PCBN刀具多媒体数据库咨询管理系统

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1 引言 聚晶立方氮化硼(Polycrystalline Cubic Boron Nitride，简称PCBN)作为一种新型高性能刀具材料，在切削加工领域受到广泛重视。PCBN刀具具有优良的切削性能，非常适合用于硬态切削、干式切削、高速切削等先进加工工艺，尤其在难加工材料的切削加工、自动生产线加工等方面具有其它刀具难以比拟的优势。虽然PCBN刀具的使用范围正日益拓展，并取得了巨大的经济效益，但目前还缺少可迅速、方便地提供PCBN刀具使用指导性资料及相关信息的咨询系统，从而给现场操作人员正确选择和使用PCBN刀具带来了很大不便。为此，本文开发了PCBN刀具多媒体数据库咨询管理系统。利用该系统，用户可对PCBN刀具的加工信息(如切削用量、刀具几何参数等)进行有效管理和快速查询，并据此合理选用PCBN刀具产品，从而可有效提高PCBN刀具的使用效率，降低生产成本。该系统对PCBN刀具的合理设计和推广应用也可起到良好的促进作用。 2 系统结构及功能模块 PCBN刀具多媒体数据库咨询管理系统是主要面向加工现场刀具使用人员、基于Windows NT/98环境的数据库应用软件。该系统除具有一般数据库的功能外，还具有PCBN刀具相关信息的多媒体技术咨询、数据库管理、仿真及演示等多种功能。系统结构如图1所示。

图2 PCBN刀具数据库管理系统界面
图4 PCBN刀具磨损形态的图像
图6 刀具查询结果界面
图8 厂家产品介绍子模块界面
图9 PCBN刀具切削性能、使用技术咨询页面 切削数据库子模块 该子模块可对一般的切削数据进行管理，具有一般数据库的功能。 视频数据库子模块 该子模块运用多媒体技术，将各种有关PCBN刀具加工的视频资料预先进行剪辑和编排，作为视频数据保存在数据库中并对其进行管理。运用Visual Basic中的MMcontrol多媒体控件，可调出并播放应用PCBN刀具进行实际加工的彩色视频资料，同时配有良好的音频效果。图3所示为用该模块播放的PCBN刀具切削加工的视频画面。 图像数据库子模块 该子模块将已有的PCBN刀具图像资料如刀具磨损图像、刀具寿命曲线、刀具结构图等作为图像数据进行存档管理，并可根据需要进行检索。图4所示为PCBN刀具磨损形态的图像。

在PCBN刀具的使用过程中，快速查询有关加工信息对于操作人员具有重要的实用性。开发数据库管理系统时，需要建立ODBC(Open Data Base Connectivity)数据源。ODBC实质上是一个数据库引擎，通过它提供的函数，可以访问数据库中的各种数据。 ODBC也是针对多种数据库管理系统设计的统一数据库应用接口(API)，它由API、驱动程序管理器和驱动程序三部分组成。由于ODBC提供了统一的数据库管理系统标准接口，使设计人员在编程时不必关心底层的DBMS(Data Base Management System)，从而大大简化了不同DBMS 间的数据交换。本系统的查询功能运用了SQL(Structured Query Language)查询技术。该技术简单易学，具有很大灵活性，它通过与英语类似的命令语句并根据设计者规定的准则来选取关系型数据库中的一个或多个表中的记录。该查询方法简单、明确，可分别根据刀具牌号和工件材料进行查询。根据工件材料进行查询时，显示结果为所有可供选用的刀具类型，从而可实现刀具的优选。图5所示为PCBN刀具查询界面。选定查询方式后，点击"查询"按钮进入如图6所示的查询结果界面，在这里用户可查询到任意牌号刀具加工相应材料工件时最适用的切削用量及刀具几何参数。 刀具寿命仿真模块 由于刀具寿命的计算公式相当复杂，为获得形象、逼真的PCBN刀具寿命三维仿真曲面，本系统选用了Matlab仿真软件。Matlab是一种用于工程计算的高性能编程软件，具有强大的计算及图形功能，可实现大量数据结果的可视化，并能方便地修改和编辑图形界面。在刀具寿命仿真模块中运用了Visual Basic与Matlab接口技术，可在Visual Basic 环境下调用Matlab程序，并运用DLL(Dynamic Link Library)动态链接库在Matlab 下读取刀具数据库中的相关参数，绘制出刀具寿命的三维仿真图形。图7所示为根据刀具主偏角、副偏角和进给量绘制的加工表面粗糙度三维仿真图形。根据切削参数v、f 和ap对刀具寿命进行仿真，可获得刀具寿命T 与各切削参数之间清晰而明确的关系图，从而可为合理选择切削用量，提高刀具寿命提供必要的参考信息。下一步我们还将通过扩展使用Matlab 软件强大的工具箱，进一步丰富和完善系统功能。 技术咨询模块 利用技术咨询模块可查询有关PCBN刀具的各种信息。该模块由五个子模块构成。

系统帮助子模块 系统帮助子模块具有全库解说功能，可为用户正确使用本系统提供详细的帮助信息。该子模块类似于一个多媒体教学软件，具有语音解说功能，观赏性强。 厂家产品介绍子模块 该子模块详细介绍了5家国外著名PCBN刀具生产厂(De Beers公司、东芝公司、住友公司、黛杰公司和GE公司)及部分国内生产厂家的PCBN刀具产品的性能及特点，内容翔实，极具权威性，为用户合理选用PCBN刀具产品提供了必要的参考信息。图8所示为厂家产品介绍子模块的界面。 刀具设计使用技术咨询子模块 该子模块模仿Windows 资源管理器的格式，将有关PCBN刀具的制造工艺、切削淬硬钢时的金属软化效应、硬态切削机理、已加工表面完整性、PCBN刀具损伤机理及刀具寿命、PCBN刀具的使用技术等信息集成到一起，在VB 环境下进行查询。利用Web Brower浏览器可观看到动态网页效果(如图9所示)。用户可根据需要在目录或索引中方便、快捷地查询PCBN刀具的各项信息。 多媒体信息浏览子模块 利用该子模块可查看、浏览数据库中所有的资料及多媒体数据。 加工实例介绍子模块 该子模块可以多媒体形式为用户播放演示PCBN刀具的加工实例。

3 网上查询功能 本系统具有上网查询功能，可利用Inter技术在网上对系统数据库进行远程查询。由于本系统建立在Microsoft SQL Server 7.0平台上，因此其网络功能比用其它软件创建的数据库具有更好的稳定性。 4 结语 本文介绍的PCBN刀具多媒体数据库咨询管理系统是一种基于Windows NT/98 环境的应用软件，具有设计合理、功能完备、信息丰富、界面美观、适应性和可移植性强、操作简便灵活、运行稳定可靠、易于维护等优点，能很好满足PCBN刀具信息管理的需要，对PCBN刀具用户和研究开发人员均具有极高的使用价值。