CN103440392A - 参数化数控立铣刀图纸设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种参数化数控立铣刀图纸设计方法，包括以下步骤：对现有数控立铣刀设计图纸进行收集汇总，然后定义数控立铣刀图素元，每个图素元作为一个程序模块出现，并将上述数控立铣刀图素元与刀具优化参数、刀具相关标准参数结合来建立CAD参数化数据库；确定待加工刀具的图素元、刀具材料组成结构、设计信息及其刀具参数；调用CAD参数化数据库中相对应的刀具图素元、刀具优化参数、刀具相关标准参数来完成数控立铣刀图纸的线条及其标注；调用CAD参数化数据库中的相关信息进一步对图纸的标题栏、技术要求等文本内容进行生成；AutoCAD格式刀具图纸生成；完成数控立铣刀图纸设计。采用本发明不仅大大提高了工作效率，而且还尽可能的减少了数控立铣刀的图纸设计的误差。

Description

参数化数控立铣刀图纸设计方法

技术领域

本发明涉及一种参数化数控立铣刀图纸设计方法，属于机械加工领域。

背景技术

CAD即计算机辅助设计的英文简称（Computer Aided Design）。计算机的应用，使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务：而设计人员集中精力进行有效的创造性思维，从而更好地完成从设计方案的提出、评价、分析模拟与修改到具体设计实现的设计全过程，对于机械行业来讲，通过的CAD件是AutoCAD，但AutoCAD是一种通用的绘图软件，对机械行业针对性差，使用这些软件的工作效率太低。由于各个企业的工艺设备及其刀具设计人员的技术水平、生产要求尽不相同，因此，传统的数控立铣刀图纸设计多数是在做重复而繁琐的手工绘图、参数计算以及文字输入等工作，这种工作方法不但工作效率低而且还容易出现错误，所以，急需设计一种优质高效的参数化数控立铣刀图纸设计系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种参数化数控立铣刀图纸设计方法，提高效率，减少设计误差。

本发明的技术方案：参数化数控立铣刀图纸设计方法，包括以下步骤：

（1）    对现有数控立铣刀设计图纸进行收集汇总，然后定义数控立铣刀图素元，每个图素元作为一个程序模块出现，将上述数控立铣刀图素元与刀具优化参数、刀具相关标准参数结合来建立CAD参数化数据库；

（2）    确定待加工刀具的结构特征、刀具材料组成结构、设计信息及其刀具参数；

（3）    调用CAD参数化数据库中相对应的刀具图素元、刀具优化参数、刀具相关标准参数来完成数控立铣刀图纸的线条及其标注；

（4）    调用CAD参数化数据库中的相关信息进一步对图纸的标题栏、技术要求等文本内容进行生成，此时的图纸的标题栏、技术要求等文本内容是含有变量及其调用与组合逻辑的程序；

（5）    AutoCAD格式刀具图纸生成；

（6）    完成数控立铣刀图纸设计。

所述的数控立铣刀图素元按照以下定义：

（1）刃部特征分类：

A）刃部外形特征：圆柱形刃部、圆锥形刃部，圆锥形刃部分为正锥形和反锥形两种；

B）圆周刃与端刃连接部分的特征分类：清根、过渡R连接、球头；

C）端刃几何特征：无端刃、有端刃、端刃有过中心刃、端刃无过中心刃；

D）切削刃旋向：左旋和右旋两种；

E）切削刃数量：主要有2、3、4、5、6、8六种；

（2）柄部特征分类：直柄和莫氏锥柄，直柄分为有无定位槽，莫氏锥柄分为是否带尾舌；

（3）柄刃连接部分特征分类：按刃部和柄部的直径关系分为等径连接、刃大柄小和柄大刃小；按刃部和柄部的连接结构分为R-锥度连接、锥度-R连接、R-圆柱-R连接、圆柱-R连接、圆柱-R-锥度连接、锥度-R-圆柱连接；

