基于UG的组合机床多轴箱模块化设计

多轴箱模块设计

第28卷第3期2007年 6月河南科技大学学报:自然科学版Vo.l28No.3Jun.2007

文章编号:1672-6871(2007)03-0008-03

基于UG的组合机床多轴箱模块化设计

任小中,李春梅,苏建新

(河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003)

摘要:根据模块化设计原理,在功能分析的基础上划分了组合机床多轴箱的各级模块。将三维CAD技术与模

块化技术相结合,以UG(Unigaphics)为软件开发平台,利用其强大的三维造型功能和装配功能,建立了组合机

床多轴箱参数化三维造型模板库,同时还建立了存放设计过程中所需数据的数据库。设计人员在系统界面的

引导下可完成模块选择、模块组合和设计计算等环节,从而实现了计算机辅助组合机床多轴箱三维模块化设

计,提高了设计效率。

关键词:组合机床;多轴箱;模块化设计;三维造型

中图分类号:TG65;TP391.72文献标识码:A

0 前言

组合机床多轴箱通常采用一根动力轴带动多根主轴的工作方式,由于各传动轴必须在有限的箱体空间内得到适宜的分布位置并避免干涉,且各轴的设计又必须保证其转速、转向、强度和刚度,因此多轴箱设计难度大、周期长[1],往往成为组合机床设计的瓶颈,改变这一局面的措施是采用计算机辅助模块化设计。模块化设计是一种标准化、组合化设计,它不是面向某一具体产品,而是面向某一类产品系统以至有相似功能的相邻产品系统,它不必对每种产品施以单独设计,而是精心设计出多种模块,用巧妙、

[2]灵活而多变的方式组合出多样化的产品。为此,我们开发了支持模块化设计的组合机床CAD系

统[3],将CAD技术和模块化设计方法用于组合机床多轴箱的设计,不仅可以缩短多轴箱的设计和制造周期,降低成本,而且有助于保证多轴箱的质量,增强企业的竞争能力。

1 系统开发环境与模块划分

目前国内机械产品的研发正逐步由以AutoCAD为代表的二维绘图软件转向以UG,Pro/E,Solidworks为代表的三维设计软件。组合机床多轴箱三维CAD系统选择三维设计软件Unigaphics(简称UG)为软件开发平台,采用了UG/OPENAPI接口,Visualstudio.net编译环境,Windows2000/XP操作系统,利用UG快速、灵活、方便的三维参数化造型功能,保证系统顺利进行设计。

模块是产品、自然物或其混合物中,具有特定功能的基本单元,它具有标准化、系列化、互换性等特点。模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合可以构成不同的产品,以满足市场的需求[6][5][4]。在进行多轴箱模块化设计时,首先要把多轴箱划分成若干模块,由于多轴箱的具体结构取决于被加工零件的具体要求,如孔的数量、形状、分布位置以及被加工零件的数量等,因此它不属于通用件。但通过对多轴箱的组成零件进行分类,可以实现多轴箱零件的通用化,例如,多轴箱的箱体和前后盖是按轮廓尺寸和外形分类的;主轴按照用途分类,分为钻孔类、镗孔类、攻丝类等;齿轮则按照模数、齿数和孔径分类等,利用这些通用化的零件可以配置成各种不同结构形式的多轴箱。

多轴箱的设计首先要采用基于装配的特征建模法建立多轴箱的装配模型,然后在这个模型中对零

[7]部件展开设计,多轴箱的设计主要包括多轴箱体的设计和传动系统的设计,而传动系统是由若干主

轴、传动轴和齿轮组成的。根据多轴箱的装配层次,将多轴箱设计模块分为3个子模块,如图1所示。

基金项目:河南省科技攻关项目(0224330092)

作者简介:任小中(1957-),男,河南武陟人,教授,研究方向为先进制造技术.