基于VB环境的插齿刀CAD.doc

基于VB环境的插齿刀CAD
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1引言
插齿刀是利用展成法在插齿机上加工齿轮的刀具，用同一插齿刀可加工模数、齿形角相同而齿数不同的齿轮。设计插齿刀时，需根据被切齿轮参数，按照齿轮啮合原理和传动理论对刀具齿形和结构参数进行大量计算。由于设计参数多，计算公式复杂，且需反复循环试算，因此采用传统方法手工设计插齿刀效率低、周期长、成本高，且容易出错。将CAD技术引入插齿刀设计，可大大提高设计精度和可靠性，缩短设计周期，有利于优化刀具参数、合理选用工装，促进齿轮加工水平的提高。为此，我们以VisualBasic6.0为开发平台，开发了插齿刀CAD系统。2系统构成与主要功能插齿刀CAD系统以Windows98操作系统为系统平台；利用Access软件建立刀具齿形、结构参数、工艺参数等数据库；利用AutoCAD工具绘制插齿刀零件图；利用代机的数据处理和显示优势，将插齿刀零件的有关数据及已确定的整套零件图存储于CAD系统内，设计者只需以人机交互方式将相关设计信息及计算参数输入CAD系统，即可实现插齿刀齿形和结构参数的设计计算以及图纸和工艺卡片的自动生成。系统总体设计方案系统主要功能模块插齿刀CAD系统以有关国家标准和行业标准为设计准则，以齿轮啮合原理及传动理论为设计依据，对系统结构进行总体规划。插齿刀CAD技术是将理论分析、设计计算、数据库管理及计算机图形处理技术融为一体的综合性技术，因此系统的总体设计必须保证参与设计计算的数据在系统内部和系统与用户之间流动顺畅，设计模块之间的耦合性小，且界面应具有良好的可扩展性和易维护性。根据上述设计原则，建立了如图1所示的插齿刀CAD系统总体结构框架。
图1插齿刀CAD系统总体结构框架进人系统的设计主界面后，以人机交互方式输人被加工齿轮和配合齿轮的各种原始参数，启动“设计计算”控件，系统即可自动进行参数计算。如输入参数不合理，系统对话框会显示出错状态并提示相应解决办法。完成计算后可将结果保存到数据库中。对于不能通过计算获得的加工和测量数据，可在图纸设置或工艺卡片设置界面下进行补充设置，完成后可打印输出，同时还可生成CAD文件保存起来。根据系统总体结构框架，采用模块化编程原理对系统功能进行了分解，尽可能细化各功能模块，最大限度地减小模块间的藕合性，增强软件的可移植性、可扩充性和可维护性。根据系统总体规划和模块划分原则，主要设置了以下功能模块：用户界面管理模块该模块包括系统菜单、视窗及各类对话框等，其主要功能是管理插齿刀设计中的人机交互式信息交流，可完成设计方案的基本功能和软件管理工作，并提供进入其它模块的入口。设计模块该模块为系统的核心模块之一，其主要功能是根据加工齿形参数对插齿刀几何尺寸进行校验，设计计算插齿刀的齿形参数及加工工艺参数，并在保证加工工艺性(插齿刀在展切齿形时不与工件发生干涉)的前提下确定插齿刀的结构参数和基本尺寸。图形处理模块该模块可根据设计计算出的插齿刀齿形参数和结构参数绘制出插齿刀加工图纸，并编制出工艺卡片，供插齿刀加工时使用和设计资料存档。数据库管理模块该模块的主要功能是对设计计算中产生的大量设计数据及需要调用的刀具设计手册数据进行高效、安全的管理和操作，从而提高系统的设计效率。本系统采用VB中的ActiveX控件中的ADO来实现数据库的连接。打印模块该模块可完成插齿刀参数设计结果、零件图纸和工艺卡片的打印输出。帮助模块用HTMLhelpworkshop制作的帮助系统可为用户提供详细的软件使用说明。3用户界面的设计与使用方法插齿刀CAD系统用户界面的设计是整个系统设计的重要组成部分。在插齿刀设计过程中，需要进行图形显示、打印、存储等工作，因此在界面设计中应将设计数据结果与图形处理有机结合起来，使界面能提供图文并茂的设计过程及设计结果，保证人机交互信息的顺畅流动，使设计者操作方便、直观易学。插齿刀齿形与结构参数的设计计算VB与AutoCAD的图形接口及图纸生成插齿刀工艺文件的生成与打印插齿刀最大、最小变位系数的确定由于插齿刀的顶刃和侧刃均有后角，因此插齿刀各端截面的直径和齿厚自前刀面向后逐渐缩小，其每一截面均可看作是变位系数不同的直齿齿轮廓形，前端面上的变位系数最大，越接近后端面变位系数越小(经常是负变位)。因此，合理确定插齿刀的最大和最小变位系数是插齿刀设计的关键工作。设计时，通常应尽量选用较