緊固件工具的研究與應(yīng)用

　　緊固件的功能是緊固和連接機(jī)械零件，應(yīng)用十分廣泛。其特點(diǎn)是規(guī)格多樣，性能和用途不同，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和系列化程度高。目前，大多數(shù)企業(yè)已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)(包括緊固件)，但在裝配時(shí)仍采用手工裝配的方法。

　　這種傳統(tǒng)的裝配方法有以下缺點(diǎn)：緊固件存儲(chǔ)在本地或服務(wù)器的指定位置，用戶(hù)在使用時(shí)根據(jù)需要選擇緊固件。標(biāo)準(zhǔn)件指結(jié)構(gòu)、尺寸、畫(huà)法、標(biāo)記等各個(gè)方面已經(jīng)完全標(biāo)準(zhǔn)化，并由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)的常用的零(部)件，如螺紋件、鍵、銷(xiāo)、滾動(dòng)軸承等等。標(biāo)準(zhǔn)化程度高，行業(yè)通用性強(qiáng)的機(jī)械零部件和元件，也被稱(chēng)為通用件。防松動(dòng)螺母起源于國(guó)外，它是以特殊的工程塑料永久的附著在螺紋上，使內(nèi)外螺紋在縮緊過(guò)程，工程塑料被擠壓而產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力，極大地增加了內(nèi)外螺紋之間的摩擦力，提供了對(duì)振動(dòng)的絕對(duì)阻力。由于標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的層次復(fù)雜，很難一步地找到標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)。緊固件不是成組裝配的，需要一個(gè)接一個(gè)地裝配，為了實(shí)現(xiàn)每?jī)蓚€(gè)零部件之間的完全裝配，至少需要定義兩個(gè)約束條件，這既繁瑣又低效。在修改或刪除已裝配緊固件的規(guī)格時(shí)，需要一個(gè)接一個(gè)地操作，效率低，不符合設(shè)計(jì)習(xí)慣。緊固件的開(kāi)口通常是沖孔，然后組裝。緊固件規(guī)格與螺紋孔尺寸無(wú)關(guān)，在更改設(shè)計(jì)時(shí)不能同步更新。緊固件的組合方式和匹配方法需要查詢(xún)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，不利于企業(yè)積累和傳遞緊固件知識(shí)。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)行了研究，并給出了實(shí)現(xiàn)方法。
　　緊固件工具是為企業(yè)定制的，其基本數(shù)據(jù)來(lái)自企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)。其主要功能是滿(mǎn)足企業(yè)客戶(hù)在緊固件設(shè)計(jì)過(guò)程中的需求，可以方便地查找和傳遞企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件，并支持緊固件組、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(kāi)發(fā)工具，采用先進(jìn)的軟件體系結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可擴(kuò)展性和易維護(hù)性以及系統(tǒng)性能的升級(jí)。該系統(tǒng)應(yīng)與三維CAD設(shè)計(jì)軟件無(wú)縫集成，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，則工具也必須與PDM系統(tǒng)集成才能讀取指定路徑下的緊固件信息。為了便于緊固件的管理，必須首先對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)進(jìn)行梳理，并對(duì)常用的緊固件規(guī)格、配合方式、組合方式等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。提供一個(gè)可視化和集成的程序界面，不同的選項(xiàng)可以在界面上實(shí)時(shí)顯示，可以直觀的表達(dá)裝配效果；自動(dòng)記錄最后的操作信息，易于重復(fù)操作。
　　快速選擇是從指定的標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)中快速選擇所需的緊固件。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。在圖形界面中，根據(jù)選定的緊固件信息，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、規(guī)格、性能等級(jí)、表面處理、材料編碼等屬性參數(shù)的篩選和查詢(xún)，自動(dòng)得到匹配的緊固件模型。
　　這種向?qū)нx擇方法不僅可以快速選擇所需的緊固件，而且可以對(duì)企業(yè)常用的緊固件規(guī)格進(jìn)行有效的管理和控制。鐵道螺栓鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級(jí)分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個(gè)等級(jí)，其中8.8級(jí)及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱(chēng)為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱(chēng)為普通螺栓。螺栓性能等級(jí)標(biāo)號(hào)有兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別表示螺栓材料的公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值。