檢具設(shè)計開發(fā)智能程序

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圖1功能表設(shè)計模塊的操作界面

常用的檢查工具（例如功能量規(guī)，光滑極限量規(guī)，可變螺紋量規(guī)和錐度心軸）的設(shè)計過程需要大量數(shù)據(jù)和計算，這容易出錯且效率低下。我們使用Visual軟件進行程序開發(fā)，使用數(shù)組技術(shù)，總結(jié)傳統(tǒng)的檢具設(shè)計經(jīng)驗，編譯了檢具設(shè)計智能程序，易于使用，計算結(jié)果準確智能檢具，界面美觀大方，是該方法的創(chuàng)新突破的檢具設(shè)計。

功能規(guī)，光滑限位規(guī)，可變螺紋規(guī)和錐度軸通常用于工具設(shè)計中，例如常用檢查工具的設(shè)計中。這些檢查工具通常是根據(jù)國家標準和工廠標準設(shè)計的。它們具有某些共同的設(shè)計原理和計算規(guī)則，但是這些標準相當(dāng)復(fù)雜，計算過程也非常復(fù)雜，并且容易出錯，尤其是可變螺距。用于螺紋規(guī)設(shè)計的齒輪配對的計算是非常耗時的任務(wù)。基于上述原因，開發(fā)了用于檢測工具智能設(shè)計的程序。

定制功能軟件

該軟件是工程計算軟件，涉及大量數(shù)據(jù)，但是考慮到程序的可移植性，我們都使用數(shù)組而不是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，因此不需要其他支持文件?？蓤?zhí)行程序被編譯為單個文件Mechanic，大小約為，在適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)環(huán)境下，無需安裝，復(fù)制即可運行，是中小型的“綠色”應(yīng)用軟件。這套軟件是使用Microsoft的高級開發(fā)工具Visual Suite中的Microsoft Visual軟件開發(fā)的，并采用模塊化結(jié)構(gòu)。它是根據(jù)相應(yīng)的國家標準和工廠標準量身定制的，結(jié)合了本科室設(shè)計師多年的設(shè)計經(jīng)驗和工廠模具制造水平。所有必需的功能都已實現(xiàn)。

在編程過程中，我們靈活地使用Visual引入的各種新技術(shù)，以使程序界面更加生動，易于使用。例如，ErrorProvider是一個錯誤提示控件，用于檢測每個文本框的輸入是否滿足要求，并迅速給出閃爍的提示符號以使程序運行更簡潔，避免像通常的彈出窗口一樣煩人的消息窗口。并通過編程來控制ErrorProvider的行為，使用它來識別某些控件的狀態(tài)，例如在單選按鈕控件上使用它來識別其單擊狀態(tài)，并改善了默認設(shè)置（在藍色背景上不清楚）的缺點。另外，為了與整個接口方案配合使用，使用了LinkLabel和Group控件，并結(jié)合了剛才提到的ErrorProvider控件，以實現(xiàn)傳統(tǒng)的制表符功能。

該軟件的運行環(huán)境為Windows2000、WindowsXP及更高版本，并且需要安裝Franework通用框架。程序運行時，它占用大約20M的內(nèi)存，具體取決于打開的子窗口的更改量。程序說明和功能：

1。該軟件名為“ boyboy解決方案：Mechanical Solution”，該程序采用MDI框架集成模式，打開的子窗口數(shù)量不受限制；

2。包括四個集成模塊：功能量規(guī)設(shè)計，平滑限位規(guī)設(shè)計，可變螺距量規(guī)設(shè)計的齒輪匹配計算和錐度芯棒設(shè)計，它們對應(yīng)于工具欄左側(cè)的4個按鈕圖標；

3。中間的四個按鈕用于子窗口排列：垂直和水平排列，堆疊和還原窗口大小。最后一個關(guān)閉按鈕具有關(guān)閉子窗口并退出整個程序以及收集內(nèi)存垃圾的功能。它的關(guān)閉原理是首先關(guān)閉當(dāng)前活動的子窗口，當(dāng)關(guān)閉子窗口時，退出整個程序；

4。為了滿足不同人群的需求，該軟件專門設(shè)計了具有相同功能的英語菜單；

5。狀態(tài)欄上有版本信息，便于軟件更新和升級。當(dāng)前版本為V1.3;

6。該程序每個功能的設(shè)計都充分體現(xiàn)了人性化的設(shè)計理念。

軟件模塊功能

由于檢具設(shè)計相當(dāng)專業(yè)并且設(shè)計原理很復(fù)雜，尤其是功能儀表的設(shè)計，為了避免輸入錯誤，該軟件采用.NET的異常處理機制以及大量的鏈接和輸入錯誤校對設(shè)計，使軟件穩(wěn)定可靠地運行，不會出現(xiàn)“運行時”錯誤。框架結(jié)構(gòu)還便于將來添加新功能而又不破壞程序接口的完整性，因此其功能是可擴展的。以下是每個模塊的詳細說明：

