VB編程在航空零件設計及工藝復雜參數計算中的應用

北京航科發動機控制系統科技有限公司 (102200) 馬冬冬

我公司主要負責航空發動機燃油調節控制系統泵類產品的設計和制造，在產品中，漸開線花鍵及螺紋在零件中非常普遍，且占有非常重要的地位，他們參數設計計算的正確與否直接關系著燃油調節泵運行的合格及安全。

然而，花鍵及螺紋參數 (包括鍍層前后尺寸)的計算存在概念復雜、參數多及計算繁瑣的特點，且相應的工具書只是針對特定等級給定參考尺寸，不能覆蓋所有等級尺寸，設計員及工藝員在計算時需重復性理解、計算和校對，帶來很大的不便。因此，結合我廠零件花鍵和螺紋的特點，使用VB語言對其進行了程序化軟件編程，只要輸入相應的已知參數，軟件便能自動計算出相應的參數，避免了人工的復雜計算和校對，極大提高了設計及工藝編制效率。

1.花鍵參數計算編程

我公司現生產零件中，涉及花鍵參數計算的零件約有70余種，花鍵模數范圍在0.25～2.5 mm，分度圓直徑在0～250 mm，精度等級集中在5～6級。在計算過程中，已知參數約7項，需計算參數達到38項。

在界面設計過程中，主要遵循了以下原則:

(1)遵循軟件操作界面設計的一致性原則，字體采用黑體及楷體，單位全部采用毫米，防止參數誤讀。

(2)遵循操作界面的用戶友好及簡潔易懂風格，在輸入參數模塊運用提示符的形式提示用戶參數意義，保證信息反饋，防止用戶誤輸入。

(3)在輸入過程中，適應個人輸入習慣，可以運用TAB鍵依次逐個輸入，也可以運用外部鼠標點擊逐個輸入。

(4)當輸入參數不完整或超出計算范圍時，需有錯誤提示功能。為驗證最后輸入參數的正確性，設定“花鍵代碼”模塊，從而可以驗證輸入花鍵參數是否正確，保證計算結果的無誤。軟件界面如圖1所示。

圖1 花鍵參數計算軟件界面

2.編寫程序代碼

在花鍵參數計算中，計算結果運用國標及ISO提供的計算公式進行程序代碼的編寫，其中關鍵在于，在計算花鍵量棒直徑及M值時，需要解漸開線方程。針對此方程的解法，已有多種文獻進行了研究，本文采用數值分析中的牛頓迭代法，并運用勞倫展開式取得迭代初值，可以保證方程迭代的快速收斂及準確無誤，精度達到1×10－8。

部分程序代碼為:

3.螺紋參數計算編程

我公司現生產零件，涉及螺紋及鍍層前后參數計算的約有500余項，涉及內外螺紋的所有螺距及大徑尺寸范圍，即基本大徑范圍為:0.99～355 mm，基本螺距P為0.2～8 mm。除基本尺寸計算外，還包括三針測量計算及鍍層前后尺寸計算。軟件界面設計參考花鍵界面設計思想，遵循相同的設計基本原則，軟件界面如圖2所示。

圖2 螺紋參數計算軟件界面

(1)軟件主要特點:①當輸入不符合標準時，系統會自動報錯，如圖3、圖4所示。②在計算外螺紋及內螺紋時，分類標示，如當計算外螺紋時，設計到內螺紋的計算結果自動隱藏，保證計算結果的無誤性。③當選擇不同精度和螺紋類型時，系統“螺紋代碼”模塊會自動提示，保證輸入的無誤性。④增加了涂/鍍層模塊，避免了人工計算的繁瑣性，計算結果為涂/鍍前尺寸，內外螺紋尺寸上下差以入體原則輸出，如圖5所示。

圖3 螺紋螺距非標準錯誤提示

圖4 螺紋公差非標準錯誤提示

(2)編寫程序代碼，部分程序代碼為:

圖5 螺紋涂/鍍前尺寸計算

3.結語

本文實現了基于VB語言編寫的零件花鍵及螺紋復雜參數自動計算軟件設計，給需要計算花鍵及螺紋復雜參數的設計和工藝等工程技術人員提供了一個友好的界面，具有很強的實際應用性，帶來極大的方便，尤其對于多品種、小批量生產的航空類零件設計及工藝編制，大大提高了工作效率，具有很高的實際應用價值，也為其他相似廠家根據自己特點編寫此類簡單易用辦公軟件提供了借鑒。