麻花钻CAD_CAM系统
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收稿日期 :1999 年 9 月
图 1 麻花钻 CAD/ CAM 系统总体结构
主控模块用于完成系统主体控制功能 ,可根据 用户选择实现其它各个模块的功能 。进入系统后 , 首先显示各功能模块 ,用户选择某项功能后 ,其下拉 菜单再显示二级功能 ,并根据用户指令实现所要完 成的任务 。
2 零件特征建模及信息输入
辨证机一方面可实现用户数据与综合数据库的 信息传递 ,另一方面可监视事实空间 ,读取规则活动 轨迹 。事实空间的事实可分成两大类 ,一类事实是 稳定的 ,可以得出最终结果 ; 另一类事实是不稳定 的 ,是推理过程的中间动态结果 ,它可以作为下一级 推理的依据 ,使推导过程能最终完成 。
机械加工综合卡 简图 :
cation of a diamond2coated drawing die and basic performance
test. The 2nd International Conference on the Application of
Diamond Films and Related Materials , editors : M Yoshikawa et al , MY, Tokyo , Japan , 1993 :589～594 2 张志明 ,何贤昶 ,沈荷生等. CVD 金刚石涂层刀具附着力 的研究. 上海交通大学学报 ,1998 ,32 (3) :103～106 3 K Shibuki , K Sasaki , M Yagi , et al . Diamond coating on WC2Co and WC for cutting tools. Surface and Coating Technology ,1994 ,68/ 69 :369～373 4 何贤昶 ,沈挺 ,沈荷生等. 用垂直拉伸法测定金刚石薄膜 的附着强度. 机械工程材料 ,1998 ,22 (5) :7～9
零件名称 麻花钻 图号
001
材
名称 牌号
高速钢 毛
W18Cr4V 坯
种类 尺寸
料 性能
每批件数
每批件数
锻件
重 毛重 量 净重
共 页
第 页
更 改 内 容
序号
工序名称
车间 工种 设备名称 二类工具号
1 粗车刃部外圆至 <1511 + 012 ,柄部外圆至 <1912 + 012
钻头 车 C616
工时定额
编制
校对
审核
批准
图 4 麻花钻工艺卡片
2000 年第 34 卷 №4
19
25°压力角凸角磨前齿轮滚刀的设计
大连机车车辆厂 (116022) 张绍武 王 腾 靳化仁
摘 要 :根据齿轮啮合及滚刀设计原理 ,结合铁路内燃机车用牵引齿轮的加工实践 ,介绍了正前角 、25°压力角
凸角磨前齿轮滚刀的结构特征及设计方法 。 关键词 :磨前滚刀 , 齿轮滚刀 , 25°压力角 , 设计
4 产生式原理在工艺设计中的应用
图 2 信息系统模型
特征信息的输入采用隐式表示方式 ,即通过对 特征的抽象 ,以该特征的必要参数来表达 。该方式 采用一组可用于转换为几何模型的特征参数 ,而没 有采用涉及形状的几何构成元素 ,这样更适合于参 数化的造型设计 。
系统运行时 ,信息输入模块采用分层弹出方式 , 可根据上级输入内容并按产品主要特征及其子特征 逐级输入相应参数 。
Keywords : twist drill , CAD/ CAM , generated mode principle , feature model building , integrated knowledge database
近年来 ,面向对象技术发展迅速 ,不仅开发了大 量面向对象的软件系统 ,而且在理论上进行了大量 探讨 ,建立了面向对象的各类模型 ,开发了各种面向 对象的专家系统 。目前许多专家系统的结构已不再 局限于传统的知识库 —推理机基本体系 ,而是日趋 多样化 ,各种并行知识库 、辨证机也随之产生 。面向 对象软件的应用为专家系统的开发提供了重要手 段。