1。功能儀表設(shè)計（GB / T 8069-98）

功能儀表是整個軟件中最復(fù)雜的部分，主要是由于其復(fù)雜的設(shè)計原理，許多人無法弄清其線索，例如聯(lián)合檢查和單獨檢查的選擇，各種檢查的含義和目的。公差和基準類型正確選擇等。過去，技術(shù)人員的計算過程通常在設(shè)計時寫一頁16K的手稿紙，因此這項工作非常麻煩且費時。該軟件很好地解決了此類問題。只要做出適當(dāng)?shù)倪x擇并輸入各種數(shù)據(jù)，就可以自動生成檢查零件，定位零件和導(dǎo)向零件的尺寸和磨損極限。

該模塊大約有兩頁操作界面，可以隨時切換。第一步是選擇適當(dāng)?shù)幕鶞暑愋汀２僮鹘缑嫒鐖D1所示。基準選擇為“平面和中心元素”。該程序的最終運行界面如圖2所示。

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圖2功能表設(shè)計模塊的最終運行界面

在圖2中，要測試的孔是一組φ螺栓孔，并選擇了工廠標準的自由公差。該程序會根據(jù)我們的技術(shù)標準自動生成+。待測位置為φ，其定位基準為φ定位孔和平坦表面。在此示例中，我們首先在“數(shù)據(jù)選擇”頁面上選擇“平面和中心元素”，然后切換到“數(shù)據(jù)和選項”選項卡。由于檢查過程已經(jīng)單獨測試了定位孔，因此我們可以選擇“順序檢查”，檢查部分通常采用螺栓形式，以便于操作。根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，我們采用階梯式導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。由于要測試的元件和定位元件是孔，因此我們選擇“外部元件”作為檢查零件和定位零件。被測元素自然是“參考元素或分組元素”，并且將自動生成待測孔的位置以及上下公差。定位孔的上下偏差基于H7提供默認值。通過這些必要的設(shè)置后，執(zhí)行計算并立即在右下角的輸出窗口中顯示相應(yīng)的計算結(jié)果：檢查零件尺寸，定位零件尺寸，檢查零件導(dǎo)向零件尺寸，檢查零件定向公差，定位零件定向公差，固定的導(dǎo)向零件零件的定向公差，導(dǎo)向零件的臺階的同軸度，導(dǎo)向零件的間隙和間隙磨損極限。

2。光滑極限計（Q / WC6）

光滑極限計的設(shè)計和應(yīng)用更加廣泛，包括常用的端部塞規(guī)，卡尺和模板，甚至一些測量桿也適用于這種計算規(guī)則。

此軟件模塊采用新的國家公差和配合標準。除了提供直通端的尺寸和磨損極限外，常用的錐形柄圓柱塞規(guī)還提供了符合國家標準結(jié)構(gòu)的詳細尺寸。過去，這些任務(wù)使用手動查表計算，這非常麻煩。有20多個數(shù)據(jù)需要查詢。由于通常的技術(shù)標準數(shù)據(jù)僅提供標準公差帶的參考查詢數(shù)據(jù)，因此對于適用于非標準公差的平滑極限量規(guī)，僅可以使用差值法來計算準確數(shù)據(jù)，對于

在此模塊的編程中遇到很多數(shù)據(jù)處理問題。由于數(shù)據(jù)基于國家技術(shù)標準，因此數(shù)據(jù)量很大，并且在使用過程中無需更改這些數(shù)據(jù)，只需要正確輸入一次即可。因此，為了確保程序的可移植性，我們沒有使用數(shù)據(jù)庫，這使得軟件的使用更加簡潔。運行界面如圖3所示。

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圖3極限限位器運行界面

從圖3可以看出，該軟件分為兩部分：輸入?yún)^(qū)域（左）和輸出區(qū)域（右）。數(shù)據(jù)輸入也很簡單。通常只需要基本尺寸和公差帶代碼。上下偏差可以從國家標準或工廠中選擇。標準會自動生成，但是非標準公差需要手動輸入，其他選項具有默認設(shè)置。這也是該軟件的通用樣式，用戶可以根據(jù)需要進行一些更改。該軟件還為輸入數(shù)據(jù)提供錯誤檢測，其他模塊同樣完善。輸出結(jié)果是通孔的尺寸，通孔的磨損極限以及為錐柄圓柱塞規(guī)選擇的手柄的類型和標準。在計算非標準公差的塞規(guī)設(shè)計時，應(yīng)選擇插值方法，只需在“計算選項”中選擇“使用插值”選項，比手動計算更方便，準確。輸出區(qū)域中儀表的結(jié)構(gòu)示意圖隨儀表的目的而變化。用戶可以選擇使用孔或軸。相應(yīng)的示意圖是塞規(guī)或卡板。對于最常用的錐形柄圓柱塞規(guī)，根據(jù)國家標準給出了詳細的結(jié)構(gòu)尺寸，以供參考。此外，對于有特殊精度要求的用戶，該軟件允許更改輸出結(jié)果的精度，通常適用于具有非標準公差的量規(guī)設(shè)計。

