齒輪刀具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)

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1、工學(xué)碩士學(xué)位論文齒輪刀具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)THEDEVELOPMENTOFGEAR CUTTERSDESIGNSYSTEM付楊軍哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009年6月哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)的CAD化走通一條路，能使很大一部分刀具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率得以顯著提高；(4)推動(dòng)制造信息化目前刀具生產(chǎn)部分中的CAM技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，刀具CAD技術(shù)保證了刀具設(shè)計(jì)和制造之間信息的直接傳遞與共享，利于實(shí)現(xiàn)CAD/CAM一體化。1.2刀具CAD技術(shù)1.2.1刀具CAD技術(shù)的發(fā)展歷程及其現(xiàn)狀刀具是直接對(duì)零件進(jìn)行切削加工的生產(chǎn)工具，因此刀具的性能直

2、接影響切削加工的效率、精度和表面質(zhì)量，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，研究和改進(jìn)刀具的設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)機(jī)械制造業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。刀具的品種規(guī)格繁多，結(jié)構(gòu)形狀各異，一些復(fù)雜、成形刀具往往還需要進(jìn)行繁瑣的計(jì)算。這些特點(diǎn)給刀具的設(shè)計(jì)帶來了困難。但是，刀具產(chǎn)品普遍具有很好的系列性和模塊性，標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)也較好，而且，一般的非標(biāo)準(zhǔn)刀具多數(shù)屬于變參數(shù)設(shè)計(jì)，具有較好的程式特性，因此，刀具CAD技術(shù)[1]無疑是刀具設(shè)計(jì)的必然發(fā)展方向。(1)刀具CAD系統(tǒng)發(fā)展的第一階段在1995年之前，我國刀具CAD系統(tǒng)的研究工作主要是對(duì)CAD系統(tǒng)的模型

3、建立,算法研究和系統(tǒng)構(gòu)成的討論。沈陽工業(yè)大學(xué)在“復(fù)雜刀具CAD支撐軟件的探討”中，為我國通用復(fù)雜刀具CAD軟件的開發(fā)提出了思路，論述了系統(tǒng)的基本構(gòu)成部分，以及刀具CAD軟件在未來機(jī)械制造廠中的使用價(jià)值，該項(xiàng)目是“八五”機(jī)電部科技攻關(guān)項(xiàng)目[2]。太原重型機(jī)械學(xué)院利用AUTOCAD中的AME，通過并、交、差的集合運(yùn)算實(shí)施實(shí)體造型，在“準(zhǔn)雙曲面齒輪刀具CAD圖形處理技術(shù)”方面有了創(chuàng)新[3],山東工業(yè)大學(xué)在“智能刀具CAD系統(tǒng)中刀具表面和幾何角度的適應(yīng)性模型”研究中，得到了山東省自然科學(xué)基金資助[4],這些研究由于受到當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)

4、的限制，刀具CAD軟件還是在DOS下運(yùn)行的應(yīng)用軟件。(2)刀具CAD系統(tǒng)發(fā)展的第二階段從1995年到2000年，在Windows95和Windows98的應(yīng)用和普及的影響下,人們開始設(shè)計(jì)在視窗操作系統(tǒng)下使用的刀具CAD軟件。哈爾濱工業(yè)大學(xué)在“可轉(zhuǎn)位車刀CAD參數(shù)化系統(tǒng)”中，介紹了基于AUTOCADR13的可轉(zhuǎn)位車刀參數(shù)化CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)借鑒特征造型原理，建立了可轉(zhuǎn)位車刀刀槽，刀桿特征圖素庫及標(biāo)準(zhǔn)附件庫，通過對(duì)特征圖素的實(shí)例化，拼接及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)附件的引用，建立了刀具工作圖和裝配圖[5]。大連理工大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)研究所在“基于知識(shí)

5、的刀具CAD模式研究”中，以分析刀具實(shí)-2-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文際過程和知識(shí)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合齒輪滾刀CAD系統(tǒng)，對(duì)刀具CAD系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，知識(shí)表示，工作圖繪制等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討[6]。華東交通大學(xué)在“刀具系統(tǒng)參變量化智能CAD繪圖”中以機(jī)械加工的成形銑刀設(shè)計(jì)為實(shí)例，提出如何解決刀具設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)中智能化設(shè)計(jì)，變參數(shù)繪圖，標(biāo)準(zhǔn)刀具參數(shù)合理選擇和參數(shù)繪圖一體化的問題[7]。隨后，又以可轉(zhuǎn)位車刀智能化設(shè)計(jì)為例，在“多任務(wù)集成刀具智能化CAD系統(tǒng)的開發(fā)”中，說明參數(shù)的提取，框架的設(shè)計(jì)和對(duì)象的構(gòu)思。天津理工大學(xué)在“一種用

6、于復(fù)雜刀具多參數(shù)設(shè)計(jì)的CAD方法”中，以蝸輪滾刀設(shè)計(jì)為例，介紹了CAD軟件的總體結(jié)構(gòu)，功能設(shè)計(jì)以及FoxBASE+與VC++,Autolisp語言間的數(shù)據(jù)通訊[8]。華中理工大學(xué)在“面向?qū)ο蟮凝X輪刀具CAD系統(tǒng)”中,通過分析齒輪刀具CAD的應(yīng)用對(duì)象及功能要求,提出了面向?qū)ο蟮凝X輪刀具CAD系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及功能模塊劃分,探討了齒輪刀具CAD系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及解決方案。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院數(shù)控所在“VC環(huán)境下利用SQLServer與ObjectARX開發(fā)智能參數(shù)化刀具實(shí)體模型庫”中，對(duì)VC++，SQLSever和AutoCAD

7、相互通訊的技術(shù)進(jìn)行了深入研究。在該階段，刀具CAD系統(tǒng)研發(fā)重點(diǎn)主要集中于參數(shù)化繪圖和模型庫[9]的建立，同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展，一些更流行的編程語言和技術(shù)開始嘗試應(yīng)用在刀具CAD系統(tǒng)的研發(fā)中。(3)刀具CAD系統(tǒng)發(fā)展的第三階段2000年以后，刀具CAD系統(tǒng)的研究工作更是百花齊放，多種專用刀具CAD軟件相繼研發(fā)成功。華北工學(xué)院工藝所經(jīng)過幾年的科研與實(shí)踐，相繼完成了槍鉆，BTA鉆，單管內(nèi)排屑深孔鉆，機(jī)夾深孔鏜頭等深孔刀具的系列化，并在此基礎(chǔ)上研制開發(fā)了相應(yīng)的系列化深孔刀具及輔具的CAD/CAM一體化系統(tǒng)[10]。華東交通大學(xué)

8、在“用AUTOCAD技術(shù)開發(fā)智能化刀具CAD系統(tǒng)”中，提出了切削法造型的構(gòu)造思維，并用實(shí)例詳細(xì)說明了用AUTOCADActiveX技術(shù)構(gòu)造刀具零件模型及進(jìn)行刀具裝配體的干涉檢驗(yàn)。焦作工學(xué)院與武漢煤炭設(shè)計(jì)研究院在“成形車刀的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”中，提出在AUTOCAD2000平臺(tái)上，利用VBA技