2 精车刃部外圆至 <1417 + 011
钻头 车 C616
3 磨柄部外圆至 <19 - 0106
钻头 磨 M1083
4 磨刃部外圆至 <1417 - 0106
钻头 磨 M1083
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5 四板搓外径至 <1513 + 014
钻头 搓 四搓板
四搓板
6 切 118°尖头
钻头 磨 MQ6025
7 粗磨刃部外圆至 <1418 - 0106
式中 dij为 bi 的一种技术事项 ,它一般为无序集 。 根据上面两个集合 ,按设计方法学的原理 ,可以
构成功能设计矩阵 。设 m 1 = m 2 = m 3 = …= m n = m ,则功能矩阵 A 为
d11 d12 … d1m d21 d22 … d2m A= … ……… dn1 dn2 … dnm
钻头 磨 M1083
8 刃部热处理 HRC63～66
热处理 热 盐浴炉
9 柄部钻中心孔
钻头 钻 Z4112
中心钻
10 车柄部莫氏锥度 :<18123 ,1 :20102
钻头 车 C615
11 车颈部及空刀槽
钻头 车 C616
12 铣扁尾厚 63 - 0122
钻头 铣 X62
盘铣刀
13 扁尾热处理及喷砂 HRC30～45
(3) 尺寸标准库 :为便于在零件图上标注各类尺 寸 ,单独建立了尺寸标准库 ,它可完成各种类型直线 尺寸 、角度尺寸的标注 。
(4) 图幅库 :可完成图幅设计 、标题栏绘制等功 能。
麻花钻设计模块由于采用了参数化设计方式 , 除可很快绘制出标准麻花钻的工作图外 ,对于非标 麻花钻头 ,也可根据设计要求和各子类结构特征完 成钻头的设计和绘图工作 。
本研究得到上海斯米克拉丝模公司 、南京天地 集团新金刚石公司的合作和帮助 ,上海师范大学王 桂华副教授进行了喇曼谱图分析 ,上海东亚焊接材 料厂和南京金宇焊接材料厂进行了涂层拉丝模的工 作寿命试验 ,作者对上述单位和个人表示衷心感谢 。
参考文献
1 Masao Murakawa , Sadao Takeuchi , Kazunari Yoshida. Fabri2
零件加工工艺对照矩阵 A 按分功能的顺序两 两相连 , 即可构成一条技术链 , 如 d1j —d2j —d3j — dnj 。在若干条技术链中 ,对于具体的零件要求 ,以 及特定的判断选择约束 ,零件可行的技术链只有几 条 。对可行的技术链再作适当的分析 、挑选 ,最终产 生技术上较为合理 、经济实用的工艺过程 。
CAD/ CAM 系统的集成化可大大缩短产品的设 计制造周期 ,提高企业的市场竞争力。本文对基于 PC 的麻花钻 CAD/ CAM 集成系统的开发作一介绍。
1 系统总体结构
麻花钻 CAD/ CAM 系统的总体结构如图 1 所 示 。系统由主控模块 、信息输入模块 、结构设计模 块 、工艺设计模块 、浏览修改模块 、输出打印模块 、文 件管理模块和帮助模块共八个功能模块组成 。
我们在工艺设计系统中应用产生式原理 ,建立 了一种新的专家系统结构 。在产生式原理中 ,知识 的表达与知识的功能 、作用应是不可分割的统一体 。 针对麻花钻的结构特点 ,在系统中把规则知识表示 与规则的推理集成在一个规则对象中 ,从而将知识 库与推理规则合并为集成知识库 ,使系统对每个对 象均能独立 、高效地工作 。产生式原理的基本结构 如图 3 所示 。
CAD/ CAM System f or Twist Drills Liu Yanling et al
Abstract : The built2up and function models of t he CAD/ CAM system for twist drills developed in PC are introduced. The application of generated mode principle to process design is discussed.