（4）整体材料结构分类：整体高速钢、整体硬质合金、对焊高速钢三种。

所述刀具的结构特征包括以下：

（1）刃部几何特征：

A）刃部外形特征：圆柱刃、圆锥刃及成形刃；

B）圆周刃几何特征：右旋右切刃、右旋左切刃、左旋左切刃、左旋右切刃；

C）端刃几何特征：无端刃、有端刃、端刃有过中心刃、端刃无过中心刃；

D）圆周刃与端刃的连接方式：清根、过渡R连接、球头；

E）切削刃数量：主要有2、3、4、5、6、8六种；

（2）柄部几何特征：直柄或莫氏锥柄；

（3）被加工的材料类型：钛合金、高温合金、超强度钢、普通碳素钢、铝合金等；

（4）刀具材料组成：整体或焊接。

所述刀具材料组成结构包括整体数控立铣刀和焊接数控立铣刀两种。

所述设计信息及其刀具参数包括以下：

（1）制造工艺信息：

A）被加工材料及其热处理状态；

B）加工工序类型：1-粗加工，2-精加工；

C）被加工零件结构刚性：1-好，2-差；

（2）刀具结构参数：

A）刀具信息：刀具刃部和柄部的材料牌号及其热处理状态；

B）刀具结构参数：刀具总长、刃长、切削刃端部直径、刃部最大直径、柄部最大直径、刀柄端部直径、刃部实心直径、刀具圆周刃与端刃的前角和后角、切削刃的螺旋角、圆锥刃的锥角、刀具刃部的转接半径R以及异径焊接时大径部分的长度；

C）圆周刃后刀面类型：1-直纹面，2-带凸台的直纹面，3-弧面。

本发明的有益效果：采用本发明，刀具设计人员只需要通过计算机界面，从键盘输入刀具的几何参数以及技术条件，那么计算机将自动设计出数控立铣刀的图纸，并且自动完成各种文件设计所需要的参数调用、计算以及传送等功能，这样不仅大大的提高了工作效率，而且还尽可能的减少了数控立铣刀的图纸设计的误差，从而实现了高质量、高效率的数控立铣刀图纸的设计。 

附图说明

图1为参数化数控立铣刀图纸设计方法的流程图。

图2为实施例生成的AutoCAD格式的数控立铣刀图纸。

具体实施方式

如图1所示，以一把直柄整体数控立铣刀为例，该立铣刀参数化图纸设计方法，包括以下步骤：

确定直柄整体数控立铣刀的刀具结构特征、刀具材料组成结构、设计信息及其刀具参数。

其中刀具结构特征包含以下：

（1）刃部几何特征：A）刃部外形特征：圆柱刃；B）圆周刃几何特征：右旋右切刃；C）端刃几何特征：有端刃、端刃有过中心刃；D）圆周刃与端刃的连接方式：过渡R连接；E）切削刃数量：z=4；

（2）柄部几何特征：直柄；

（3）被加工的材料类型：钛合金；

（4）刀具材料组成结构：整体。

设计信息及其刀具参数包括以下：

（1）制造工艺信息：

A）被加工材料及其热处理状态；TA15M；

B）加工工序类型：1-粗加工；

C）被加工零件结构刚性：1-好；

（2）刀具结构参数：

A）刀具信息：刀具刃部的材料牌号及其热处理状态——M42，67-69HRC；刀具柄部的材料牌号及其热处理状态——M42，33-40HRC；

B）刀具结构参数：刀具总长104mm、刃长45mm、切削刃端部直径20mm、刃部最大直径20mm、柄部最大直径20mm、刀柄端部直径20mm、刃部实心直径20mm、刀具圆周刃前角8°、刀具圆周刃后角14°、刀具端刃前角5°、刀具端刃后角10°、切削刃的螺旋角40°、刀具刃部的转接半径R为3mm；

C）圆周刃后刀面类型：1-直纹面。

输入上述数控立铣刀设计信息及其参数后，该参数化数控立铣刀设计系统将自动生成一个完整的AutoCAD格式的数控立铣刀图纸，切削加工参数等技术要求，如图2所示。

该刀具图纸采用传统的手工设计至少需要8个小时，而现在只需要5-6分钟，因此极大的提高了数控立铣刀图纸设计的效率和质量，同时为全面实现数字化数控刀具的制造技术作出了贡献。

Claims (1)

1.参数化数控立铣刀图纸设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对现有数控立铣刀设计图纸进行收集汇总，然后定义数控立铣刀图素元，每个图素元作为一个程序模块出现，将上述数控立铣刀图素元与刀具优化参数、刀具相关标准参数结合来建立CAD参数化数据库；

（2）确定待加工刀具的结构特征、刀具材料组成结构、设计信息及其刀具参数；

（3）调用CAD参数化数据库中相对应的刀具图素元、刀具优化参数、刀具相关标准参数来完成数控立铣刀图纸的线条及其标注；

（4）调用CAD参数化数据库中的相关信息进一步对图纸的标题栏、技术要求等文本内容进行生成，此时的图纸的标题栏、技术要求等文本内容是含有变量及其调用与组合逻辑的程序；

（5）AutoCAD格式刀具图纸生成；

（6）完成数控立铣刀图纸设计。

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