1、工藝尺寸鏈計(jì)算軟件的開發(fā)和研究程春紅摘要： 本文針對(duì)機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)中的圖表跟蹤法，運(yùn)用 Visual Basic 6.0編程工具成功地實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)輔助跟蹤、繪圖、計(jì)算和動(dòng)態(tài)顯示與每個(gè)設(shè)計(jì)尺寸相關(guān)的工序尺寸鏈和工序余量鏈。其圖表合一的特點(diǎn)，使每一步的追蹤和計(jì)算結(jié)果都能在圖表中實(shí)時(shí)再現(xiàn)。有效提高了工藝設(shè)計(jì)人員的工作效率，對(duì)于方興未艾的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，通過它還可使人很快掌握?qǐng)D表跟蹤法的原理、應(yīng)用等。 關(guān)鍵字：VB6.0 圖表跟蹤法 數(shù)據(jù)庫(kù) 工藝尺寸鏈 計(jì)算軟件一、 引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)將在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理中起到?jīng)Q定性作用，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)工藝準(zhǔn)備的自動(dòng)

2、化已成為推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要手段。工序尺寸、工序余量及其公差的確定是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（CAPP）中的重要內(nèi)容。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常遇到既有基準(zhǔn)不重合的工序尺寸換算，又有工序基準(zhǔn)的多次轉(zhuǎn)換，還有工序間加工余量的計(jì)算問題，整個(gè)工藝過程有著復(fù)雜的基準(zhǔn)關(guān)系和尺寸關(guān)系。因此在進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算時(shí)，不易找出組成尺寸鏈的環(huán)，因而也不能迅速列出尺寸鏈。圖表跟蹤法是一種整體計(jì)算的方法，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)的加工精度來計(jì)算工序尺寸和工序余量，并考慮到全部工序尺寸之間存在的有機(jī)整體聯(lián)系。即把全部的工序尺寸和工序余量畫在一張圖表上，去直觀的查找誤差傳遞過程的路線和簡(jiǎn)便的計(jì)算工序尺寸和工序余量的方法。所以圖表跟蹤法是獲得工序尺寸及其公差

3、的有效方法。計(jì)算機(jī)輔助圖表跟蹤法計(jì)算各工序尺寸的公差和加工余量會(huì)使計(jì)算過程迅速且不出現(xiàn)差錯(cuò)，有效解決CAPP系統(tǒng)中的這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。二、設(shè)計(jì)思想 本軟件運(yùn)用圖表跟蹤法原理，以Visual Basic6.0為程序設(shè)計(jì)環(huán)境，對(duì)圖紙信息進(jìn)行數(shù)字化處理后，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪出零件的示意圖，搜索尺寸鏈和快速計(jì)算工序尺寸和加工余量，并在圖表界面上動(dòng)態(tài)顯示，讓用戶直觀的看到尺寸鏈中誤差傳遞的全過程，體現(xiàn)良好的人機(jī)交互性。下面介紹本軟件系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路：1.模塊化設(shè)計(jì)整個(gè)軟件系統(tǒng)有輸入模塊、跟蹤模塊、計(jì)算模塊和圖表模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)組成（見圖1）。這種模塊化設(shè)計(jì)，條理清晰，便于維護(hù)修改和進(jìn)一步完善。工藝尺寸鏈計(jì)算軟件系

4、統(tǒng)工藝過程尺寸鏈裝配尺寸鏈工藝系統(tǒng)尺寸鏈線性尺寸鏈圖表模塊標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)據(jù)庫(kù)基本偏差數(shù)據(jù)庫(kù)工序余量數(shù)據(jù)庫(kù)打印輸出跟蹤模塊零件信息數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊計(jì)算模塊圖1 程序總框圖這里還需要說明的是：按照尺寸鏈在不同過程中的應(yīng)用范圍，可分為裝配尺寸鏈、工藝過程尺寸鏈和工藝系統(tǒng)尺寸鏈三種。本程序主要針對(duì)工藝過程尺寸鏈中線性尺寸鏈的跟蹤計(jì)算，為了充分考慮到該程序良好的擴(kuò)展性，所以也為裝配尺寸鏈和工藝系統(tǒng)尺寸鏈的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算的開發(fā)留下了接口。2.充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在本軟件中建立標(biāo)準(zhǔn)公差和工序余量等數(shù)據(jù)庫(kù)，免除用戶在使用時(shí)再去翻查資料的麻煩，體現(xiàn)出更高的自動(dòng)化程度。3.跟蹤和計(jì)算模塊跟蹤和計(jì)算模塊是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，

5、在這個(gè)模塊中系統(tǒng)自動(dòng)搜索尺寸鏈并進(jìn)行計(jì)算，確定工序尺寸及公差、工序余量及公差；另外，在計(jì)算中系統(tǒng)自動(dòng)判斷并選擇計(jì)算方法，使計(jì)算結(jié)果更合理（見圖2計(jì)算程序流程）。4.圖表模塊開始調(diào)出儲(chǔ)存尺寸鏈信息的數(shù)組尺寸鏈環(huán)數(shù)<=3？計(jì)算加工結(jié)果尺寸公差極值法計(jì)算概率法計(jì)算校核結(jié)果尺寸公差是否合格?校核余量是否合格計(jì)算工序尺寸計(jì)算加工結(jié)果尺寸結(jié)束打印提示信息，修改初擬公差是否否是是否打印提示信息，修改工序余量極值法計(jì)算概率法計(jì)算是尺寸鏈環(huán)數(shù)<=3？計(jì)算余量公差否是在圖表模塊中完成繪制零件示意圖和工序尺寸，動(dòng)態(tài)顯示跟蹤所得的尺寸鏈，直觀地顯示誤差傳遞的路線，同時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示計(jì)算過程中數(shù)據(jù)的變化，實(shí)時(shí)再

