基于UG的零誤差圓體成形車刀設計

1、基于UG的零誤差圓體成形車刀設計     1 引言    在切削加工中廣泛使用的成形車刀是用于加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用刀具。成形車刀可保證穩(wěn)定的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高、可多次重磨、刀具壽命長。成形車刀的切削刃形狀是根據(jù)被加工回轉(zhuǎn)體的表面廓形設計的，傳統(tǒng)的圖解法和計算法在設計精度和效率上很難令人滿意。近年來出現(xiàn)了一些采用交互設計方式的成形車刀CAD系統(tǒng)，在一定程度上提高了設計效率，但由于在刀具廓形設計時仍然是以直線或圓弧近似替代廓形曲線，因此存在一定的廓形誤差;此外，有些成形車刀CAD系統(tǒng)尚未實現(xiàn)參數(shù)化設計. 

2、0;  為了進一步提高設計精度，實現(xiàn)參數(shù)化設計，縮短設計周期，作者基于Windows XP和UG二次開發(fā)平臺，以Microsoft Visual Studio. NE7，為開發(fā)環(huán)境，開發(fā)了高精度圓體成形車刀設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功解決了傳統(tǒng)設計中的"雙曲線誤差"問題，實現(xiàn)了"零誤差"設計精度，并且大大提高了設計效率，用戶只需進行簡單操作，即可實現(xiàn)圓體成形車刀的自動設計。2系統(tǒng)開發(fā)平臺及運行環(huán)境     UG設計軟件提供了良好的二次開發(fā)環(huán)境，包括供用戶定制菜單的UG/OPEN MenuScript供用

3、戶制作UG風格對話框界面的設計模塊UG/OPENU1Styler和供用戶進行功能開發(fā)的UG/OPEN API等。作者在成形車刀設計系統(tǒng)的開發(fā)中，綜合運用了UG的各種工具模塊、CAD/CAM技術(shù)以及參數(shù)化設計技術(shù)。成形車刀應用程序編譯后生成動態(tài)鏈接庫文件(*.dll)，內(nèi)嵌在UG中，在UG軟件啟動時自動加載到UG運行環(huán)境中，成為UG的一部分，直接控制UG的操作行為，運行結(jié)果直接在UG界面的圖形窗口顯示;用戶操作界面采用中文交互式操作，簡捷直觀，操作方便，具有良好的人機交互性和可擴充性。3圓體成形車刀設計的關(guān)鍵技術(shù)3.1 "零誤差"截形法    根

4、據(jù)成形車刀設計理論，可得出如下結(jié)論:前刀面截取工件回轉(zhuǎn)面，其截交線為刀刃廓形。將刀刃廓形繞刀具軸心線旋轉(zhuǎn)，即可獲得刀具成形回轉(zhuǎn)面。刀具成形回轉(zhuǎn)面沿后刀面的法面取剖面，即可獲得所求的刀具廓形。由于開發(fā)的成形車刀設計系統(tǒng)采用了基準面與工件實體相截交的方法，因而消除了按傳統(tǒng)方法設計的成形車刀在加工時產(chǎn)生的雙曲線誤差，即該系統(tǒng)設計的圓體成形車刀不會產(chǎn)生任何加工誤差，而最終車刀工作圖上的誤差僅為UG軟件本身的誤差，由于UG為高端三維設計軟件，其自身誤差極小，可忽略不計。3.2最小半徑控制點理論    在創(chuàng)建圓體成形車刀實體的過程中，利用了最小半徑控制點理論。最小半徑控制點即

5、工件廓形最小半徑圓與過工件軸線的刀具基面的交點。在圓體成形車刀系統(tǒng)中，最小半徑控制點將工件模型、基準面、刀具法剖面截形緊密聯(lián)系為有機的整體。    如圖1所r,A為工件4的最小半徑控制點。利用數(shù)據(jù)庫巾的前角和后角值，過最小半徑點A創(chuàng)建作圖基準面1和2，從數(shù)據(jù)庫中提取圓體成形車刀3的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)最小半徑控制點的位置確定圓體成形車刀的位置。這樣即可保證圓體成形車刀的結(jié)構(gòu)尺寸標準化。3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)    為了實現(xiàn)成形車刀結(jié)構(gòu)設計的標準化，該設計系統(tǒng)應用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)來確定圓體成形車刀的結(jié)構(gòu)尺寸和前角、后角值。前角、后角值數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與用戶選擇的工件材料及其機械性能具有一一對應關(guān)系，因此根據(jù)用戶選擇的工件材料及其機械性能即可在