滚动轴承CADCAM集成系统的开发.docx
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滚动轴承CADCAM集成系统的开发
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
滚动轴承CAD/CAM集成系统的开发
1引言
滚动轴承为常用的标准件,其设计与制造具有特有的特点:
①轴承产品
设计与工艺设计复杂,计算工作量极大,易出错,但其数学模型相对统一,
设计流程标准化程度高,特别适合于应用计算机辅助设计。
②轴承制造
为大批量流水式生产,同一种型号的产品一次投产几万套、几十万套,生
产中重复环节较多,易于实现计算机辅助管理;③轴承制造过程中,由于
生产工序多、工艺流程复杂,且每一种工序都有严格的规定和检验记录,
信息交换量大,因此特别需要计算机辅助管理。
开发滚动轴承的CAD/CAM
集成系统,对提升企业的生产技术与管理水平,缩短产品开发周期具有积
极的促进作用。
本文基于某企业轴承产品开发实际流程,以计算机辅助为手段,开展轴
承CAD/CAM集成系统的开发研究。
首先对系统结构进行了探讨;其次介绍
了该系统的产品开发流程;最后就对系统的具体软件开发中关键技术进行
了研讨。
2系统功能与结构
2.1系统功能要求
根据轴承产品开发实际,滚动轴承CAD/CAM集成系统应能满足以下产品
专注下一代成长,为了孩子
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
开发功能要求:
(1)可完成标准或非标准滚动轴承产品的设计。
自动完成新产品的结构
设计计算,并依据相关技术标准自动查询各零件的尺寸公差、表面粗糙度
和形位公差的数据;依据计算和查询结果自动生成产品装配与零件设计图
纸,且设计的图纸必要时可人工修改,并保持图纸与数据库内的数据统一。
(2)可根据各类零件加工工艺技术标准,自动查询工艺数据,设计轴承
加工工艺;自动生成各零件加工工艺图纸文件,且设计的图纸必要时可人
工修改,并保持数据的唯一性。
(3)应具有功能完备的产品数据管理功能。
依据产品设计和工艺设计需
要建立数据库系统;并具有功能完备的数据库管理系统,可方便进行数据
查询、修改、增删等操作。
(4)系统要有良好的人机界面,可方便地进行滚动轴承产品的集成设计。
2.2系统结构
系统主要由控制模块、设计功能模块、数据库管理模块和数据库系统组
成。
2.2.1系统控制模块
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通过系统的人机界面,依据企业产品开发过程,协调各模块运行,统一
管理各模块数据流,以完成产品CAD/CAM过程。
2.2.2设计功能模块
设计功能模块,由初始化、CAD和CAM三个子模块组成,其中CAD模块
和cAM模块分别完成轴承产品设计和加工工艺设计,是产品开发系统的核
心。
2.2.3编辑功能模块
编辑功能模块是提供集成产品设计和工艺编辑环境。
当产品完成CAD设
计与加工工艺设计结束后,若需要对部分数据进行修改,可通过编辑模块
所提供的基于设计图模板的用户接口,对数据进行修改,所修改的数据可
直接存人数据库。
2.2.4数据库管理模块和数据库系统轴承
CAD/CAM集成系统包括:
实际产品数据库、轴承设计标准数据库、轴承工
艺标准数据库。
数据库管理模块用于各数据库的数据查询、增加、删除和
修改等功能。
3产品开发流程
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基于上述系统结构设计,同时考虑与企业现有产品设计及工艺设计模式
的衔接,当企业工程技术人员接到一个产品开发任务后,可将CAD/CAM集
成系统启动,首先通过系统的CAD模块,按图2流程完成产品结构设计,
其次利用系统的CAM模块进行工艺设计。
所有产品开发工作均在集成系统
内完成,从而实现了轴承产品开发的过程集成与信息集成,提高了产品开
发效率和组织管理水平。
3.1CAD模块工作流程
首先,设计人员要查询待设计产品是否企业己设计过,若已设计过,则
需再判断原设计产品是否符合待设计产品的要求,从而决定是否重新设计。
要完成这个功能,系统提供了相应的输人界面和产品数据库。
输人界面可
输人要设计产品的型号及精度等级。
系统将输入的轴承型号和精度等级组
合,形成产品ID号,查询产品数据库,若产品数据库没有该产品的相关
记录,则转人输入设计参数界面,开始新的产品设计;若产品数据库有该
产品的相关记录,则反馈该产品已存在信息,并将该产品的主要参数列表,
以供产品设计人员核对,决定是否修改,若产品设计人员确定不修改,则
此产品设计结束转人产品参数输出,否则转人的参数输入界面,进行产品
修改设计。
在此阶段系统根据输入的参数、结构设计计算模型,以及调用
相关的产品标准数据库的数据(标准结构参数、尺寸公差、形位公差、表
面粗糙度等)自动进行计算需要的其它参数,计算完后转入验算阶段,系
统根据产品设计人员输入的约束条件对计算后的结果进行验算,并返回验
算结果,若不合格则转回参数输入界面,对产品部分参数进行修改。
验算
合格后,就完成产品设计计算的任务,就可将该产品的所有相关参数存入
产品数据库,并输出设计结果(设计说明书输出、产品图纸绘制)。
经产品
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设计人员核对后,若还需对产品做局部的修改,可在系统的编辑模块进行
修改,以满足特殊客户的要求。
至此产品设计人员就完成了滚动轴承产品
的CAD任务,可转入滚动轴承产品的CAM任务。
3.2CAM模块工作流程
工艺设计人员根据CAD模块设计的产品数据,以及企业工艺标准进行工
艺设计。
工艺设计人员在接到设计任务后,可在系统的输人界面输人轴承
型号及等级,系统根据此数据查询产品数据库,若产品不存在,则转人
CAD模块,开始产品结构设计;否则查询是否该产品有工艺设计数据存在,
若有则输出该产品的工艺设计结果;若没有设计,则对该产品的内外套圈、
保持架等各零部件分别进行工艺设计,设计完后将该产品的所有工艺参数
存人产品数据库,并输出工艺(工艺图纸绘制),经工艺设计人员核对后,
若还需对产品做局部的修改,可在系统的编辑模块进行修改,以满足部分
产品对工艺要求的特殊性。
4系统的软件实现
4.1开发工具
系统采用面向对象的可视化编程工具软件
Mirosoftvisualstudio.NetBasiC作为开发工具。
VB.NET++提供了大量控
件,可用于设计界面和实现各种功能,并可方便地使用其所提供的ADO对
象1。
利用ADO创建数据源类的数据绑定功能和数据源连接,对开发本文
系统的产品设计模块、图形生成模块,以及数据管理模块起着重要的支持
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