緊固件的作用是緊固連接機(jī)械零件，其應(yīng)用極為廣泛，它的特點(diǎn)是品種規(guī)格繁多，性能用途各異，而且產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高。目前，大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)（包含緊固件），但是在裝配時(shí)仍然采用手動(dòng)裝配的方法。 



   這種傳統(tǒng)的裝配方式存在以下弊端：緊固件存儲(chǔ)在本地或服務(wù)器的指定位置中，使用時(shí)用戶根據(jù)需要進(jìn)行選取。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)層次較為復(fù)雜的情況需要逐級(jí)查找，選型困難；緊固件沒(méi)有成組裝配，需要逐個(gè)依次裝配，并且每?jī)蓚€(gè)零組件之間要實(shí)現(xiàn)完備的裝配，至少需要定義兩個(gè)約束關(guān)系，操作繁瑣，效率低下；對(duì)于已經(jīng)裝配的緊固件進(jìn)行規(guī)格修改或者刪除時(shí)，需要逐個(gè)進(jìn)行操作，效率低且不符合設(shè)計(jì)習(xí)慣；緊固件開孔一般先打孔再裝配緊固件，緊固件規(guī)格與螺孔尺寸沒(méi)有關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)變更時(shí)無(wú)法同步更新；緊固件的組合方式、配合方法需要查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，不方便企業(yè)常用緊固件知識(shí)的累積和傳遞。 

   本文以三維CAD軟件Pro/E為對(duì)象，對(duì)緊固件快速自動(dòng)裝配技術(shù)進(jìn)行了一些研究，并給出了實(shí)現(xiàn)方法。 

   該緊固件工具是為企業(yè)定制開發(fā)的，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。主要功能是滿足企業(yè)客戶在緊固件設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠方便查找和調(diào)用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件，并支持對(duì)緊固件進(jìn)行成組、批量裝配、修改和刪除等操作，從而節(jié)省時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率。具體要求如下：系統(tǒng)屬于二次開發(fā)工具，應(yīng)采用先進(jìn)的軟件架構(gòu)，保證系統(tǒng)性能的穩(wěn)定、可靠、可擴(kuò)展和易于維護(hù)、升級(jí)；系統(tǒng)應(yīng)與三維CAD設(shè)計(jì)軟件無(wú)縫集成，并且不影響三維CAD設(shè)計(jì)軟件的使用。此外，如果企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)存儲(chǔ)在PDM系統(tǒng)中，該工具還必須與PDM系統(tǒng)進(jìn)行集成，以便讀取指定路徑下的緊固件信息；為了便于對(duì)緊固件進(jìn)行管理，必須首先對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)進(jìn)行梳理，并規(guī)范常用的緊固件規(guī)格、配合方式、組合方式等；提供可視化、集成化的程序界面，將不同的選擇可實(shí)時(shí)地顯示在界面中，能直觀表達(dá)裝配效果；自動(dòng)記錄上次操作信息，便于重復(fù)操作。 

   快速選型即快速?gòu)闹付ǖ臉?biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中選取所需的緊固件，其基本思想是利用程序自動(dòng)讀取指定路徑下標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的信息，并且在圖形界面中通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、規(guī)格、性能等級(jí)、表面處理、物料編碼等屬性參數(shù)進(jìn)行篩選、查詢，程序根據(jù)選擇的緊固件信息自動(dòng)獲取相匹配的緊固件模型。 

   這種向?qū)降倪x型方式，不僅可以快速選到所需的緊固件，還可以對(duì)企業(yè)常用的緊固件規(guī)格進(jìn)行有效管理和有效控制。 

   此外，為了增強(qiáng)裝配過(guò)程中屬性參數(shù)選擇的自動(dòng)化，本文還研究實(shí)現(xiàn)了螺栓、螺母、墊圈等的參數(shù)自動(dòng)匹配功能，即當(dāng)用戶選擇了某一螺栓的公稱直徑后，根據(jù)開孔的精度等級(jí)和配合方式的不同，系統(tǒng)自動(dòng)在讀取的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)信息表中過(guò)濾出與所選螺栓公稱直徑相匹配的螺母、墊圈等的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)配套緊固件組的快速選型和更新。 

   成組裝配的實(shí)現(xiàn)是緊固件工具的關(guān)鍵技術(shù)之一。其核心思想是，在裝配模型中將配套的緊固件定義成組。 

   一般按主驅(qū)件類型的不同，緊固件組可以分為螺栓、螺釘、螺母三類，并且可根據(jù)主驅(qū)件的不同，可以定義多種不同的組合方式。例如，有的組合一端需要安裝彈墊和平墊，有的組合雙向都有彈墊和平墊，有的組合末端還帶有薄螺母等等。組合方式也可以根據(jù)需要進(jìn)行編輯，編輯完成后可以添加到列表中，方便重復(fù)操作。 

   為了方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行查看，采用圖形預(yù)覽的方式，根據(jù)選擇渲染選中的緊固件（未選中的緊固件以反白顯示），能直觀表達(dá)裝配的效果，如所示。 

   此外，為了提高裝配的效率，軟件還研究了批量裝配、快速掉頭和批量刪除功能。 

1）批量裝配功能：在一個(gè)裝配中，對(duì)于同一規(guī)格、同一配合方式的緊固件組，往往需要裝配多次。程序通過(guò)查找相同的孔特征，批量自動(dòng)放置緊固件組。 

