基于B/S架構的鏜刀查詢系統的設計與實現

■ 慶安集團有限公司 （陜西西安 710077） 丁東旭 張永紅 梁 銳

1. 模塊式鏜刀的組成形式

鏜刀是一種很常見的孔加工用刀具，一般用于孔的精加工，根據鏜刀結構類型主要分為模塊式鏜刀和整體式鏜刀。模塊式鏜刀是將不同的工具模塊互相組合，形成可以滿足加工要求的加工模塊。一般用于鏜孔的模塊按其組成主要分為五部分：①刀柄，主要功能是將鏜桿與機床主軸相連，刀柄的后端形式主要取決于機床的主軸類型，常用的有BT、JT、GT和HSK等幾種刀柄連接方式。②鏜頭，主要功能是微調鏜刀的徑向范圍。③鏜桿或刀夾，安裝在鏜頭上，通過更改不同的鏜桿和刀夾型號，可以較大程度地調整鏜刀的徑向加工范圍。④輔助元件（過渡套、延長器等），過渡套主要用于調整接口連接范圍，延長器可以用來調節鏜刀的加工深度。⑤鏜刀片，與鏜桿或刀夾相連，是參與切削的主要元件，其材質或涂層選擇主要取決于工件材料。

模塊式鏜刀組成繁多，是模塊化刀具中最復雜的工具之一。其使用方便、組配靈活、通用性強等特點，很大程度地降低了生產過程中的刀具成本，所以在實際生產中有著廣泛的應用。但由于其結構復雜，給刀具選型帶來了不便。另外隨著企業精細化管理、工藝要素升級和編碼系統的推行，模塊式鏜刀的選型工作量加大，并且對選型的準確性也提出了更高的要求。

2. 工藝選取過程及需求分析

工藝人員在選型過程中首先要根據設備及工件的一些加工特性（如孔徑、孔深、孔底圓角及工件材料等），從刀具樣本中選取能夠滿足加工要求所需鏜刀模塊的組合，然后在ERP系統中查找各個模塊所對應的工具編碼。如果選取的鏜刀在ERP系統中沒有，則需重復上述步驟，最終得到ERP系統中存在并且滿足加工要求的模塊式鏜刀的工具編碼，并將所有的編碼填寫到工藝文件中，流程如圖1所示。

由此可以看出，刀具選型主要分為兩步，首先從刀具樣本中選取刀具，然后在ERP系統中查找其對應的工具編碼。以大昭和CK加長鏜刀的選型為例說明刀具選型過程（見圖2）。工藝人員要根據設備型號、孔的直徑、圓角及工件材料等加工特性，選取滿足加工要求的強力夾頭刀柄、變徑套、硬質合金直柄刀桿、精鏜頭、刀片座和鏜刀片等模塊元件。在選型過程中，各個模塊的接口尺寸、型號確定后再在ERP系統中查找各個模塊的工具編碼。分析其工藝選取過程，可以將ERP系統中的工具編碼與鏜刀模塊一一對應，然后建立各個模塊數據表，最后創建數據查詢系統，通過輸入工件信息和設備信息獲取模塊式鏜刀工具編碼。

圖1 模塊式鏜刀工藝選取流程

圖2 CK加長鏜刀選型過程

3. 鏜刀查詢系統的構建

（1）確定模塊式鏜刀連接方式 一般模塊式精鏜刀的連接方式有以下5種。

1）極小徑鏜刀。其由鏜刀柄、鏜頭、過渡套和整體式鏜桿4個模塊組成，主要用于加工極小徑的孔，一般加工范圍為φ1～φ9mm。

2）可轉位小徑鏜刀。與極小徑鏜刀相比，其刀片是可以更換的，一般加工范圍為φ6～φ9mm。

3）螺紋聯接的小徑鏜刀。與可轉位小徑鏜刀相比，其鏜桿上用螺紋聯接了可以更換的小鏜頭，通過更換不同規格的鏜頭可調整鏜刀的加工范圍，一般加工范圍為φ9～φ50mm。

4）刀夾式鏜刀。刀夾式鏜刀是在鏜頭上安裝刀夾，通過更換刀夾來調整鏜刀的加工范圍，并且可以通過延長器調整鏜刀的加工深度，此類鏜刀加工范圍大，一般加工直徑＞20mm的孔。

5）加長鏜頭。此類鏜刀與刀夾式鏜刀相比，是在鏜頭與刀柄之間增加了一個長度較長的硬質合金延長桿，這類鏜刀主要用于深孔加工。

這5種模塊式鏜刀基本上涵蓋了所有孔徑的加工。不同鏜刀的連接方式如圖3所示，由12種模塊通過不同的組合方式來完成，每個模塊之間的連接有其標準的接口形式。基于鏜刀模塊的標準化接口，可以運用數據庫技術構建各個模塊的數據表，各個模塊數據表包含其型號參數以及接口尺寸，然后通過數據庫查詢語句傳遞各表之間的接口參數。