B = { bi} ( i = 1 ,2 ,3 , …, n)
工艺过程中的各个工序是拓扑排序 ,因此 B 为
18
工具技术
有序集合 。式中 bi 为分功能 ,各分功能与其相关加 工技术的集合是相对应的 ,即 bi 可由形成相应的分 功能技术集 Di 来表示 ,即
Di = { dij} ( i = 1 ,2 ,3 , …, n ; j = 1 ,2 ,3 , …, n)
16
工具技术
麻花钻 CAD/ CAM 系统
天津理工学院 (300191) 刘艳玲 李 强 李克旺 徐一春 天津轻工装潢机械厂 (300212) 张秀森
摘 要 :介绍了在微机上开发的麻花钻 CAD/ CAM 系统的总体结构及各功能模块 ,探讨了产生式原理在工艺 设计中的应用 。
关键词 :麻花钻 , CAD/ CAM , 产生式原理 , 特征建模 , 集成知识库
3 结构设计及图形绘制
AutoCAD 是目前应用最为广泛的 CAD 软件 包 。在麻花钻 CAD 中我们采用了 AutoCAD R14 作 为基础绘图软件 ,采用 C 语言和 ADS 文件形式对麻 花钻的各类型结构进行参数化设计和绘图 ,并可实 现工程图和工序简图的绘制 。
结构设计模块可根据控制模块指令和传递数据 读取零件结构参数 。我们采用 ADS 方式进行参数 化编程 ,实现了参数化设计 。为了提高设计效率 ,系 统建立了大量图形库 、符号库 、尺寸标准库和图幅 库。
(1) 图形库 :一类为标准结构参数图形 ,其参数
图 3 产生式原理基本结构
集成知识库由两大部分组成 ,一部分存放该领 域的专家知识条件 ,另一部分存放特定条件下的规 则及有关操作内容 。
根据系统工程的观点 ,可将工艺过程看作一个 完整的功能系统 ,它是由不同性质 、按照不同层次结 构连接起来的分功能系统组成 。对于机械加工而 言 ,可将工艺过程系统分为若干个工序子系统 。根 据集合的概念 ,可得到整个加工工艺系统 B 为
编辑 :益 科
2000 年第 34 卷 №4
17
理解的一致性 。 CAD/ CAM 集成化系统对信息的要求不同 ,对零
件特征的描述也不相同 。我们在系统中将特征库与 零件数据库相匹配 ,按形状特征、精度特征、工艺特 征、材料特征等方面进行数据管理 ,同时将“零件”、 “加工工艺”“、制造资源”看作三个对象 。“零件”可以 是由简单的特征型面类对象通过某种聚合后组成的 复杂对象 ,而这些特征型面可以用在不同层次上表达 特征的信息和属性来构成 。麻花钻的主要特征包括 柄部 、颈部 、刃部等子类特征 。而空刀槽 、倒角 、圆角 等则可看作辅助特征 。“加工工艺”可以分成工序 、工 步等层次 。“制造资源”则由机床 、夹具 、二类刀具 、量 具等组成。信息系统模型如图 2 所示。
Design of Pre2grinding Hob with 25°Pressure Angle & Protruding Prof ile
我们在系统开发中采用了产品特征建模方法 , 即将产品对象的特征看成一组与产品模型相关的信 息集合 ,将产品描述为各种特征的有机组合 ,从而使 特征成为系统信息的有效载体 ,以保证产品生命周 期内各个阶段对产品信息的不同需求与对产品信息
力能满足实际拉丝的要求 ,涂层拉丝模的寿命可提 高 3～5 倍 。
热处理 热 盐浴炉
14 研磨中心孔
钻头 钻 Z4112
15 粗磨柄部外圆至 <1719 ,1 :20102 ,刃部外圆至 <1414 - 0104 钻头 磨 M131
16 精磨柄部 、刃部外圆成活
钻头 磨 M131
17 开刃
钻头 磨 MQ6025
18 滚字
钻头 钻 B665
19 表面蒸汽处理
热处理 热 工式炉
基本上已标准化 ,建立相应图形时可以直接调用 ;另 一类图形在结构上有较大相似性 ,只在尺寸或某些 参数上有所不同 ,可采用参数化设计方法建立相应 的程序 。按零件的各种特征建立相应的图形库 ,程 序根据信息特征参数可直接调用相应图形库 ,即可 很快完成该特征的结构设计 。
(2) 符号库 :按照国家及行业有关标准 ,对各种 形位公差 、粗糙度符号 、焊接符号等建立符号库 ,绘 图时可直接调用插入 。
