ 界界面进入入到AuutoCCAD220044的绘图图屏幕STARTTUPIINFOO accad;_PROCCESSS_INNFORRMATTIONN prrociinfoo;GetSttarttupIInfoo(&aacadd);CreattePrroceess(NULLL,C:PrrogrramFFileesAuttoCAAD20004accad.exee,NNULLL,NUULL,FALLSE,NORRMALL_PRRIORRITYY_CLLASSS|CRREATTE_NNEW_CONNSOLLE,NNULLL,NUULL,&a进入到AuutoCCAD220044界面后后通过LLispp语言编编写读文文件程序序如下： (setqq f11 (oopenn DD:My Doccumeentssccad118zk.txtt r)(setqq daa0 (atoof (reaad-llinee f11) ; /滚刀刀外径(setqq dff0 (atoof (reaad-llinee f11) ; /滚刀刀低径(setqq d00 (aatoff (rreadd-liine f1) ; /滚刀刀分度圆圆直径 这样将设计计计算模模块得到到的滚刀刀所需的的全部数数据通过过文件传传输到LLispp语言编编写的绘绘图程序序中实现现了参数数化绘图图。4实例采用本文作作者编制制的程序