（2）建立模塊式鏜刀數據表及關系 數據庫的結構設計是在系統需求分析和實際數據分析的基礎上進行的。系統分析階段的概念數據建模步驟主要是建立實體-關系（E-R）圖。E-R圖是數據模型的基礎，描述數據對象、屬性及其關系。模塊式鏜刀數據表的E-R圖如圖4所示，圖中定義了各個模塊的數據表，包含了各個模塊的名稱和各種屬性，并將各個數據表中的接口屬性相連。通過E-R圖可以清晰表達模塊式鏜刀選型的實施過程。

（3）基于Web的鏜刀查詢系統的實現 鏜刀查詢系統采用B/S結構，B/S是Brower/Server的縮寫，客戶機上只需安裝一個瀏覽器（Browser），如Netscape Navigator或Internet Explorer，服務器上安裝Oracle、Mysql或SQL Server等數據庫。瀏覽器通過Web Server和數據庫進行數據交互。本文中編程語言選用Java，數據庫選用MySQL，采用工廠設計模式實現鏜刀查詢系統的構建。

經需求分析，在鏜刀查詢系統中輸入工件加工特征（包含加工孔直徑、圓角和工件材料）和設備信息，然后通過數據庫查詢語句分別在5種鏜刀連接關系中查詢滿足工藝要求的鏜刀，并在顯示層顯示查詢結果。鏜刀查詢系統構建流程如下。

1）在瀏覽器獲取工藝輸入的設備信息和加工信息。

String gongjianzhijing=request.getPa rameter("gongjianzhijing");

圖3 模塊式鏜刀的連接方式

圖4 模塊式鏜刀數據表E-R圖

String shendu=request.getParameter("shendu");

2）連接服務器端的MySQL數據庫。

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection conn=DriverManager.get Connection("jdbc:mysq l://localhost:3306/tangdaochaxun","ro ot","******");

Statement stmt=conn.createStatement();

3）執行SQL查詢語句創建查詢。

Result Setrs=stmt.executeQuery(sql);

4）通過瀏覽器輸出查詢結果。其中數據庫查詢方式采用等值內連接后的條件查詢，其方式是將模塊式鏜刀中各個模塊的接口屬性通過等值的關系連接起來，然后將加工特性和設備信息作為條件進行查詢，以下為刀夾式鏜刀的查詢語句。

SELECT sb. shebeixinghao AS A,tdb. daobingxinghao AS B,tdb. qiyebianma AS C, ewnjtt. ttxinghao AS D, ewnjtt.qiyebianma AS E, dpz. xinghao AS F, dpz.qiyebianma AS G, ewndp. daopianxinghao AS H, ewndp. qiyebianma AS I, tdb.youxiaojiagongshendu AS J

FROM sb INNER JOIN tdb ON sb. daobingleixing = tdb.daobingleixing INNER JOIN ewnjtt ON tdb. ckno =ewnjtt.tt_ckno INNER JOIN dpz ON ewnjtt.ttxinghao = dpz. Duiyingtangtou

INNER JOIN ewndp ON dpz.duiyingdaopian = ewndp. daopianfenlei

WHERE sb. shebeixinghao = ?AND dpz. zuidajiagongzhijing >= ?AND dpz. zuixiaojiagongzhijing <= ?AND ewndp. daojianbanjing = ? AND ewndp. gongjiancailiao = ? AND tdb.youxiaojiagongshendu >= ?;

4. 鏜刀查詢系統在工藝設計中的應用

使用鏜刀查詢系統之后，工藝人員在選取鏜刀時無需再重復使用樣本查找型號，通過ERP系統查找工具編碼，只需將加工特性輸入到鏜刀查詢系統中，獲取滿足加工要求的模塊式鏜刀，并將工具編碼填寫到CAPP中。例如加工φ28H7的孔，工件材料為7050（鋁合金），加工深度為45mm，孔底圓角為R0.4mm，加工設備為DMC60U（立臥轉換加工中心），工藝人員在瀏覽器中打開鏜刀查詢系統網址，輸入所需的加工信息（見圖5），在輸入工件材料時需按ISO513對工件材料進行分組（一般分為P、M、N、S和K等）然后進行查詢。

通過查詢發現螺紋聯接式鏜刀、刀夾式鏜刀以及加長鏜刀均有可以滿足加工要求的型號。對于上述三種鏜刀，由于加長鏜刀較長，所以在另外兩類鏜刀中選擇一種，在選取鏜刀時工藝人員還需掌握一定的專業知識，鏜刀查詢系統中查到的是所有能滿足加工要求的模塊式鏜刀，但其中某些鏜刀并非最優選擇。

最后工藝人員只需將選取的模塊式鏜刀的型號和工具編碼填寫到CAPP的數控工藝卡片中（見圖6）。

圖5 加工信息輸入界面

圖6 CAPP數控工藝卡片

5. 結語

鏜刀查詢系統實質是通過知識工程的思想，在工藝設計過程中將標準規范融入到現有工藝設計中，從而在一定程度上減少工藝人員的重復工作，另一方面也有助于企業知識的積累，還可幫助工藝人員快速完成鏜刀選型。