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。
　　1主轴箱传动系统cad
8 F, e5 f" {2 R3 e　　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
4 p# v/ O, L$ i$ z$ Y　　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;
+ u+ v0 T& B- H　　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。
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　　1.2传动cad系统流程图
, E9 \6 k1 k' t# x1 t8 \　　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。
$ J, _/ L( g  _1 z+ O1 A, 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。
# B1 O2 r; X: d$ k0 S0 s: L　　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:
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) g4 q( `/ a+ Q1 e' }: h/ _5 f　　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。
& v( V. ?, X' L$ D　　初始化———将根据原始数据绘出原始依据图;
' O+ X1 b, a( X8 _　　上一步———将返回最后操作的前一步;
8 G6 O9 \1 I5 Y8 S" U3 W! f/ m  e　　运行———将根据定位类型进行设计。
' q! d# `$ B0 A7 e  \0 ~　　2主轴箱箱体cam
9 T1 k$ {1 V6 t  {! {　　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
* u  ]) J8 r" p$ L0 |　　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。
; b) Z  F7 b/ }/ ?: ~; L2 L7 v　　2.2箱体cam流程图
+ k/ d3 u$ Q- p3 d/ z2 t5 J2 i, q　　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。
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$ i  S! t7 `9 i4 F. M& f! R文章关键词： 主轴箱   cad   cam