1338-基于Solidworks的麻花鉆的二次開發(fā)

1338-基于Solidworks的麻花鉆的二次開發(fā),基于,solidworks,麻花,二次開發(fā) 湘 潭 大 學(xué) 興湘學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目 基于 Solidworks 的麻花鉆的二次開發(fā)姓 名 楊瞻 學(xué)號 2006183926專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 機械二班指導(dǎo)教師 張高峰 職稱 副教授填寫時間 2010 年 4 月 22 日2010 年 4 月說 明1．根據(jù)湘潭大學(xué)《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作管理規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》，由指導(dǎo)教師簽署意見，系主任批準后實施。2．開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。3．畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。4．本報告中，由學(xué)生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于 2000 字。5．開題報告檢查原則上在第 2～4 周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計開題檢查后， 應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報告。6. 填寫說明：(1) 課題性質(zhì) ：可填寫 A．工程設(shè)計；B． 論文；C. 工程技術(shù)研究；E.其它。(2) 課題來源：可填寫 A．自然科學(xué)基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托 課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。(3) 除自擬課題 外，其它課題必須要填寫課題的名稱。(4) 參考文獻不能少于 10 篇。(5) 填寫內(nèi)容的字體大小 為小四，表格所留空不夠可增頁。本科畢業(yè)設(shè)計 (論文)開題報告學(xué)生姓名 楊瞻 學(xué) 號 2006183926 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其 自動化指導(dǎo)教師 張高峰 職 稱 副教授 所在系 機電系課題來源 自擬課題 課題性 質(zhì) 工程技術(shù)研究課題名稱 基于 Solidworks 的麻花鉆的二次開發(fā)一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況在機械加工中，麻花鉆是應(yīng)用最為廣泛的孔粗加工刀具，同時也是幾何形狀最為復(fù)雜的切削刀具之一。盡管人們已做了大量有價值的研究工作來加深對其幾何形狀、切削方式以及制造方法的了解，但對于鉆頭的幾何參數(shù)及切削性能仍需作深人的研究。隨著 Solidworks 技術(shù)的迅速發(fā)展，應(yīng)用先進的計算機技術(shù)對麻花鉆進行三維實體建模，并在此基礎(chǔ)上利用有限元仿真技術(shù)模擬其加工情況，避免了傳統(tǒng)試驗方法的缺陷，對于研究鉆頭剛度和鉆削機理，提高孔加工效率和改進鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計有重要意義，建立麻花鉆的三維實體模型是其重要的第一步。麻 花 鉆 是 通 過 其 相 對 固 定 軸 線 的 旋 轉(zhuǎn) 切 削 以 鉆 削 工 件 的 圓 孔 的 工 具 。 因其 容 屑 槽 成 螺 旋 狀 而 形 似 麻 花 而 得 名 。 螺 旋 槽 有 2 槽 、 3 槽 或 更 多 槽 ， 但 以2 槽 最 為 常 見 。 麻 花 鉆 可 被 夾 持 在 手 動 、 電 動 的 手 持 式 鉆 孔 工 具 或 鉆 床 、 銑 床 、車 床 乃 至 加 工 中 心 上 使 用 。 鉆 頭 材 料 一 般 為 高 速 工 具 鋼 或 硬 質(zhì) 合 金 。 近年來計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了現(xiàn)代設(shè)計理論發(fā)展。麻花鉆的設(shè)計、制造、加工越來越依賴于大型的集成三維軟件。