齒輪刀具的常規(guī)設(shè)計方法相當(dāng)繁瑣，專業(yè)性強(qiáng)，涉及上百個設(shè)計參數(shù)，數(shù)據(jù)環(huán)環(huán)相扣，計算任務(wù)量大，且容易出錯，造成設(shè)計的反復(fù)。齒輪刀具設(shè)計式的落后使齒輪生產(chǎn)周期延長，精度難以保證，制約了齒輪產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。為解決這一問題，本研究以參數(shù)化設(shè)計為基礎(chǔ)，將齒輪刀具設(shè)計過程中的計算和繪圖進(jìn)行了集成，開發(fā)出了齒輪刀具CAD 軟件系統(tǒng)，較好解決了齒輪生產(chǎn)中的"瓶頸"問題。

　　2 齒輪刀具CAD 系統(tǒng)的設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)功能設(shè)置

　　本軟件系統(tǒng)設(shè)置了包括6 類9 種齒輪刀具的輔助設(shè)計功能和刀具設(shè)計數(shù)據(jù)庫(見圖1)。系統(tǒng)除可完成齒輪刀具的輔助設(shè)計外，還開發(fā)了常見的機(jī)械傳動設(shè)計功能，如齒輪變速箱的自動設(shè)計等;并開發(fā)了二維繪圖和顯示功能，可對自動生成的刀具工作圖進(jìn)行修改和縮放，從而拓展了軟件的使用范圍。

　　運(yùn)行系統(tǒng)后，齒輪刀具的設(shè)計流程如下:單擊齒輪刀具主菜單→選擇需要設(shè)計的齒輪刀具→在對話框中交互輸人設(shè)計參數(shù)→自動進(jìn)行設(shè)計計算→自動繪制刀具工作圖→存儲數(shù)據(jù)文件。

　　2.2 齒輪刀具設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　齒輪刀具設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由主程序、刀具設(shè)計應(yīng)用程序和刀具設(shè)計數(shù)據(jù)庫三部分組成(見圖2) 。

　　(1)主程序:用于控制各程序模塊的調(diào)用。

　　(2) 刀具設(shè)計應(yīng)用程序:主要包括被加工齒輪參數(shù)輸入、齒輪刀具原始參數(shù)輸入、齒輪刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算、刀具工作圖繪制、范成加工模擬等5 個模塊。

　　(3) 刀具設(shè)計數(shù)據(jù)庫:用于存儲被加工齒輪原始參數(shù)、齒輪刀具設(shè)計結(jié)果、齒輪刀具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范數(shù)據(jù)和齒輪刀具檢驗規(guī)范。

　　3.1 繪圖函數(shù)

　　在開發(fā)軟件時，沒有利用VC++ 的繪圖函數(shù)，而是根據(jù)設(shè)計需要編寫了線(CGreateLine ( ) )、圓( CGreateCircle() )、圓弧( CGreateArc ( ) )、B 樣條曲線( CGreateBSpline() )、漸開線( CGtLine ( ) )等矢量化繪圖函數(shù)，并編寫了剖面線、尺寸標(biāo)注等函數(shù)。

　　3.2 參數(shù)化繪圖

　　通過查詢齒輪刀具設(shè)計手冊和對實際加工的分析總結(jié)可知，對于每一類齒輪刀具，其結(jié)構(gòu)和工作圖基本類同，只是尺寸和參數(shù)不同。因此，本軟件沒有采用建立參數(shù)化圖庫的方法，而是將每一類刀具的各個視圖通過編程實現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動，并將尺寸和表面粗糙度標(biāo)注也寫人函數(shù)中。這樣做雖然使軟件的通用性略受影響，但可以大量簡化程序。函數(shù)體如下:

　　void CCutData: :OnDrawTool_1() //畫主視圖

　　{

　　......

　　drawDlg. PolyLine(pps ,2); //畫軸向齒形

　　......

　　drawDlg. Polyhatch( ph， 13 ， 45 ，1. 6); //繪制剖面線

　　......

　　For(i=O;i

　　.....

　　drawDlg. Line_ Dim( tp[1] , tp[2] , tp[0] , text , 20); //標(biāo)注分度圓

　　......

　　tt.OnRough((int)pl[12][0]+ 1O,(int)(pl[12][1]) ,3 , dlg2 .m_ r1, 180); //標(biāo)注粗糙度

　　......

　　}

　　void CCutData: : 0nDrawTool_2()//畫側(cè)視圖

　　{

　　......

　　drawDlg. Circle( center,r3); //齒頂圓

　　......

　　drawDlg. PLine( t2[i], t2 [i + 1]);//旋轉(zhuǎn)變換

　　......

　　drawDlg. Line _ Dim( dim_P[1] ,dim _ p[0] , center, str ,20); //標(biāo)注內(nèi)徑公差

　　......

　　}

　　void CCutData: :OnDrawTool_3() //畫俯視圖

　　{

　　......

　　drawDlg. PolyLine(DP， 11) //畫出第一齒

　　......

　　drawDlg. PLine(pp[0], pp[1]); //畫出齒型中心線

　　.......

　　}

　　3.3 圖形繪制精度

　　為了保證繪圖精度，為后續(xù)的CAM 提供準(zhǔn)確的圖形數(shù)據(jù)，在自動繪圖時不采用簡化畫法，而是全部按照投影規(guī)律繪制精確輪廓線。為此，開發(fā)了一些特殊曲線繪圖函數(shù)，如滾刀側(cè)視圈中的鏟背部分的阿基米德螺線、側(cè)視圖中刀具齒廓輪廓漸開線等，按照這些曲線的生成規(guī)律，采用數(shù)學(xué)插值算法，編制了相應(yīng)的函數(shù)。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　4.1 數(shù)據(jù)處理

　　與齒輪刀具設(shè)計過程相關(guān)的數(shù)據(jù)主要有三類，根據(jù)它們不同的特點(diǎn)分別進(jìn)行處理 。

　　(1)原始數(shù)據(jù)的處理:此類數(shù)據(jù)在整個設(shè)計過程中是保持不變的，如被加工齒輪的模數(shù)、分度圓壓力角等。這些數(shù)據(jù)往往來自被加工齒輪圖紙，為避免輸入的繁瑣，將這部分?jǐn)?shù)據(jù)提前存儲在"被加工齒輪參數(shù)"數(shù)據(jù)文件中，在計算時直接從數(shù)據(jù)文件中調(diào)用即可。