   組合方式10螺栓0上平墊1上彈墊0下彈墊0下平墊0螺母0「薄螺母添加到列表緊固件組合方式機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量踩6S寸W"寸2>快速掉頭功能：將選擇的緊固件組整體旋轉(zhuǎn)180.，并將緊固件組兩端（螺栓側(cè)和螺母?jìng)?cè)）的（配合面）進(jìn)行交換，從而實(shí)現(xiàn)緊固件組安裝方向的更改。 

3）批量刪除功能：對(duì)于已經(jīng)裝配的不需要的緊固件組，刪除時(shí)自動(dòng)彈出對(duì)話框，提示用戶是否刪除同批次的緊固件組，并將同批次的緊固件組特征進(jìn)行高亮，如所示。 

   自動(dòng)開孔技術(shù)是緊固件工具的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的裝配方式，一般先預(yù)開孔再裝配緊固件，并且孔特征往往建立在零件級(jí)上，使孔特征跟緊固件之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)變更時(shí)無(wú)法同步更新，需要手動(dòng)逐個(gè)修改，操作十分繁瑣。 

   首先，程序通過(guò)用戶進(jìn)行兩次交互操作獲取孔的位置，一次是選擇基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)軸的位置，另一次是選擇緊固件組兩端的。 

   然后，通過(guò)界面設(shè)置孔的規(guī)格和精度（一般包括粗、中、精三種）控制孔的大小，如所示選」開孔數(shù)據(jù)「開孔數(shù)據(jù)孔點(diǎn)軸選擇孔徑螺栓側(cè)螺母?jìng)?cè)自動(dòng)開孔高真空氣動(dòng)擋板閥氣缸與活塞桿直徑的選用沈陽(yáng)瑞豐科技有限公司□黃泊戩確定方法，為高真空擋板閥氣缸及活塞桿直徑的選取提供了。 

   真空閥門是真空系統(tǒng)中用以調(diào)節(jié)氣流量、切斷或接通管路的元件。高真空擋板閥以壓縮空氣為動(dòng)力，通過(guò)電磁換向閥改變氣路方向，執(zhí)行氣缸驅(qū)動(dòng)擋板閥啟閉運(yùn)動(dòng)，適用于1.3x14Pa~1.0x105Pa真空系統(tǒng)中用以開啟或隔斷氣流。擋板閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開閉時(shí)間短，安全可靠，堅(jiān)固耐用，并且可以自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子、化工、冶金、航空、航天、材料、生物醫(yī)藥、原子能、宇宙探測(cè)等高科技領(lǐng)域。高真空氣動(dòng)擋板閥的氣缸直徑及活塞桿直徑設(shè)計(jì)十分重要，擋板閥在開閉時(shí)，若氣缸及活塞桿直徑設(shè)計(jì)不合理則會(huì)導(dǎo)致閥門產(chǎn)生無(wú)法打開、啟閉時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。本文介紹了如何在給定壓力下估算出氣缸及活塞桿的直徑，為解決這一問(wèn)題提供。 

   校核擋板閥閥蓋密封面計(jì)算比壓本文以一個(gè)大氣壓，公稱通徑DN160高真空氣動(dòng)擋板閥為例來(lái)計(jì)算，見(jiàn)及表1.機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量此外，緊固件組會(huì)自動(dòng)記錄與之配合的孔特征信息，當(dāng)緊固件組位置移動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)更新程序，自動(dòng)修改與之配合的孔特征尺寸。 

   合理地選擇二次開發(fā)工具及語(yǔ)言，是程序可移植性的關(guān)鍵。PTC公司為Pro/E提供的Pro/TOOLKIT是針對(duì)Pro/E功能強(qiáng)大的二次開發(fā)工具，它封裝了許多針對(duì)Pro/E底層資源調(diào)用的庫(kù)函數(shù)與頭文件，可以借助第三方編譯環(huán)境（C語(yǔ)言、VC++語(yǔ)言等）進(jìn)行調(diào)試。Pro/TOOLKIT為用戶程序、軟件及第三方程序提供了與Pro/E的無(wú)縫聯(lián)接。 

   數(shù)，能夠使外部應(yīng)用程序安全有效地訪問(wèn)Pro/E的數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序。通過(guò)C語(yǔ)言編程及應(yīng)用程序與Pro/E的無(wú)縫集成，用戶和第三方能夠在Pro/E系統(tǒng)中增加所需的功能。因此，緊固件工具軟件采用VC++和Pro/TOOLKIT進(jìn)行組合開發(fā)。 

   按照成組裝配等思想，利用MicrosoftVisualC++進(jìn)行編程，已經(jīng)在三維CAD軟件Pro/E平臺(tái)上開發(fā)了符合裝配習(xí)慣的緊固件工具，實(shí)現(xiàn)了緊固件的快速選型、成組裝配和智能打孔等功能，并在緊固件設(shè)計(jì)工作中得以應(yīng)用。實(shí)踐證明該工具對(duì)于提高緊固件設(shè)計(jì)效率的效果顯著，便于企業(yè)常用緊固件知識(shí)的累積和傳遞。