图 1 麻花钻 CAD/ CAM 系统总体结构
主控模块用于完成系统主体控制功能 ,可根据 用户选择实现其它各个模块的功能 。进入系统后 , 首先显示各功能模块 ,用户选择某项功能后 ,其下拉 菜单再显示二级功能 ,并根据用户指令实现所要完 成的任务 。
2 零件特征建模及信息输入
辨证机一方面可实现用户数据与综合数据库的 信息传递 ,另一方面可监视事实空间 ,读取规则活动 轨迹 。事实空间的事实可分成两大类 ,一类事实是 稳定的 ,可以得出最终结果 ; 另一类事实是不稳定 的 ,是推理过程的中间动态结果 ,它可以作为下一级 推理的依据 ,使推导过程能最终完成 。
机械加工综合卡 简图 :
cation of a diamond2coated drawing die and basic performance
test. The 2nd International Conference on the Application of
Diamond Films and Related Materials , editors : M Yoshikawa et al , MY, Tokyo , Japan , 1993 :589～594 2 张志明 ,何贤昶 ,沈荷生等. CVD 金刚石涂层刀具附着力 的研究. 上海交通大学学报 ,1998 ,32 (3) :103～106 3 K Shibuki , K Sasaki , M Yagi , et al . Diamond coating on WC2Co and WC for cutting tools. Surface and Coating Technology ,1994 ,68/ 69 :369～373 4 何贤昶 ,沈挺 ,沈荷生等. 用垂直拉伸法测定金刚石薄膜 的附着强度. 机械工程材料 ,1998 ,22 (5) :7～9
零件名称 麻花钻 图号
001
材
名称 牌号
高速钢 毛
W18Cr4V 坯
种类 尺寸
料 性能
每批件数
每批件数
锻件
重 毛重 量 净重
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更 改 内 容
序号
工序名称
车间 工种 设备名称 二类工具号
1 粗车刃部外圆至 <1511 + 012 ,柄部外圆至 <1912 + 012
钻头 车 C616
工时定额
编制
校对
审核
批准
图 4 麻花钻工艺卡片
2000 年第 34 卷 №4
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25°压力角凸角磨前齿轮滚刀的设计
大连机车车辆厂 (116022) 张绍武 王 腾 靳化仁
摘 要 :根据齿轮啮合及滚刀设计原理 ,结合铁路内燃机车用牵引齿轮的加工实践 ,介绍了正前角 、25°压力角
凸角磨前齿轮滚刀的结构特征及设计方法 。 关键词 :磨前滚刀 , 齿轮滚刀 , 25°压力角 , 设计
4 产生式原理在工艺设计中的应用
图 2 信息系统模型
特征信息的输入采用隐式表示方式 ,即通过对 特征的抽象 ,以该特征的必要参数来表达 。该方式 采用一组可用于转换为几何模型的特征参数 ,而没 有采用涉及形状的几何构成元素 ,这样更适合于参 数化的造型设计 。
系统运行时 ,信息输入模块采用分层弹出方式 , 可根据上级输入内容并按产品主要特征及其子特征 逐级输入相应参数 。
Keywords : twist drill , CAD/ CAM , generated mode principle , feature model building , integrated knowledge database
近年来 ,面向对象技术发展迅速 ,不仅开发了大 量面向对象的软件系统 ,而且在理论上进行了大量 探讨 ,建立了面向对象的各类模型 ,开发了各种面向 对象的专家系统 。目前许多专家系统的结构已不再 局限于传统的知识库 —推理机基本体系 ,而是日趋 多样化 ,各种并行知识库 、辨证机也随之产生 。面向 对象软件的应用为专家系统的开发提供了重要手 段。