二、研究內(nèi)容、預(yù)計達到的目標、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標、完成課題的方案和主要措施要生產(chǎn)此零件的基本要求：1 進行麻花鉆參數(shù)化設(shè)計標準直柄麻花鉆由工作部分、柄部兩部分組成。其中工作部分是麻花鉆的主要部分，又分為切削部分和導(dǎo)向部分。導(dǎo)向部分由兩個螺旋形刃瓣組成，形成兩條螺旋槽，在切削時用作容屑和排屑，也是切削液的通道。2 進行麻花鉆的 3D 建模麻花鉆的三維實體創(chuàng)建中最主要的步驟為直線刃(即主切削刃)的繪制、前刀面螺旋線的繪制、螺旋槽截面形狀及實體創(chuàng)建、后刀面生成(本文采用直線刃圓錐面刃磨法)3 學(xué)習(xí) VB 編程語言 4 運用 VB 語言對麻花鉆進行編程5 建立對話框，得到最后的成果建立好實體模型后，接下來就是利用 VB 程序?qū)⒛Ｐ椭械谋磉_式的值與對話框聯(lián)系起來。程序的功能是針對部件的設(shè)計參數(shù)，對設(shè)計參數(shù)進行查詢、修改，根據(jù)新的參數(shù)值更新模型從而實現(xiàn)設(shè)計變更。在對模型編寫程序時只需要根據(jù)模型的參數(shù)對程序中所調(diào)用模型參數(shù)做一些修改，其他在程序的編寫思路、程序所用的函數(shù)和結(jié)構(gòu)等都可以相同。要實現(xiàn)程序針對某個模型的設(shè)計參數(shù)進行查詢、修改，主要的程序設(shè)計思路是先讀取對話框中的參數(shù)，然后把對話框中的參數(shù)傳遞給模型中的表達式，改變表達式中相應(yīng)參數(shù)的值，更新模型。程序運行后，就能實現(xiàn)把設(shè)計者輸入對話框的參數(shù)轉(zhuǎn)化成模型尺寸的變化，實現(xiàn)設(shè)計目的。三、主要特色及工作進度主要特色：2010．3-2010．5：學(xué)習(xí) VB 編程語言 2010．5：運用 VB 語言對麻花鉆進行編程2010．5: 建立對話框，得到最后的成果2010．6: 編寫設(shè)計說明書、翻譯英文資料主要特色：本文簡要論述了 Solidworks 參數(shù)化設(shè)計的思路與重點。麻花鉆零件參數(shù)化設(shè)計調(diào)試結(jié)果證明 ,該方法有利于刀具企業(yè)結(jié)合生產(chǎn)實際 ,建立符合自身需要的產(chǎn)品參數(shù)化元件庫 ,對于提高設(shè)計效率、縮短開發(fā)周期 ,提升產(chǎn)品市場競爭力具有重要的現(xiàn)實意義。運用 solidworks 軟件對麻花鉆的三維設(shè)計進行研究,提出了一種麻花鉆造型的方法,提高了麻花鉆設(shè)計的效率.四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）[1] 殷國富 ,尹湘云,胡曉兵 . SolidWorks 二次開發(fā)實例解析: 沖壓模標準件 3 庫北京:機械工業(yè)出版社,2006[2] SolidWorks 公 司 . SolidWorks API 二 次 開 發(fā) . 北 京 : 機 械 工業(yè) 出 版 社 ,2005[3]　 江 洪 ,魏 崢 ,王 濤 威 .SolidWorks 二 次 開 發(fā) 實 例 解析 .北 京 :機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2004[4]　 李 福 秋 ,張 樹 森 .SolidWorks 二 次 開 發(fā) 在 滾 刀 參 數(shù) 造 型 中 的 應(yīng) 用 .煤 礦 機 械 ,2003(5)[5]　 江 洪 ,李 仲 興 ,刑 啟 恩 .SolidWorks 2003 二 次 開 發(fā) 基 礎(chǔ) 與 實 例 教程 .北 京 :電 子 工 業(yè) 出 版 社 ,2003 第 一 作 者 :王 勇 ,碩 士 研 究 生 ,四川 大 學(xué) 制 造 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 ,610065 成 都 市[6] 國家測繪局、國家測繪局測繪標準化研究所、中國標準出版社編,測繪標準匯編.北京:中國標準出版社.2003.指導(dǎo)教師意 見指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系意見系主任簽名：年 月 日院意見 教學(xué)院長簽名： 年 月 日1基于 Solidworks 的麻花鉆的二次開發(fā)摘 要：在機械加工中，麻花鉆是應(yīng)用最為廣泛的孔粗加工刀具，同時也是幾何形狀最為復(fù)雜的切削刀具之一。