硬质合金可转位刀片cad／camnew

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第2期华中理工大学学报V0l_22No．21994年2月J．HuazhongUniv．ofSci．8,-Tech．Feb1994硬质合金可转位刀片CAD／CAM石东平师汉民黄奇葵陈日曜，————一，——一(机械I程一棠)摘要分析了硬质合金可转位刀片生产的具体问题，结合我国的实际情况，开发了一套可转位刀片的CAD,．"CAM系统．并已投入实际使用．该系统为研制开发国产新型刀片提供了先进的技术工具姜分类号墨G睾军五一丝C—A—D／—C—AM塑—1髓型在工业发达国家，可转位刀片的使用比例是随着该国工业化的发展水平的

2、提高而逐渐提高的．目前，在生产自动线的车床及铣床上，可转位刀片的使用分别占90和80左右．世界各大工具制造厂如瑞典SandvikCoromant公司、美国Rogers工具公司、禧国Hertel公司、日本住友和三菱公司等纷纷采用先进的CAD／CAM技术成功地开发出具有新型断屑槽型的先进的可转位刀片．并在实际使用中取得了良好的经济效益．我国虽然早在1974年国家计委就把可转位刀片指定为重点推广项目之一，但与工业发达国家相比仍存在下差距_a．可转位刀片应用比例低，除中外合资企业和某些成套引进国外设备的生产单位外，可转位刀片应用约占刀具总量10左右Ib．国产刀片品种少，且

3、断屑槽型断屑范围狭窄，槽型杂乱而缺乏指导性选用标准制造质量差，由于加工设备和手段的落后，相同牌号的刀片的使用寿命，约为国外刀片的4o一60；d．自行研制、开发能力差，国内目前尚无一套完整的硬质合金可转位刀片cAD／cAM系统，极大地限制了开发新型刀片的能力．因此，有必要开发适合生产实际需要的可转位刀片CAD／CAM系统．1可转位刀片几何造型1．1断屑槽型硬质台金可转位刀片已有标准几何外形，只是由于断屑槽型的不同而形成不同型号的刀片，图1为几种典型断屑槽型刀片．△1．2几何造型D曲面造型常用的数学方法有Cool'iS，圉】典型断屑槽型刀片收祷日期：1993—07一l

4、2．石东平，男，1965年生，讲师{武汉，华中理工大学机械工程一系(430074)*国家八五”重点企业技术攻关项目．维普资讯http://www.cqvip.com华中理工大学学报Bezier和B样条曲面三大类，由于B样条曲面具有局部控制及相邻曲面片间的自然连接(c连续)，在工程上得到较广泛的应用．在可转位刀片的生产实际中，往往是用一系列槽型截面来描述整个刀片槽型曲面．如图2所示QM型刀片是用A—A，B—B，C—C，D—D等截面槽型曲线来描述整个刀片槽型曲面．因此在构造整个槽型曲面时，先根据各截面槽型曲线生成三次B样条曲线，再根据这一系列B样条曲线拟合产生光顺的B

5、样条曲面．由于这种方法能保证曲面通过每一截面的槽型曲线，所以能保证曲面的拟合精度．1．2．1B样条曲线B样条曲线的定义为图2QM型刀片户0)=妻P．NⅢ“)；f∈[0，1]．(1)i一0式中，P．为控制点；．(f)为基函数．当=3时即为三次B样条．第i段曲线用矩阵表示为一133—6]hP．()=Et。tt1]⋯心30141．2．2B样条曲面由系列B样条曲线构成的B样条曲面，其方程为j—p(u，)=∑Ⅳ)(“)；1t,，∈Eo，1]，(3)式中，为截面数；Ⅳ()为基函数；；(“)为三次样条曲线．这样在第J与第J+1截面，第i与H1段之间的曲面(图3)的方程为^11l

6、一P(，)一∑N()P()；，∈Eo，1j；D1i=1，2，⋯，N2；一1，2，⋯，N1．(4)根据上述公式及首、末端点状态(夹持、自由或抛物端图3B样条曲面等)可组合成多种不同类型的曲面E．2数控编程及加=I=焊接式刀片的槽型是人工在砂轮机上手工磨制出来的，而可转位刀片断屑槽是生产厂在制造刀片的同时直接压制而成，其步骤如下：数控程序一数控机床一电极一电火花加工一模具一压制一烧结一研磨一刀片成品．由几何造型构造出刀片槽型曲面后，根据数控加工的实际需要及曲面切削加工的特点，必须对曲面按精度及表面粗糙度进行分割，生成刀位切削数据．2．1精度控制与行间距加工精度(容差控

7、制)往往和加工后曲面的表面残留高度H对应，台适的H既可满足精度要求，又可最大限度减少程序段．求加工中节点坐标时采用等参数法进行计算．维普资讯http://www.cqvip.com第2期石东平等：硬质合金可转位刀片CAD／CAM在刀片的数控加工中，采用行切法加工，行距的大小直接和H(图4中)相关，如图4所东．一一2=2—z面一z，(5)。式中，n为刀具半径；P为节点行距方向曲率半径，曲面凸时取“+”号，曲面凹时取取“一”号．图4行间距选择2．2加工路径选择刀片的加工路径有两种：a．平行于刀片外形轮廓的环行路径Ib．垂直于刀刃的法向路径．环行路径能最大限度提高加工效

8、率、程序段