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

我公司主要負(fù)責(zé)航空發(fā)動機(jī)燃油調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)泵類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算的正確與否直接關(guān)系著燃油調(diào)節(jié)泵運(yùn)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(jì)算存在概念復(fù)雜、參數(shù)多及計(jì)算繁瑣的特點(diǎn)，且相應(yīng)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(shè)計(jì)員及工藝員在計(jì)算時(shí)需重復(fù)性理解、計(jì)算和校對，帶來很大的不便。因此，結(jié)合我廠零件花鍵和螺紋的特點(diǎn)，使用VB語言對其進(jìn)行了程序化軟件編程，只要輸入相應(yīng)的已知參數(shù)，軟件便能自動計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)，避免了人工的復(fù)雜計(jì)算和校對，極大提高了設(shè)計(jì)及工藝編制效率。

1.花鍵參數(shù)計(jì)算編程

我公司現(xiàn)生產(chǎn)零件中，涉及花鍵參數(shù)計(jì)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(jì)算過程中，已知參數(shù)約7項(xiàng)，需計(jì)算參數(shù)達(dá)到38項(xiàng)。

在界面設(shè)計(jì)過程中，主要遵循了以下原則:

(1)遵循軟件操作界面設(shè)計(jì)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(fēng)格，在輸入?yún)?shù)模塊運(yùn)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(yīng)個(gè)人輸入習(xí)慣，可以運(yùn)用TAB鍵依次逐個(gè)輸入，也可以運(yùn)用外部鼠標(biāo)點(diǎn)擊逐個(gè)輸入。

(4)當(dāng)輸入?yún)?shù)不完整或超出計(jì)算范圍時(shí)，需有錯(cuò)誤提示功能。為驗(yàn)證最后輸入?yún)?shù)的正確性，設(shè)定“花鍵代碼”模塊，從而可以驗(yàn)證輸入花鍵參數(shù)是否正確，保證計(jì)算結(jié)果的無誤。軟件界面如圖1所示。

圖1 花鍵參數(shù)計(jì)算軟件界面

2.編寫程序代碼

在花鍵參數(shù)計(jì)算中，計(jì)算結(jié)果運(yùn)用國標(biāo)及ISO提供的計(jì)算公式進(jìn)行程序代碼的編寫，其中關(guān)鍵在于，在計(jì)算花鍵量棒直徑及M值時(shí)，需要解漸開線方程。針對此方程的解法，已有多種文獻(xiàn)進(jìn)行了研究，本文采用數(shù)值分析中的牛頓迭代法，并運(yùn)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(zhǔn)確無誤，精度達(dá)到1×10－8。

部分程序代碼為:

3.螺紋參數(shù)計(jì)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(jì)算的約有500余項(xiàng)，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(jì)算外，還包括三針測量計(jì)算及鍍層前后尺寸計(jì)算。軟件界面設(shè)計(jì)參考花鍵界面設(shè)計(jì)思想，遵循相同的設(shè)計(jì)基本原則，軟件界面如圖2所示。

圖2 螺紋參數(shù)計(jì)算軟件界面

(1)軟件主要特點(diǎn):①當(dāng)輸入不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)會自動報(bào)錯(cuò)，如圖3、圖4所示。②在計(jì)算外螺紋及內(nèi)螺紋時(shí)，分類標(biāo)示，如當(dāng)計(jì)算外螺紋時(shí)，設(shè)計(jì)到內(nèi)螺紋的計(jì)算結(jié)果自動隱藏，保證計(jì)算結(jié)果的無誤性。③當(dāng)選擇不同精度和螺紋類型時(shí)，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(jì)算的繁瑣性，計(jì)算結(jié)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(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤提示

圖4 螺紋公差非標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)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(jì)算

3.結(jié)語

本文實(shí)現(xiàn)了基于VB語言編寫的零件花鍵及螺紋復(fù)雜參數(shù)自動計(jì)算軟件設(shè)計(jì)，給需要計(jì)算花鍵及螺紋復(fù)雜參數(shù)的設(shè)計(jì)和工藝等工程技術(shù)人員提供了一個(gè)友好的界面，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)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(shè)計(jì)及工藝編制，大大提高了工作效率，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，也為其他相似廠家根據(jù)自己特點(diǎn)編寫此類簡單易用辦公軟件提供了借鑒。