6、現(xiàn)求解的全過程，圖表模塊是本系統(tǒng)的重要內(nèi)容，也是創(chuàng)新之處（見圖4圖表界面）。圖2計(jì)算模塊流程圖三、界面設(shè)計(jì)及程序運(yùn)行界面是用戶和系統(tǒng)交流互動(dòng)的窗口，“工藝尺寸鏈計(jì)算軟件系統(tǒng)”的用戶界面主要有以下四部分組成：1.系統(tǒng)主界面這是進(jìn)入和退出本系統(tǒng)的窗口。2.輸入界面這是本系統(tǒng)與用戶交流互動(dòng)的地方，也是本系統(tǒng)獲取零件信息的窗口。如工序尺寸信息的輸入（見圖3），界面上初擬工序余量、初擬工序尺寸公差和允許的最小余量，這三項(xiàng)內(nèi)容是要求用戶通過查找資料來確定并輸入的，為了免除用戶翻閱設(shè)計(jì)手冊(cè)的麻煩，本系統(tǒng)在此界面上設(shè)置了“余量查詢”和“公差查詢”兩個(gè)按鈕，點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕可以查看相關(guān)資料。圖3 輸入工序尺寸信息

7、3.圖表顯示界面這是本系統(tǒng)的閃光點(diǎn)（見圖4），在這個(gè)界面上，完美地實(shí)現(xiàn)了圖和表的合二為一，直觀又簡(jiǎn)潔。該界面上的四個(gè)表“工序尺寸”、“工序余量”、“加工結(jié)果尺寸”和“設(shè)計(jì)尺寸”直接與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接，可以動(dòng)態(tài)地顯示計(jì)算過程中數(shù)據(jù)的變化；若輸入的工序數(shù)目多，超過了界面上預(yù)留的空間，這四張表能自動(dòng)產(chǎn)生滾動(dòng)條，從而包容所有記錄。在界面的中間部分是繪圖區(qū)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的零件圖紙信息，能在這區(qū)域繪出零件示意圖及工序尺寸線，并動(dòng)態(tài)顯示跟蹤所得的尺寸鏈，如圖4中的藍(lán)色線是結(jié)果尺寸3的尺寸鏈、綠色線是工序尺寸6的余量鏈。這樣可以直觀地顯示誤差傳遞的路線。點(diǎn)擊界面上“設(shè)計(jì)尺寸追蹤過程”和“余量尺寸追蹤過程”這兩按鈕

8、，可以選擇想顯示的某一設(shè)計(jì)尺寸的尺寸鏈或某一工序尺寸的余量鏈（見圖5、6）圖4圖表顯示界面圖5 設(shè)計(jì)尺寸追蹤過程對(duì)話框 圖6工序余量追蹤過程對(duì)話框4.計(jì)算運(yùn)行界面這個(gè)界面用于顯示計(jì)算過程中的提示信息，如果計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)初擬的工序尺寸的公差或初擬的工序余量不符合要求，本系統(tǒng)就會(huì)在界面上打印出提示信息（見圖5），按計(jì)算界面右下角的“確定” 按鈕，就會(huì)跳出“輸入工序尺寸信息”的界面（如圖3所示），在此界面上修改數(shù)據(jù)后繼續(xù)運(yùn)行程序即可。圖5 計(jì)算顯示界面四、 結(jié)論利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工藝規(guī)程（CAPP），能迅速地編制出完整而詳盡的工藝文件，精確地進(jìn)行各種數(shù)據(jù)計(jì)算和校核工作，極大地提高了工藝人員的工作效率

9、，縮短了工藝準(zhǔn)備時(shí)間，從而加快了新產(chǎn)品的投產(chǎn)，計(jì)算機(jī)輔助工序尺寸及加工余量的確定是CAPP中的重要內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)?！肮に嚦叽珂溣?jì)算軟件系統(tǒng)”的開發(fā)順應(yīng)了市場(chǎng)需求，對(duì)提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。本系統(tǒng)運(yùn)行速度快；計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠；人機(jī)界面比較友好，使用相當(dāng)方便直觀；其模塊化的程序設(shè)計(jì)，還為軟件的后續(xù)開發(fā)和升級(jí)留下接口。本軟件系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：l 輸入界面上均有輸入提示并能翻看已有數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單方便，不易出錯(cuò)；l 圖表合一的特點(diǎn)，使每一步的計(jì)算結(jié)果都能通過圖表模塊在圖表中實(shí)時(shí)再現(xiàn)，直觀、簡(jiǎn)潔、明了；l 標(biāo)準(zhǔn)公差和加工余量數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，為用戶的使用進(jìn)一步提供了方便；l 在計(jì)算過程中，通過判斷及時(shí)檢查計(jì)算結(jié)果是否滿足要求，并在計(jì)算界面上顯示問題所在以便針對(duì)性地修改，體現(xiàn)出本系統(tǒng)較高的自動(dòng)化程度；l “刪除”、“退出”按鈕的使用上，還有溫馨提示，免除了用戶因誤操作造成的不必要損失，也體現(xiàn)了良好的人機(jī)交互性；l 模塊化的程序設(shè)計(jì)，為軟件的后續(xù)開發(fā)和升級(jí)留下接口。另外，本軟件圖表合一的功能還具有一定的新意，各個(gè)跟蹤圖也都有清楚的示意，非常適合作計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件，對(duì)于方興未艾的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，通過它可使人很快掌握?qǐng)D表追蹤法的原理、應(yīng)用等?？傊?，本軟件的開發(fā)和研究具有重要的實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)1