组合机床AutocaD的应用技术研究

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组合机床是用按系列化、标准化设计的通用部件和按工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，属于一次性设计、一次性制造的单件生产产品。因此，设计量大，设计工作复杂。在当前竞争激烈的市场经济中，用户对机床的技术先进性、质量可靠性以及供货周期都要求很高，而保证这诸多因素的关键是设计。过去那种落后的手工设计方法已不能满足产品设计的要求，采用CAD技术，甩掉图板，已成为当前技术革命的潮流，势在必行。 国外组合机床CAD技术的研究开始得比较早。70年代初，一些工业发达国家首先在多轴箱CAD方面开始研究。尤其是进入90年代以来，随着计算机技术的发展，交互式绘图和数据库管理系统等的发展和应用，使组合机床CAD技术日益实用且使用范围不断扩大，发达国家在组合机床设计中已普遍采用了CAD技术。目前，正在向CAD/CAM集成系统发展。 近年来，据我们对美国几个主要机床厂家(BURGMAST、KINGSBURY、INGERSOLL LAMB、CINCINNATI、MILACRON、CROSS等公司)的了解，其CAD技术已得到普遍应用。其中最引人注目的是INGERSOLL公司具有50个交互式CAD工作站组成的软、硬件环境，使其实现了几乎百分之百的CAD化。 国内对组合机床设计采用CAD的认识也比较早。70年代初，大连组合机床研究所就开始了这方面的研究工作。1978年国家把组合机床CAD列为机械工业重点项目，并责成上海交通大学、大连组合机床研究所、机械部自动化研究所负责，大连理工大学、清华大学、北京工业大学、上海机电产品研究院等单位参加，对钻孔组合机床CAD进行了研究，从此揭开了我国组合机床CAD技术的序幕。经过十多年的努力，取得了初步成果。 但是，组合机床CAD系统是在VAXⅡ-750和Micro VAXⅡ上开发的，硬件投资大，不易于推广应用。受当时硬件条件及软件环境的限制，软件适用范围窄，用户使用不方便。 CAD技术是当代电子信息技术的重要组成部分，CAD技术商品化应作为高新技术产业中重中之重。在支撑软件和硬件的基础上，针对不同行业、不同专业进行软件二次开发，开发出适合本行业、本专业的专用商品化软件，不仅可以取得良好的经济效益，而且会取得重大的社会效益。 “九五”期间国家把汽车工业作为国民经济的支柱产业，给汽车工业提供技术装备的组合机床行业得以迅速发展。随着汽车工业的发展，提高组合机床设计质量、缩短设计周期便成为极其迫切的任务。采用组合机床CAD技术，能缩短设计周期，提高产品设计质量，提高企业在行业中的竞争力，给企业带来显著的经济效益。 大连是我国重要的工业基地，作为组合机床行业科技开发中心的大连组合机床研究所，应当发挥行业的主导作用，为实现设计自动化、增强企业技术创新能力和产品竞争能力，推动我国组合机床设计水平，尽快向组合机床行业厂提供功能强、操作灵活、界面友好、技术含量高的组合机床CAD软件。 随着微电子技术的发展，微机的性能有了很大的提高。现在PⅡ已经主导市场，PⅢ开始上市，其CPU性能指标已接近几年前的工作站指标。国外CAD软件向微机的Window95/98、Windows NT上移植，如Pro/Engineer、Ⅰ-DEAS、CADDS5等。微机的图形加速卡性能在提高，基本上能进行实体的移动和旋转。微机CAD是一个发展方向，相应的硬件比工作站要降低很多。经过几年的努力，我们利用Windows的SDK软件开发技术、Windows环境下多进程间的动态数据交换技术(DDE)、数据库操作技术(ODBC)、图形软件二次开发技术及目标链接与嵌入技术(OLE)，开发了集通用机械CAD和组合机床CAD于一体的CAD集成系统。 组合机床CAD系统软件采用C++语言，在Windows环境下开发的面向组合机床设计人员的参数化图形信息管理系统。数据库系统用C++语言独立编写，本软件融数据库操作系统和参数化图形系统于一体，形成功能强大的参数化图形信息管理系统。组合机床CAD系统包括组合机床夹具CAD系统、组合机床自动线方案三维图形CAD系统、组合机床总图CAD系统、组合机床加工示意图CAD系统和组合机床多轴箱CAD系统。
组合机床夹具CAD系统 利用机械CAD参数化图形信息管理技术和交互设计方法，开发组合机床夹具CAD系统，其适用面广、实用性强、推广应用前景广阔。组合机床夹具CAD系统按照其主要功能可分为四大模块：定位支撑系统CAD系统、夹紧机构CAD系统、导向装置CAD系统和典型夹具夹紧力的计算机辅助分析与计算。
0.轴上已有齿轮 1.新设计齿轮图2 三轴齿轮设计优化
组合机床加工示意图CAD系统 组合机床加工示意图是设计刀具和调整组合机床的重要工作图纸之一，是确定组合机床联系尺寸、绘制组合机床总图的基础。要完成钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、铣削和攻螺纹等工艺，组合机床加工示意图纷繁复杂。根据近十几年开发组合机床CAD的经验，采用自动设计，仅输入几个参数便完成组合机床加工示意图软件，但该示意图适用面小，有局限性。组合机床加工示意图参数化图形信息管理系统软件，采用交互设计方法，使用灵活，适用面广，能满足各种加工工艺要求。组合机床加工示意图参数化图形信息管理系统主要由主轴、接杆、导向套、刀具数据库操作系统，参数图形库操作系统，交互绘图系统和确定组合机床切削用量模块四部分组成。
多轴箱CAD系统 多轴箱CAD系统是一个专业性应用软件，可用于钻、扩、铰、镗、攻螺纹以及钻攻复合的组合机床多轴箱的设计。系统所需的原始数据来源于组合机床总体设计，即三图一卡(工件图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡)，如主轴坐标、转速等，在此基础上，系统能够交互或自动地从事各项工作。
数据后处理 传动系统设计完成后，此模块应立即运行，以便为图形生成作数据准备。按照屏幕对话框提示输入图纸的图号(见图3)，方框中的值为缺项值。对于齿轮图号只需输入前一部分，后两位数字由系统自动添加。
自动生成多轴箱图形 多轴箱CAD自动绘制多轴箱装配总图、箱体补充加工图、前后侧盖补充加工图、专用零件图，如图4所示。 图形文件是AUTOCAD的DWG格式，可直接为AUTOCAD调用。 WBCAD00.DWG——WBCAD03.DWG为多轴箱装配总图。 WBCAD11.DWG为多轴箱箱体补充加工图。 WBCAD12.DWG为多轴箱前盖补充加工图。 WBCAD13.DWG为多轴箱后盖补充加工图。 WBCAD14.DWG为多轴箱侧盖补充加工图。 GEAR01.DWG—GEARnn.DWG为齿轮加工图。 其中nn为齿轮的总数，如齿轮个数为3，则齿轮图形为GEAR01.DWG——GEAR03.DWG。 TABLE01.DWG——TABLEnn.DWG为多轴箱明细表。