VisualC++6.0 可視化技術(shù)在漸開線成形砂輪修整中的應(yīng)用

王素粉

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程學(xué)院，河南 三門峽 472000）

VisualC++6.0 可視化技術(shù)在漸開線成形砂輪修整中的應(yīng)用

王素粉

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程學(xué)院，河南 三門峽 472000）

本 文 以 VisualC++6.0 軟 件 為 平 臺 ， 進 行 漸 開 線 成 型 砂 輪 修 整 技 術(shù) 研 究 ， 編 寫 出 等 步 長 的 修 整 程 序 ， 并 生成可視化界面，通過此界面可以輸入不同的技術(shù)參數(shù)，實現(xiàn)不同齒輪的成型砂輪修整，并進行模擬仿真，通過程序運行，實現(xiàn)直線逼近，并自動生成修整節(jié)點，同時根據(jù)程序生成標準的數(shù)控程序。 從而實現(xiàn)在數(shù)控機床上用金剛輪修整砂輪，并為進一步的自動化和智能化創(chuàng)造條件。

砂輪修整；漸開線；等步長；智能化

引言

隨著新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)，砂輪的磨損已經(jīng)成為磨削過程中必須解決的一個重要問題，所以，必須及時的對其進行修整才能保證砂輪的磨削精度，隨著數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，修整技術(shù)也已經(jīng)數(shù)控化，并且廣泛應(yīng)用在內(nèi)齒輪內(nèi)齒磨削砂輪上。數(shù)控修整中主要有圓弧和直線兩種方式，其中圓弧修整就會存在計算量過大、不利于計算的問題，因此，現(xiàn)有的技術(shù)還比較注重直線修整的方式。而選擇的直線修整模式不同，砂輪修整的精度也不同，本文是在等誤差逼近漸開線修整的基礎(chǔ)上研究出一種等步長逼近漸開線的方法，利用軟件 VC++6.0 進行程序編寫、界面制作，進行砂輪修整效果模擬，通過模擬分析可以發(fā)現(xiàn)， 此方法較其他直線逼近方法相比，在滿足精度要求的情況下，效率有所提高。 可以對任意參數(shù)齒輪的成型砂輪進行修整。

1 直線逼近漸開線參數(shù)模型方程

在進行程序編寫之前，需要建立直線逼近漸開線參數(shù)模型，模型建立如圖 1 所示：從圖 1 中可以看出，假設(shè)M點在基圓上的展開角為：

式中：xn、yn為 M 的坐標值，

則可得出 M'M 的長度為：

ON的長度為：

N點的坐標為：

M'N 的長度為：

垂直方向的誤差值是：δ＝MN=M'M－M'N。 通過計算可以得出 δmax， 再檢測 δ 能不能實現(xiàn)預(yù)先要求的精度。

圖1 直線逼近漸開線參數(shù)模型

圖2 漸開線各參數(shù)關(guān)系

如圖2所示，漸開線的參數(shù)方程可以表示為

式 中 ：xi、yi—Pi的 坐 標 值

θi—漸開角

Rb—基圓半徑

則漸開線上點 Pi的半徑：

對式 1-6 中的 θi進行求一階導(dǎo)數(shù)可以得到：

Pi點 與 Pi+1點 之 間 的 弦 長 可 以 由 下 式 算 出 ：

其中：ρ—曲率半徑；

ε—許用誤差。

根 據(jù) 1-13 式 子 能夠 得 出 下 一 坐 標 的 漸 開角。把下一坐標的漸開角值帶入式子1-6 就可以得到對應(yīng)的下一個點的坐標值。 根據(jù)這樣的循環(huán)方式進行，以齒頂漸開角為比較對象，當時，運算停止。 整個運算過程如圖 3所示：

圖3 等步長漸開線成形砂輪修整流程圖

2 等步長逼近漸開線成形砂輪修整軟件功能

此軟件主要是為了滿足用戶需求而建立的，其中有專用的功能模塊，是專門為成形砂輪數(shù)控修整所開發(fā)，除了選擇等步長的算法外，還可以選擇等間距、等誤差的算法，輸入不同的參數(shù)后進行計算模擬，模擬的結(jié)果主要包括兩個部分，一個是模擬砂輪修整的漸開線圖形，可以顯示修整仿真結(jié)果，另外一部分可以把修整的節(jié)點坐標值通過記事本的形式保存起來，并且在界面中可以輸入任意的參數(shù)和精度要求。 通過仿真及實驗驗證發(fā)現(xiàn)，此種數(shù)控修整方式較符合砂輪修整的要求，既準確又高效，且使用方便。 等步長砂輪數(shù)控修整軟件界面如圖4所示：

