组合机床主轴箱CAD/CAM开发(上)

班门弄斧

　　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。
0 [, v* Q% N) E. Y$ s　　1主轴箱传动系统cad
5 H1 X/ l5 E; h% O　　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。
　　1.1获取原始数据
9 t$ ]4 _7 O7 r　　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;
　　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
6 P$ p- E* P1 k$ O. {- Z0 J. e& B　　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。
7 ?) O) J% e/ {. d' i　　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。
　　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:
9 {. v' B! y7 e2 D, Q6 o' I
6 o, G! C5 o2 h　　1.3工作界面及设计结果
3 r3 {7 H: S+ B7 P& _1 p　　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。
) l' `" J. ?+ h, i4 w2 Z6 L2 i　　初始化———将根据原始数据绘出原始依据图;
8 w; S$ m2 l7 d' b3 d! {　　上一步———将返回最后操作的前一步;
! R! r5 C+ V4 r5 O# s8 n# U　　运行———将根据定位类型进行设计。
　　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。
: }) V6 w4 [9 A2 s0 s3 [; g* X) y　　2.1原始文件
) j' ?8 j" I2 ?0 T" ~# _8 R　　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。
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　　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。
3 Q& S$ ?; H1 G  t, j" u　　2.2箱体cam流程图
' T" [7 G) u: v7 g7 U, n1 J& l8 N- ^0 X　　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。
　　其箱体cam流程图如图5所示。

文章关键词： 主轴箱   cad   cam