机械加工材料数据库系统开发

机械加工材料数据库系统开发
周爱玲曹岩
西安工业大学西安710032
摘要:（目的）材料科学是社会的三大支柱之一，材料的合理选择和处理直接影响着产品的质量和成本，材料信息系统将对材料的研究、开发、生产、推广、使用以及材料科学知识的普及教育起着重要的作用。

（方法）鉴于数据库的优越性及其发展速度，数据库技术被广泛应用到机械加工行业，为机械制造业实现自动化和智能化提供技术支持。

（意义）建立工艺数据信息数据库，向机械制造业提供合理或优化的工艺参数，是增强企业竞争力最有效的措施之一。

关键词：材料数据库; Access; PowerBuilder; 系统开发
1 引言
(研究的意义)材料数据库是科学数据库的重要组成部分，是材料研究和应用的重要依据，在现代工业的材料工程和机械制造中发挥着重要的作用。

(研究的目的)建造一个大型通用的机械加工材料数据库，对发展机械制造业具有长远的战略意义。

(研究的结果)一旦系统建成，从加工材料上考虑,设计师利用一台个人计算机即可对上千种材料的详细数据进行查询，比较、分析和筛选;对于具体的加工材料和加工条件,可以方便的筛选出满足加工艺要求和机械性能的刀具信息。

这样就可以在最短时间获得最大量的各种机械加工所需的数据和信息，可大大的提高效率，节省人力物力。

2 材料数据库内容分析
本文所建立的机械加工材料数据库,是包含工件、刀具及切削用量的综合数据库。

（1）根据材料数据库
工件材料数据库包含大量的文字、数据和表格，信息繁杂，所以数据库结构设计采用面向对象的关系型数据库。

首先对材料信息进行整理和分类，再对数据库的结构进行总体设计，如图1所示。

数据库中各个数据表的数据根据材料信息中的“牌号”进行关联，建立各表之间的参照完整性。

图1 工件材料数据库结构
（2）刀具材料数据库
刀具材料数据库的建立需要考虑刀具材料的组成，如图2所示，可作为刀具材料的主要有立方氮化硼、硬质合金材料、陶瓷材料、高速钢材料、涂层材料、金刚石材料等。

对于一种具体的刀具材料，需要考虑它的切削性能，主要包括硬度、抗弯强度、抗压强度、断裂、弹性模量等化学性能以及密度、导热率等物理性能。

此外，也需要考虑刀具与工件是否匹配的问题。

力学性能
物理性能
硬度
抗弯强度
抗压强度
断裂韧性弹性模量弹性模量弹性模量
立方氮化硼
硬质合金刀具陶瓷材料高速钢材料涂层材料金刚石材料
刀具材料
刀具材料具备的性能
图2 刀具材料数据库结构
（3）切削工艺数据库
切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量。

对于不同的工件、刀具、加工方式和加工精度，切削用量都会有差异，我们可以先按照加工特征划将切削工艺数据库分为车削用量库、孔加工切削库以及铣削用量数据库三类，其中孔加工方式包括钻孔、扩孔、铰孔。

3 系统功能分析
建立数据库是系统设计的重要一步，其关键是根据实现目的确定系统的功能。

经过分析，本系统的功能要求如下图3所示。

登录界面包含工件材料库、刀具材料库、切削工艺库、数
据维护功能、用户管理功能4项，其中工件材料库、刀具材料库、切削工艺库用来实现查询功能。

本文所设计的材料库查询分为简单查询和高级查询，具体如图4所示。

机械加工材料数据库系统
工件材料库
按材料牌号查询按
材
料
用
途
查
询
按
使
用
和
加
工
性
能
查
询
按
力
学
性
能
查
询
按
物
理
性
能
查
询
按
化
学
性
能
查
询
车
削
用
量
查
询
孔
加
工
用
量
查
询
铣
削
用
量
查
询
按
力
学
性
能
查
询
添
加
数
据
修
改
数
据
删
除
数
据
按
力
学
性
能
查
询
按
力
学
性
能
查
询
刀具材料库切削工艺库系统维护功能
按
力
学
性
能
查
询
系统维护功能
图3 机械加工材料数据库总体结构
图4系统查询功能示意图
4 开发方法
综合的应用环境要求机械加工材料数据库管理系统的开发平台是一个不仅能够支持该系统的体系构架，而且能够方便地进行系统移植、便于系统产品化与积木化、面向对象应用开发的设计平台。

PowerBuilder作为客户端的应用开发工具，主要完成表示逻辑方面的工作，例如菜单、录入界面的设计;而数据库服务器管理的是事务逻辑和数据存取方面的工作。

实现技术上，Sybase公司的PowerBuilder作为前台开发工具，Access关系数据库作为后台数据
库系统。

ODBC 作为二者的接口。

数据库
数据库
数据库
数据库
第一层
第二层
第三层
第四层
图5 通过ODBC 进行连接的四层图
PowerBuilder 通过ODBC 接口连接到各种数据库管理系统的调用层次如图6所示，它由4层结构构成。

第一层为ODBC 应用软件，即PowerBuilder 开发的应用程序;第二层为驱动管理程序;第三层为驱动程序，它处理ODBC 函数调用；第四层是数据源。

数据源用于定义一系列指向某个特定数据库的参数，包括要存取的数据以及相关的操作系统、数据库管理系统和网络系统。

这四层之间所实现的连接的内部程序调用过程是：应用程序通过调用ODBC 函数，向ODBC 数据源提供操作数据源的SQL 语句，并处理SQL 语句返回的结果。

PowerBuilder 通过动态链接库PB ODB80.DLL 完成这一功能。

对开发人员来说，调用ODBC 函数的过程是隐含的，它由PowerBuilder 自动完成。

在开发环境中，使用数据库画板配置ODBC 接口，即可实现与数据库的连接。

通过配置ODBC 接口实现PowerBuilder 连接到数据库要经过两步，如图6所示：
物理数据库
Power Builder 应用程序
第二步，配置数据库描述文件
（DB Profile ）
第一步，配置ODBC 数据源
图6 物理数据库和PB 连接过程
5 结论
本文提出建立一个包含工件材料库、刀具材料库、切削工艺数据库在内机械加工材料数据库，这个数据库是采用PowerBuilder，Access关系数据库作为后台数据库系统，ODBC作为二者的接口。

为了尽可能的完善这个数据库，我们所搜集的数据的可靠性要有保障。

因为数据的来源较多，有来自工厂的数据、实验室的数据，还有来自各种手册上的数据，这些数据应经过严格的分析、处理和评估，否则，其应用效果必然不佳。

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The development of mechanical processing materials database system
Zhou Ai-ling Cao Yan
Xi'An Technological University Xi Xi'An 710032
ABSTRACT: (Significance)Materials science is one of the three pillars of the society, and the reasonable selection of materials and processing directly influences the quality and the cost of the products. So the material information system will play an important role in material research, development, production, promotion, the use of materials and the popularization scientific knowledge education. (Method)In view of the superiority and its development speed of the database, its technology has been widely applied to mechanical processing industry, providing technical support for machinery manufacturing automation and intelligence. (Result)The establishment of the process data information database, which can provide a reasonable or optimization technology parameters, is one of the most effective measures to enhance the competitiveness of a enterprise.
KEY WORDS: Material database; Access; PowerBuilder; System development。