圖4 軟件功能界面顯示

3 等步長成形砂輪修整軟件工作流程

等步長修整軟件運行時，首先選擇節(jié)點計算方法，然后輸入齒輪基本參數(shù)，點擊生成節(jié)點坐標和逼近漸開線動畫仿真，保存 NC 文件，整個砂輪修整軟件的工作流程主要歸納為如圖5所示：

圖5 軟件工作流程

4 砂輪修整實例運行

在 VC++6.0 中進行界面編寫與程序編制之后，進行實例模擬與驗證，此例子所選擇的砂輪磨削的齒輪的模數(shù)為 1，齒數(shù)為 40，壓力角為 20，頂隙系數(shù)是 0.25，齒 頂 高 系 數(shù) 為 1，允 差 值 為 0.01,選 擇 等 步長的坐標計算方式，點擊漸開線仿真按鈕生成的界面如圖 6 所示，再點擊生成節(jié)點坐標按鈕，可以生成等步長砂輪修整的坐標值，如圖 7 所示，此節(jié)點坐標的值可以以文件的形式保存起來，便于查看。

圖6 等步長漸開線動態(tài)模擬仿真

圖7 等步長坐標文件

5 運行結(jié)果分析

通過本軟件的開發(fā)與如圖7所示的程序運行結(jié)果可以看出，利用等步長的方式進行砂輪修整，利用的是步長相等，在修整的過程中，雖然誤差有所變化、曲率半徑也有所增大，但是變化較為穩(wěn)定，通過圖 6的顯示也可以發(fā)現(xiàn)， 漸開線較為光滑，通過把所編寫的程序輸入到 PC機進行砂輪修整實驗驗證后，發(fā)現(xiàn)，所修砂輪輪廓較為光滑，在經(jīng)過砂輪磨削試論實驗后發(fā)現(xiàn)，所磨削齒輪精度完全滿足要求，并且磨削效率較高。

6 結(jié)束語

以 VisualC++6.0 軟件為平臺，進行漸開線成型砂輪修整技術(shù)研究， 編寫出等步長的修整程序，并生成可視化界面，通過此界面可以輸入不同的技術(shù)參數(shù)，實現(xiàn)不同齒輪的成型砂輪修整，并進行模擬仿真，通過程序運行，實現(xiàn)直線逼近，并自動生成修整節(jié)點，同時根據(jù)程序生成標準的數(shù)控程序。 從而實現(xiàn)在數(shù)控機床上用金剛輪修整砂輪，既滿足精度要求，又提高效率，并為進一步的自動化和智能化創(chuàng)造條件。

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（責(zé)任編輯 梁紅艷）

表3 原料與發(fā)酵產(chǎn)物主要成分表

3 結(jié)論

1.通過正交試驗和單因素試驗，得到液體培養(yǎng)的重要參數(shù)是：溫度 28℃、接種量 12%、蔗糖添加量15g、 轉(zhuǎn) 速 180r/min，時 間 72h； 液 體 培 養(yǎng) 產(chǎn) 物 （ 發(fā) 酵劑）存儲時：短期儲藏，10℃效益高；長期儲藏，2-5℃效果好；固體發(fā)酵的最優(yōu)發(fā)酵條件是：接種量 10%-14%，培養(yǎng)時間為 5-6d。

2.固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物即多酶蛋白飼料中主要成分發(fā)生很大變化：粗蛋白、真蛋白質(zhì)量分數(shù)分別提高了 103.1% 、165.76%， 粗 纖 維 、 還 原 糖 則 降 低 了42.51%、53.62%，纖維素酶活力增加了 3000U/g，果膠酶活力增加了 50000U/g。 實驗證明液固態(tài)混菌發(fā)酵對蘋果渣的綜合利用是一個有效的生物轉(zhuǎn)化方式，在產(chǎn)生多種水解酶類、提高蛋白質(zhì)含量的同時，降解蘋果渣中的抗營養(yǎng)因子，改善飼料的飼用價值。

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（責(zé)任編輯 梁紅艷）

TG580.61+8

：B

：1671-9123（2014）03-0110-04

2014-07-07

王素粉（1981-），女，河南周口人，三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院講師。