盡管人們已做了大量有價值的研究工作來加深對其幾何形狀、切削方式以及制造方法的了解，但對于鉆頭的幾何參數(shù)及切削性能仍需作深人的研究。提出了基于 SolidWorks 軟件、調(diào)用 API 對象進行二次開發(fā) ,實現(xiàn)麻花鉆三維參數(shù)化設(shè)計的思路 ,介紹了在 Visual Basic 編程環(huán)境下進行二次開發(fā)的具體過程和關(guān)鍵技術(shù)。該方法可解決麻花鉆前刀面、后刀面、排屑槽、切削刃帶等復(fù)雜空間曲面的參數(shù)化建模難題 ,提高設(shè)計效率 ,并為麻花鉆的進一步開發(fā)提供參考。關(guān)鍵詞：麻花鉆，二次開發(fā)，三維建模，Solidworks2The twist drill based on the secondary development of SolidworksAbstract：In the machining, the twist drill hole is the most widely roughing tool, but also the geometric shape of one of the most complex cutting tools. Despite the valuable research work has been done to deepen their geometry, cutting patterns and knowledge of manufacturing methods, but the geometric Research on Parameterized Design System of Twist Drills.Based on SolidWorks Secondary The idea of realizing 3D parameterized design of twist drills by transferring API objects as a secondary development method based on SolidWorks software is proposed. The process and key points of the secondary development under Visual Basic programming environment is introduced. This method can resolve the parameterized modeling problem of twist drill , including its rake , clearance , flutes and cutting edges , and can increase the design efficiency as well as offer a reference for the further devel 2opment works.Keywords : twist drill ,　 parameterized design ,　SolidWorks ,　secondary development ,　 modeling3第 1 章 緒論1．1 內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：1．參數(shù)化設(shè)計：指定題目為基于 Slidworks 的麻花鉆的二次開發(fā)，需要針對麻花鉆的結(jié)構(gòu)特征進行參數(shù)化設(shè)計，我這次設(shè)計的是直柄麻花鉆。2．進行完參數(shù)化設(shè)計再進行建模，由于對編程不是很熟悉，首先要清楚麻花鉆建模的整個過程，我先用畫圖的方法畫出了整個麻花鉆，了解了整個流程。3．接下來我學(xué)習(xí)了一門全新的編程語言 VB，這次的主要任務(wù)就是二次開發(fā)，所以在這一塊花的時間很多，我學(xué)習(xí)了這門語言，自己在學(xué)習(xí)中先練習(xí)了很多實例，例如簡單螺紋等，在這個基礎(chǔ)上對整個編程有了直觀的認識，在整個編程的過程中，我遇到了很多串聯(lián)的問題，知道每一步怎么做，但是連在一起遇到了困難，所以這是我最需要克服的問題，也是我得到的最大的收獲！基本要求：1） ．進行麻花鉆參數(shù)化設(shè)計2） ．進行麻花鉆的 3D 建模3） ．學(xué)習(xí) VB 編程語言 4） .運用 VB 語言對麻花鉆進行編程5） .建立對話框，得到最后的成果6） .