组合机床主轴箱CAD/CAM开发(上)

HEATS

　　主轴箱是工序集中的、高效的组合机床的重要的专用部件之一,是用于布置(按所要求的坐标位置)机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱传动系统的优劣和箱体加工方式、方法直接影响机床的可靠性、耐用性、经济性、准确性。手工设计其传动系统往往受主轴数多、转速各异和空间位置小等因素的影响,不但工作量很大,优化性受到限制,而且易出错;其箱体加工,不论是在坐标镗床上,还是手工编程在加工中心上,都存在操作人员或编程人员的工作量大、出错率高、生产率低的弊端。本文用可视化编程语言—visualbasic6.0并解决了以上两方面的问题。

& U8 k0 P6 H! v$ N

　　1主轴箱传动系统cad

" S4 e# c. v; `3 s . I5 e& a8 ~ s

　　主轴箱都采用齿轮传动。其传动系统是指通过一定的传动路线把驱动轴的运动,采用多级齿轮传动,确定传动齿轮及其传动轴的位置,最后把运动传到主轴上,使主轴获得规定的转速和方向。它是主轴箱设计最关键、工作量最大的环节。

8 _3 ]( p1 ?+ s

　　1.1获取原始数据

" M. T! {9 ?' ~ 3 V6 w8 D( S9 L+ v

　　主轴箱传动系统必须根据被加工零件的具体要求进行设计。其设计的原始数据为:驱动轴的轴径d、转速n、坐标(x0,y0);主轴箱大小:宽b、高h;坐标原点:水平b0、垂直h0;加工类型:钻削类、攻丝类;被加工孔类型:通孔或盲孔;各主轴的坐标(xi,yi)、轴径di、转速ni;

3 [! C2 I& e& \0 V4 a0 O# d- T& O f+ [6 i$ S& `8 p5 i* |

　　获取这些数据的流程图如图1,其工作界面为图2(以某设计为例)。点击“继续”将弹出图3界面。

 

　　1.2传动cad系统流程图

3 N+ S8 r" o4 Z 6 w3 [. N8 O7 ~# m! @

　　主轴箱的传动链的设计是其设计中最重要的环节,其传动形式多种多样,灵活性较大,在此部分开发中,模拟人工设计的思路,使操作更直接、更快捷。

/ ^0 z2 c0 h a8 y

　　主轴箱的传动坐标计算是其设计中计算量最大的部分。虽然传动形式存在多样化,但其坐标计算可归纳为3类:与一轴定距的传动、与二轴定距的传动和与三轴定距的传动。其计算可分别采用勾股定理、余弦定理和求外接圆的圆心的公式。

# A. X7 a) f; h$ D7 P6 _

　　由上述内容,结合人工设计过程,编制传动cad系统流程图见图4:

 

　　1.3工作界面及设计结果

　　传动系统的工作界面如图3。界面右边为设计结果,图中不同颜色表示不同排次:红色—ⅳ排,黑色—ⅲ排,紫色—ⅱ排,兰色—ⅰ排。

! I+ t1 U" Q# D$ f, [

　　初始化———将根据原始数据绘出原始依据图;

/ l2 c( M( S" W" d* L8 K

　　上一步———将返回最后操作的前一步;

M' M9 S! Q% m0 G, S

　　运行———将根据定位类型进行设计。

6 M" p( g+ `! a" J' h' h

　　2主轴箱箱体cam

　　根据箱体加工技术人员的经验,总结出加工主轴箱箱体的优化的capp,利用主轴箱传动cad形成的cam原始文件,采用vb编程自动形成满足加工要求的刀具准备文件和数控代码。

　　2.1原始文件

　　主轴箱体上孔系是由具体加工孔的位置、传动轴的位置、轴径的大小、轴的类型等因素决定的,对于不同的主轴箱体加工,必须提取具体的有关数据。

 

S8 b9 G" D# h- C% ~7 }

　　在“箱体描述”行中各参数分别为主轴数,总轴数,主轴箱号,主轴箱规格动力箱规格,配置;

　　在“各轴描述”行中各参数分别为轴号,轴型,轴横坐标,轴纵坐标,轴孔参数。

2 f; {& ]' L5 J1 Y# N+ A+ H5 a

　　2.2箱体cam流程图

) \/ g- ?, D0 h2 n. }. @( I6 @

　　为避免在单独使用cam部分时,发生因原始数据的输入的错误而导致加工零件的报废,则在cam部分设计中,首先编程显示各轴的相互位置及有关参数。然后根据主轴箱在加工中心上加工“工序集中”的特点,按照加工工序,设置箱体的加工面及定位孔,结合原始数据及加工的数据库,用vb编程自动形成刀具的准备文件及数控代码。

5 ^4 g7 ^! _$ y

　　其箱体cam流程图如图5所示。