2 精车刃部外圆至 <1417 + 011
钻头 车 C616
3 磨柄部外圆至 <19 - 0106
钻头 磨 M1083
4 磨刃部外圆至 <1417 - 0106
钻头 磨 M1083
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5 四板搓外径至 <1513 + 014
钻头 搓 四搓板
四搓板
6 切 118°尖头
钻头 磨 MQ6025
7 粗磨刃部外圆至 <1418 - 0106
式中 dij为 bi 的一种技术事项 ,它一般为无序集 。 根据上面两个集合 ,按设计方法学的原理 ,可以
构成功能设计矩阵 。设 m 1 = m 2 = m 3 = …= m n = m ,则功能矩阵 A 为
d11 d12 … d1m d21 d22 … d2m A= … ……… dn1 dn2 … dnm
钻头 磨 M1083
8 刃部热处理 HRC63～66
热处理 热 盐浴炉
9 柄部钻中心孔
钻头 钻 Z4112
中心钻
10 车柄部莫氏锥度 :<18123 ,1 :20102
钻头 车 C615
11 车颈部及空刀槽
钻头 车 C616
12 铣扁尾厚 63 - 0122
钻头 铣 X62
盘铣刀
13 扁尾热处理及喷砂 HRC30～45
(3) 尺寸标准库 :为便于在零件图上标注各类尺 寸 ,单独建立了尺寸标准库 ,它可完成各种类型直线 尺寸 、角度尺寸的标注 。
(4) 图幅库 :可完成图幅设计 、标题栏绘制等功 能。
麻花钻设计模块由于采用了参数化设计方式 , 除可很快绘制出标准麻花钻的工作图外 ,对于非标 麻花钻头 ,也可根据设计要求和各子类结构特征完 成钻头的设计和绘图工作 。
本研究得到上海斯米克拉丝模公司 、南京天地 集团新金刚石公司的合作和帮助 ,上海师范大学王 桂华副教授进行了喇曼谱图分析 ,上海东亚焊接材 料厂和南京金宇焊接材料厂进行了涂层拉丝模的工 作寿命试验 ,作者对上述单位和个人表示衷心感谢 。
参考文献
1 Masao Murakawa , Sadao Takeuchi , Kazunari Yoshida. Fabri2
零件加工工艺对照矩阵 A 按分功能的顺序两 两相连 , 即可构成一条技术链 , 如 d1j —d2j —d3j — dnj 。在若干条技术链中 ,对于具体的零件要求 ,以 及特定的判断选择约束 ,零件可行的技术链只有几 条 。对可行的技术链再作适当的分析 、挑选 ,最终产 生技术上较为合理 、经济实用的工艺过程 。
CAD/ CAM 系统的集成化可大大缩短产品的设 计制造周期 ,提高企业的市场竞争力。本文对基于 PC 的麻花钻 CAD/ CAM 集成系统的开发作一介绍。
1 系统总体结构
麻花钻 CAD/ CAM 系统的总体结构如图 1 所 示 。系统由主控模块 、信息输入模块 、结构设计模 块 、工艺设计模块 、浏览修改模块 、输出打印模块 、文 件管理模块和帮助模块共八个功能模块组成 。
我们在工艺设计系统中应用产生式原理 ,建立 了一种新的专家系统结构 。在产生式原理中 ,知识 的表达与知识的功能 、作用应是不可分割的统一体 。 针对麻花钻的结构特点 ,在系统中把规则知识表示 与规则的推理集成在一个规则对象中 ,从而将知识 库与推理规则合并为集成知识库 ,使系统对每个对 象均能独立 、高效地工作 。产生式原理的基本结构 如图 3 所示 。
CAD/ CAM System f or Twist Drills Liu Yanling et al
Abstract : The built2up and function models of t he CAD/ CAM system for twist drills developed in PC are introduced. The application of generated mode principle to process design is discussed.
