北京航科發(fā)動機控制系統(tǒng)科技有限公司 (102200) 馬冬冬

我公司主要負責航空發(fā)動機燃油調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)泵類產(chǎn)品的設計和制造，在產(chǎn)品中，漸開線花鍵及螺紋在零件中非常普遍，且占有非常重要的地位，他們參數(shù)設計計算的正確與否直接關系著燃油調(diào)節(jié)泵運行的合格及安全。

然而，花鍵及螺紋參數(shù) (包括鍍層前后尺寸)的計算存在概念復雜、參數(shù)多及計算繁瑣的特點，且相應的工具書只是針對特定等級給定參考尺寸，不能覆蓋所有等級尺寸，設計員及工藝員在計算時需重復性理解、計算和校對，帶來很大的不便。因此，結合我廠零件花鍵和螺紋的特點，使用VB語言對其進行了程序化軟件編程，只要輸入相應的已知參數(shù)，軟件便能自動計算出相應的參數(shù)，避免了人工的復雜計算和校對，極大提高了設計及工藝編制效率。

1.花鍵參數(shù)計算編程

我公司現(xiàn)生產(chǎn)零件中，涉及花鍵參數(shù)計算的零件約有70余種，花鍵模數(shù)范圍在0.25～2.5 mm，分度圓直徑在0～250 mm，精度等級集中在5～6級。在計算過程中，已知參數(shù)約7項，需計算參數(shù)達到38項。

在界面設計過程中，主要遵循了以下原則:

(1)遵循軟件操作界面設計的一致性原則，字體采用黑體及楷體，單位全部采用毫米，防止參數(shù)誤讀。

(2)遵循操作界面的用戶友好及簡潔易懂風格，在輸入?yún)?shù)模塊運用提示符的形式提示用戶參數(shù)意義，保證信息反饋，防止用戶誤輸入。

(3)在輸入過程中，適應個人輸入習慣，可以運用TAB鍵依次逐個輸入，也可以運用外部鼠標點擊逐個輸入。

(4)當輸入?yún)?shù)不完整或超出計算范圍時，需有錯誤提示功能。為驗證最后輸入?yún)?shù)的正確性，設定“花鍵代碼”模塊，從而可以驗證輸入花鍵參數(shù)是否正確，保證計算結果的無誤。軟件界面如圖1所示。

圖1 花鍵參數(shù)計算軟件界面

2.編寫程序代碼

在花鍵參數(shù)計算中，計算結果運用國標及ISO提供的計算公式進行程序代碼的編寫，其中關鍵在于，在計算花鍵量棒直徑及M值時，需要解漸開線方程。針對此方程的解法，已有多種文獻進行了研究，本文采用數(shù)值分析中的牛頓迭代法，并運用勞倫展開式取得迭代初值，可以保證方程迭代的快速收斂及準確無誤，精度達到1×10－8。

部分程序代碼為:

3.螺紋參數(shù)計算編程

我公司現(xiàn)生產(chǎn)零件，涉及螺紋及鍍層前后參數(shù)計算的約有500余項，涉及內(nèi)外螺紋的所有螺距及大徑尺寸范圍，即基本大徑范圍為:0.99～355 mm，基本螺距P為0.2～8 mm。除基本尺寸計算外，還包括三針測量計算及鍍層前后尺寸計算。軟件界面設計參考花鍵界面設計思想，遵循相同的設計基本原則，軟件界面如圖2所示。

圖2 螺紋參數(shù)計算軟件界面

(1)軟件主要特點:①當輸入不符合標準時，系統(tǒng)會自動報錯，如圖3、圖4所示。②在計算外螺紋及內(nèi)螺紋時，分類標示，如當計算外螺紋時，設計到內(nèi)螺紋的計算結果自動隱藏，保證計算結果的無誤性。③當選擇不同精度和螺紋類型時，系統(tǒng)“螺紋代碼”模塊會自動提示，保證輸入的無誤性。④增加了涂/鍍層模塊，避免了人工計算的繁瑣性，計算結果為涂/鍍前尺寸，內(nèi)外螺紋尺寸上下差以入體原則輸出，如圖5所示。

圖3 螺紋螺距非標準錯誤提示

圖4 螺紋公差非標準錯誤提示

(2)編寫程序代碼，部分程序代碼為:

圖5 螺紋涂/鍍前尺寸計算

3.結語

本文實現(xiàn)了基于VB語言編寫的零件花鍵及螺紋復雜參數(shù)自動計算軟件設計，給需要計算花鍵及螺紋復雜參數(shù)的設計和工藝等工程技術人員提供了一個友好的界面，具有很強的實際應用性，帶來極大的方便，尤其對于多品種、小批量生產(chǎn)的航空類零件設計及工藝編制，大大提高了工作效率，具有很高的實際應用價值，也為其他相似廠家根據(jù)自己特點編寫此類簡單易用辦公軟件提供了借鑒。