齿轮刀具设计系统的开发

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1、工学硕士学位论文齿轮刀具设计系统的开发THEDEVELOPMENTOFGEAR CUTTERSDESIGNSYSTEM付杨军哈尔滨工业大学2009年6月哈尔滨工业大学工学硕士学位论文设计的CAD化走通一条路，能使很大一部分刀具的设计质量和效率得以显著提高；(4)推动制造信息化目前刀具生产部分中的CAM技术的应用日益广泛，刀具CAD技术保证了刀具设计和制造之间信息的直接传递与共享，利于实现CAD/CAM一体化。1.2刀具CAD技术1.2.1刀具CAD技术的发展历程及其现状刀具是直接对零件进行切削加工的生产工具，因此刀具的性能直

2、接影响切削加工的效率、精度和表面质量，进而影响产品的质量。因此，研究和改进刀具的设计方法，对整个机械制造业具有重要的现实意义和经济意义。刀具的品种规格繁多，结构形状各异，一些复杂、成形刀具往往还需要进行繁琐的计算。这些特点给刀具的设计带来了困难。但是，刀具产品普遍具有很好的系列性和模块性，标准化基础也较好，而且，一般的非标准刀具多数属于变参数设计，具有较好的程式特性，因此，刀具CAD技术[1]无疑是刀具设计的必然发展方向。(1)刀具CAD系统发展的第一阶段在1995年之前，我国刀具CAD系统的研究工作主要是对CAD系统的模型

3、建立,算法研究和系统构成的讨论。沈阳工业大学在“复杂刀具CAD支撑软件的探讨”中，为我国通用复杂刀具CAD软件的开发提出了思路，论述了系统的基本构成部分，以及刀具CAD软件在未来机械制造厂中的使用价值，该项目是“八五”机电部科技攻关项目[2]。太原重型机械学院利用AUTOCAD中的AME，通过并、交、差的集合运算实施实体造型，在“准双曲面齿轮刀具CAD图形处理技术”方面有了创新[3],山东工业大学在“智能刀具CAD系统中刀具表面和几何角度的适应性模型”研究中，得到了山东省自然科学基金资助[4],这些研究由于受到当时计算机技术

4、的限制，刀具CAD软件还是在DOS下运行的应用软件。(2)刀具CAD系统发展的第二阶段从1995年到2000年，在Windows95和Windows98的应用和普及的影响下,人们开始设计在视窗操作系统下使用的刀具CAD软件。哈尔滨工业大学在“可转位车刀CAD参数化系统”中，介绍了基于AUTOCADR13的可转位车刀参数化CAD系统，该系统借鉴特征造型原理，建立了可转位车刀刀槽，刀杆特征图素库及标准附件库，通过对特征图素的实例化，拼接及对标准附件的引用，建立了刀具工作图和装配图[5]。大连理工大学先进制造技术研究所在“基于知识

5、的刀具CAD模式研究”中，以分析刀具实-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文际过程和知识特点为基础，结合齿轮滚刀CAD系统，对刀具CAD系统的框架结构，知识表示，工作图绘制等关键技术进行了探讨[6]。华东交通大学在“刀具系统参变量化智能CAD绘图”中以机械加工的成形铣刀设计为实例，提出如何解决刀具设计CAD系统中智能化设计，变参数绘图，标准刀具参数合理选择和参数绘图一体化的问题[7]。随后，又以可转位车刀智能化设计为例，在“多任务集成刀具智能化CAD系统的开发”中，说明参数的提取，框架的设计和对象的构思。天津理工大学在“一种用

6、于复杂刀具多参数设计的CAD方法”中，以蜗轮滚刀设计为例，介绍了CAD软件的总体结构，功能设计以及FoxBASE+与VC++,Autolisp语言间的数据通讯[8]。华中理工大学在“面向对象的齿轮刀具CAD系统”中,通过分析齿轮刀具CAD的应用对象及功能要求,提出了面向对象的齿轮刀具CAD系统的总体设计方案及功能模块划分,探讨了齿轮刀具CAD系统的关键技术及解决方案。华中科技大学机械学院数控所在“VC环境下利用SQLServer与ObjectARX开发智能参数化刀具实体模型库”中，对VC++，SQLSever和AutoCAD

7、相互通讯的技术进行了深入研究。在该阶段，刀具CAD系统研发重点主要集中于参数化绘图和模型库[9]的建立，同时，随着计算机语言的发展，一些更流行的编程语言和技术开始尝试应用在刀具CAD系统的研发中。(3)刀具CAD系统发展的第三阶段2000年以后，刀具CAD系统的研究工作更是百花齐放，多种专用刀具CAD软件相继研发成功。华北工学院工艺所经过几年的科研与实践，相继完成了枪钻，BTA钻，单管内排屑深孔钻，机夹深孔镗头等深孔刀具的系列化，并在此基础上研制开发了相应的系列化深孔刀具及辅具的CAD/CAM一体化系统[10]。华东交通大学

8、在“用AUTOCAD技术开发智能化刀具CAD系统”中，提出了切削法造型的构造思维，并用实例详细说明了用AUTOCADActiveX技术构造刀具零件模型及进行刀具装配体的干涉检验。焦作工学院与武汉煤炭设计研究院在“成形车刀的计算机辅助设计”中，提出在AUTOCAD2000平台上，利用VBA技