B = { bi} ( i = 1 ,2 ,3 , …, n)
工艺过程中的各个工序是拓扑排序 ,因此 B 为
18
工具技术
有序集合 。式中 bi 为分功能 ,各分功能与其相关加 工技术的集合是相对应的 ,即 bi 可由形成相应的分 功能技术集 Di 来表示 ,即
Di = { dij} ( i = 1 ,2 ,3 , …, n ; j = 1 ,2 ,3 , …, n)
16
工具技术
麻花钻 CAD/ CAM 系统
天津理工学院 (300191) 刘艳玲 李 强 李克旺 徐一春 天津轻工装潢机械厂 (300212) 张秀森
摘 要 :介绍了在微机上开发的麻花钻 CAD/ CAM 系统的总体结构及各功能模块 ,探讨了产生式原理在工艺 设计中的应用 。
关键词 :麻花钻 , CAD/ CAM , 产生式原理 , 特征建模 , 集成知识库
3 结构设计及图形绘制
AutoCAD 是目前应用最为广泛的 CAD 软件 包 。在麻花钻 CAD 中我们采用了 AutoCAD R14 作 为基础绘图软件 ,采用 C 语言和 ADS 文件形式对麻 花钻的各类型结构进行参数化设计和绘图 ,并可实 现工程图和工序简图的绘制 。
结构设计模块可根据控制模块指令和传递数据 读取零件结构参数 。我们采用 ADS 方式进行参数 化编程 ,实现了参数化设计 。为了提高设计效率 ,系 统建立了大量图形库 、符号库 、尺寸标准库和图幅 库。
(1) 图形库 :一类为标准结构参数图形 ,其参数
图 3 产生式原理基本结构
集成知识库由两大部分组成 ,一部分存放该领 域的专家知识条件 ,另一部分存放特定条件下的规 则及有关操作内容 。
根据系统工程的观点 ,可将工艺过程看作一个 完整的功能系统 ,它是由不同性质 、按照不同层次结 构连接起来的分功能系统组成 。对于机械加工而 言 ,可将工艺过程系统分为若干个工序子系统 。根 据集合的概念 ,可得到整个加工工艺系统 B 为
编辑 :益 科
2000 年第 34 卷 №4
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理解的一致性 。 CAD/ CAM 集成化系统对信息的要求不同 ,对零
件特征的描述也不相同 。我们在系统中将特征库与 零件数据库相匹配 ,按形状特征、精度特征、工艺特 征、材料特征等方面进行数据管理 ,同时将“零件”、 “加工工艺”“、制造资源”看作三个对象 。“零件”可以 是由简单的特征型面类对象通过某种聚合后组成的 复杂对象 ,而这些特征型面可以用在不同层次上表达 特征的信息和属性来构成 。麻花钻的主要特征包括 柄部 、颈部 、刃部等子类特征 。而空刀槽 、倒角 、圆角 等则可看作辅助特征 。“加工工艺”可以分成工序 、工 步等层次 。“制造资源”则由机床 、夹具 、二类刀具 、量 具等组成。信息系统模型如图 2 所示。
Design of Pre2grinding Hob with 25°Pressure Angle & Protruding Prof ile
我们在系统开发中采用了产品特征建模方法 , 即将产品对象的特征看成一组与产品模型相关的信 息集合 ,将产品描述为各种特征的有机组合 ,从而使 特征成为系统信息的有效载体 ,以保证产品生命周 期内各个阶段对产品信息的不同需求与对产品信息
力能满足实际拉丝的要求 ,涂层拉丝模的寿命可提 高 3～5 倍 。
热处理 热 盐浴炉
14 研磨中心孔
钻头 钻 Z4112
15 粗磨柄部外圆至 <1719 ,1 :20102 ,刃部外圆至 <1414 - 0104 钻头 磨 M131
16 精磨柄部 、刃部外圆成活
钻头 磨 M131
17 开刃
钻头 磨 MQ6025
18 滚字
钻头 钻 B665
19 表面蒸汽处理
热处理 热 工式炉
基本上已标准化 ,建立相应图形时可以直接调用 ;另 一类图形在结构上有较大相似性 ,只在尺寸或某些 参数上有所不同 ,可采用参数化设计方法建立相应 的程序 。按零件的各种特征建立相应的图形库 ,程 序根据信息特征参数可直接调用相应图形库 ,即可 很快完成该特征的结构设计 。
(2) 符号库 :按照国家及行业有关标准 ,对各种 形位公差 、粗糙度符号 、焊接符号等建立符号库 ,绘 图时可直接调用插入 。