计算机辅助设计(CAD)技术在机床设计应用

　　1 引言

　　随着科学技术的进步，现代制造业正朝高速、高效和高精度方向发展，对机床结构和性能提出了越来越高的要求。因此，如何适应市场需求，在复杂多变的市场经济中，快速高质量地设计制造出市场所需的切削加工设备是制造行业竞争的焦点。所以将计算机辅助设计(CAD)技术应用到机床设计当中一直是众多厂家的愿望。以前的CAD软件大都采用面向过程的设计方法编写，不可避免的存在系统开发速度慢，周期长，费用高，软件质量差，可读性、可靠性、易维护性差等缺陷。随着计算机技术的发展和广泛应用，设计的方法和手段也随之不断改进和完善。面向对象方法正引起人们的关注和重视。对象是对现实世界基本成分的一种抽 象，每个对象都有其自身的运行规律(行为)和内部状态(属性)。通过类比把具有相同或相似属性和行为的对象抽象形成对象类(归纳)，对象类之间还可以通过继承机制，使得子对象类具有某些父对象类的属性和行为，形成层次结构(演绎)，不同的对象类的组合及相互作用(通过消息实现)就构成了我们所要研究和分析 的客观系统。面向对象的软件开发关键是建立一个统一的模型———对象模型，充分分析对象以及对象之间的关系和作用，对分析的模型加以细化、调整，实现概念 模型到计算机模型的面向对象转化，最后用面向对象的语言实现该模型。

　　图1 主传动系统对象模型

　　2 模型建立

　　根据面向对象的方法、原理和机床主传动系统的特点，首先要建立主传动系统的对象模型。基于对象的划分原则，整个系统由以下不同的对象类组成，如图 1所示。在模型的层次结构中上层与下层对象类既有包含与被包含的关系，也有继承与被继承的关系，从上到下，从整体到局部把系统逐步细化，分解成容易管理与设计的各个对象类。还可以这些对象为基类再派生出一些子类，使得对象更加具体与简单，如：齿轮类可以派生出两个子类，固定齿轮类和滑移齿轮类等。这样整个 系统的设计就演化成对各个子类的设计和类与类之间关系的分析与实现上。

　　3 模型设计

　　在对象模型的基础上，再对每个对象类进行详细设计，分析出每个对象类的属性和方法，形成系统的概念模型，用表达式A：{b，c，d，e，…｝表示，其含义为A有属性b，c，d，e…。例如：

　　主轴类：{轴端类型，轴承配置形式，前轴承直径，后轴承直径，内孔直径，齿轮处直径，主轴跨距，主轴支撑形式｝

　　固定齿轮类：{模数，齿数，孔径，键高，键宽，轴键槽深度，轮毂键槽深，类型｝