3。變螺距螺紋??規(guī)齒輪配對的計算

螺紋規(guī)的設(shè)計通常需要消除間隙。因此，通常將其設(shè)計為可變螺距規(guī)。在制造過程中需要提供一組嚙合齒輪的匹配參數(shù)。齒輪匹配計算非常復(fù)雜。它是一種篩選計算，基于給定的理想傳動比，通過篩選方法精確匹配以找到合適的齒輪齒數(shù)，每組4個（Z1、Z2、Z3和Z4），則傳動比的計算公式為z =（Z1×Z2)/（Z3×Z4)），濾波器的計算公式為：

︱z理想傳動比︱≤容差

公差是匹配計算的精度，默認由程序或人工控制設(shè)置。請注意，如果程序無法匹配任何結(jié)果，則容差設(shè)置太小。在重新計算之前，應(yīng)適當(dāng)增加它。該模塊的運行界面如圖4所示。

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圖4齒輪匹配計算模塊的操作界面

在圖4中選擇了快速計算，在549081組數(shù)據(jù)中總共找到40組滿足要求的匹配數(shù)據(jù)，并且每組數(shù)據(jù)的傳輸率均不超過設(shè)置值。該程序會建議最準確的數(shù)據(jù)集，并且具體選擇需要考慮實際情況，例如，現(xiàn)有加工條件無法提供所需數(shù)量的齒輪齒。計算結(jié)束后，用戶雙擊任何數(shù)據(jù)行，程序?qū)@示該組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果。該程序完成的工作量非常大。如果是手動計算，則將花費大約半天的時間，而且不可能如此精確。該軟件模塊已應(yīng)用于工裝設(shè)計工作，節(jié)省了大量寶貴的時間，并取得了良好的效果。

4。錐心軸設(shè)計

帶有錐度的心軸通常在輔助零件檢查中用作輔助測量工具。由于工件具有中心孔，因此無法將其直接固定到套管上。例如，齒輪端面跳動的檢測需要使用芯。桿用于將其定位在工作臺上以進行旋轉(zhuǎn)檢測。錐度心軸必須具有幾個特性：首先，心軸必須具有良好的制造精度，尤其是對于兩端中心孔的打磨而言；其次，必須與工件精確匹配，以消除匹配間隙，提高測量精度。芯棒的設(shè)計原理并不復(fù)雜，但是手動計算通常令人頭暈，并且使用計算機進行快速準確的計算具有很大的優(yōu)勢。該程序模塊的運行界面如圖5所示。

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圖5 Mandrel設(shè)計模塊運行界面

如圖5所示，根據(jù)要測試的孔的大小，要測試的孔的錐度和孔的深度來設(shè)計程序。該程序具有3種設(shè)計模式，根據(jù)錐度，總長度或錐度智能檢具，使用總長度優(yōu)化設(shè)計。該圖顯示了選定的最佳設(shè)計方案。它與錐度在1：3000和1：500之間以及長度在150和300mm之間相匹配。計算結(jié)果為錐度為1：2200、，總長度為200mm芯棒。輸出窗口給出一些必要的尺寸，例如距大端10mm的尺寸，心軸的長度和錐度。制造的心軸將檢測這三個尺寸以確保精度。心軸的制造公差是根據(jù)我廠的實際情況確定的。這取決于制造水平。該程序還提供了一些參考輔助尺寸，例如較大的邊距尺寸10和倒角，以及兩端中心孔的推薦型號。這些尺寸可以更改，但是總長度應(yīng)相應(yīng)縮短或加長。值得注意的是，用戶可以利用軟件計算的便利性，不斷調(diào)整設(shè)計參數(shù)，直到計算結(jié)果更加合理為止。

結(jié)論

總而言之，檢具設(shè)計智能軟件是為我們公司的工具設(shè)計工作量身定制的一套實用軟件。該軟件不僅可以滿足我們設(shè)計工作的要求，而且可以在許多技術(shù)方面結(jié)合公司的實際情況和制造水平，還可以整合我們多年的模具設(shè)計經(jīng)驗。目前，該軟件已經(jīng)在相關(guān)部門推廣和使用，并獲得了好評。