一种新的螺旋面加工刀具的cad生成方法

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1、万方数据第27卷第2期2011年4月机械设计与研究MachineDesignandResearchV01．27No．2Apr．，2011文章编号：1006—2343(2011)02-083-04一种新的螺旋面加工刀具的CAD生成马田军，张琳娜，张瑞，赵凤霞(郑州大学机械工程学院，郑州450001，E．mail：tianjun—ma@126．COB)方法摘要：基于刀具与螺旋面工件之间的关系及基本加工原理，提出了一种新的基于离散点的圆柱螺旋面成形刀具廓形的CAD生成方法——薄片法。采用VB对SolidWorks进行二次开发给出了薄片法的实现程序，并与CAD实体布尔运算法进行了比较。

2、结果表明：该方法不仅精度高，而且具有直观、简单，内存占用小，生成文件小等优点。关键词：螺旋面；成形刀具；CAD中图分类号：THl22文献标识码：AANewCADMethodtoGenerateManufacturingToolofHelicoidsMATian-jun，ZHANGLin．na，ZHANGRui，ZHAOFeng．xia(InstituteofMechanicalEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China)Abstract：AnewCADmethod--slicemethodcalculationon

3、discretepointsofformingshapetoolforcylindricalhelicoidswaspresented，whichWaSbasedonanalysisingtherelationshipbetweenspiralworkpieceandthetoolandstudyingthebasicprincipleoftoolcuttingprocess．ThemethodWasimplementedbyusingSolidWorksandVB．Compa·ringwithCADentityBooleanoperationmethod，Theresults

4、howsthatthepresentedmethodnotonlyhasthehigh·accu-racybutalsotheadvantagesofvisualization，simplicity，smalldemandinimternalstorageandSOon．Keywords：helicoid；formingtool；CAD螺旋面在工业领域的应用是非常广泛的，如螺杆泵、蜗杆、螺纹等等。以往对螺旋面加工刀具的设计研究方法通常采用解析⋯，提出基于离散点的圆柱螺旋面成形刀具计算方法，该方法虽然精度比较高，但其求解过程复杂，并且对技术人员的专业知识和数学知识要求比较高。随着

5、计算机技术的不断发展，计算机辅助设计(CAD)已经在工业设计和制造等领域发挥着不可替代的作用，它可以简单而高效做一些难而复杂的工程项目。近年来也有用CAD做螺旋面加工刀具的设计研究旧J，采用布尔运算法造型出了螺旋面加工刀具，该方法不仅能满足实际工程设计的需要，而且比传统算法更快速、直观、适应性更强、对设计者的专业素质要求也比较低。因此在螺旋面加工刀具的设计研究中用CAD方法可以代替以往的解析法。但由于布尔运算法运行过程中具有运行时间长、占用内存大、最后产生的文件大及所需计算机配置高等缺点。因此，下面拟基于布尔运算法提出一种新的螺旋面加工刀具设计方法——薄片法。该方法具有生成的刀

6、具精度高、运行时间短、占用内存小和最后生成文件小等优点。1螺旋面加工的基本原理1．1刀具回转面与工件螺旋面的接触条件在盘形刀具(盘形铣刀，砂轮等)的回转面加工螺旋面的收稿日期：2010一11一03基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975262)，河南省基础与前沿技术研究计划资助项目(072300440120)工件时，它们的相对位置如图1及图2所示。刀具轴线和工件轴线间的夹角为轴间夹角或摆放角∑，刀具和工件轴线间的最短距离为中心距。以字母a表示。刀具在加工过程中高速旋转，它的刀刃在旋转中形成一个回转表面。工▲图1用盘形刀具加工螺旋面(一)件则一面绕自己的轴线转动，一面沿轴线

7、平移，并在回转一周的过程中前进一个导程。假设已有刀具及其已经加工过的螺旋面，则它们在相对运动的任一瞬时，两个表面之间总有一条相切的接触线。同时这一接触线位置在空间是固定不变的。因此，将接触线绕刀具轴线回转，可得到刀具的回转面；使接触线绕工件轴线作螺旋运动，可得到工件的螺旋面。I．2薄片法如果刀具毛坯厚度足够大，那么螺旋面工件圆柱面上的两条螺旋线与刀具毛坯圆柱表面就有四个交点(如图3中的①②③④)，现将其中的最高点和最低点(如图3中的①和万方数据机饿设计‘7研究第27巷④)沿工件轴线打向两点之