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组合机床主轴箱CAD/CAM开发(上)

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发表于 2010-9-13 21:49:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  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。

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  1主轴箱传动系统cad

1 D/ J1 _2 z% L$ T# A8 y, x9 T # u, g, C' D# R1 |) Y

  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。

* s5 C! N/ f9 s( l/ t1 h4 J0 _# y( I3 H2 w! X8 b

  1.1获取原始数据

$ e) a! Q& e% @* i 6 B _2 y! \- d6 R2 c

  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;

6 ^; Q4 G G% r$ ^& p% }7 ~& a+ c

  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。

 

0 |. Y, m: m/ @: D0 N % W& N3 F/ Q& U* A

  1.2传动cad系统流程图

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  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。

?) w3 N/ S! D7 t' X: n( R/ u% i# A3 ~( w; H& {# L

  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。

( s! J# z& k( t3 ? : J3 _0 ?. t! g* e* d0 N' g

  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:

 

3 a$ I: `9 S: O; @ 2 }& O: L$ a% F' m

  1.3工作界面及设计结果

4 `7 t: @. E# N h k $ Y T! t8 |! s2 J

  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。

8 S; r3 u- [% M5 L& m G 1 {- `1 v. `" f1 R9 l I7 f

  初始化———将根据原始数据绘出原始依据图;

* J) V( C( W6 t0 v) Q5 D( ?0 P : l! D" l* S! C& j$ a

  上一步———将返回最后操作的前一步;

: c- s9 {* I- W) N$ \% b0 E6 w - |9 W/ _5 o9 m7 p& G* C

  运行———将根据定位类型进行设计。

. r! _5 j- H: H7 E 6 ` c+ J! Q* D# ]) J

  2主轴箱箱体cam

7 m& A6 J! l' F' x! H : g5 B* `# _; V% r

  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。

6 ~1 |( Z' B& [2 d% n. L' p L* }# S' e

  2.1原始文件

, V R2 Y& B1 h U7 M" J+ O1 x6 j+ B: S% J( C. l

  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。

 

9 R" \6 v5 w! r2 m : P4 a4 b; ?& n8 N/ x4 Q

  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;

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  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。

1 w; x* U$ U/ i% G% C! g& T) c- B/ _ j; T

  2.2箱体cam流程图

& w5 d- E' K& b: q) q, o' [6 B 4 s" h. V8 H( F

  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。

" O; H; m- e2 ~& z% H 6 N3 \0 h- Y- f: g9 E2 _9 x k. w2 V

  其箱体cam流程图如图5所示。

' N7 e9 Y4 T! J; N6 c8 v* a$ Z: x5 c% d' v2 X1 Z

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