撰寫整個畢業(yè)設(shè)計的論文，對自己的成果進行總結(jié)性匯1.2 重點研究的問題重點研究二次開發(fā)，要學(xué)會 VB 編程語言，很好的運用編程語言對麻花鉆進行二次開發(fā)，讓自己在這次畢業(yè)設(shè)計中得到很好的學(xué)習(xí)主要特色：首先選擇一種典型的麻花鉆產(chǎn)品 ,按正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何拓撲關(guān)系和約束關(guān)系)在 Solidworks 環(huán)境中繪制標準的三維模型 ,并根據(jù)建模的需要 ,分析并確定模型參數(shù);然后在 VB 編程環(huán)境中開發(fā)程序界面 ,定義變量;再在程序中調(diào)用對象 ,用變量代替標準模型中對應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸驅(qū)動生成模型 ,從而實現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計。4第二章 Solidworks 二次開發(fā)的研究2.1 Solidworks 二次開發(fā)的介紹在機械產(chǎn)品中 ,系列化定型產(chǎn)品占有相當大的比例。同系列的定型產(chǎn)品大多具有相同或相似的外形輪廓特征。在采用傳統(tǒng)的建模方法進行產(chǎn)品設(shè)計時 ,不可避免地要對模型的幾何尺寸及結(jié)構(gòu)形狀進行反復(fù)修改、調(diào)整和優(yōu)化 ,設(shè)計效率較低。為了提高設(shè)計效率 ,對于系列化定型產(chǎn)品 ,可以采用參數(shù)化設(shè)計方法。參數(shù)化設(shè)計是利用一組參數(shù)來約束產(chǎn)品模型的幾何尺寸 ,以方便地實現(xiàn)產(chǎn)品模型的可變性、可重用性和快速設(shè)計 ,它能夠縮短設(shè)計開發(fā)周期 ,提高設(shè)計效率 ,把設(shè)計人員從繁瑣的建模工作中解放出來 ,將更多精力投入模型分析、改進等創(chuàng)新性工作中 ,為后續(xù)的有限元分析及制訂加工工藝做好準備工作。在鉆削加工中使用最為普遍的麻花鉆也屬于系列化定型產(chǎn)品 ,同類型的麻花鉆具有基本相似的結(jié)構(gòu)特征 ,只是在尺寸參數(shù)等方面有所不同。本文基于 SolidWorks 設(shè)計軟件 ,調(diào)用 API 對象進行二次開發(fā) ,實現(xiàn)了麻花鉆前刀面、后刀面、出屑槽以及切削刃帶等復(fù)雜空間曲面的參數(shù)化建模設(shè)計。2．2　SolidWorksAPI 對象模型簡介SolidWorks API 是 SolidWorks 軟件的 OLE(對象鏈接與嵌入)應(yīng)用程序開發(fā)接口。SolidWords API 對象模型是一種樹型結(jié)構(gòu)模型 ,其根為 SolidWorks 對象。為了得到一個特定的對象 ,必須首先從 Solid2Works 對象開始對其子孫進行遍歷。SolidWorks 對象是 SolidWorks API 中的最高層對象 ,是程序調(diào)用其它對象的入口 ,可以直接和間接訪問 SolidWorks API 中的其它對象。為了便于用戶進行二次開發(fā) ,Solid2 Works提供了大量 API 對象 ,這些對象涵蓋了全部 SolidWorks 的數(shù)據(jù)模型。通過調(diào)用 SolidWorks 中的 API 函數(shù) ,可以完成零件的建模、修改以及零件特征信息的提取 ,可在用戶開發(fā)的應(yīng)用程序中實現(xiàn)與在SolidWorks 交互環(huán)境中相同的功能。圖 1 為 SolidWorks API 的對象層次體系 ,可以看出 ,SolidWorks API 的對象分為若干層 ,每一層又包括若干對象 ,每個對象都有相應(yīng)的屬性、事件和方法。通過對象調(diào)用 ,可實現(xiàn)程序的基本操作和設(shè)置 SolidWorks 系統(tǒng)環(huán)境。其中 ,最常用的是 ModelDoc2 對象 ,該對象屬于模型層 ,是 SolidWorks 的子對象。利用 ModelDoc2 對象 ,可以實現(xiàn)視圖設(shè)置、輪廓線修改、參數(shù)控制、對象選擇、打開和保存文檔、生成編輯特征參量、生成框架等與實體模型相關(guān)的各種操作。5第三章 麻花鉆的設(shè)計過程3．1 設(shè)計流程設(shè)計流程如圖 2 所示。首先選擇一種典型的麻花鉆產(chǎn)品 ,按正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何拓撲關(guān)系和約束關(guān)系)在 SolidWorks 環(huán)境中繪制標準的三維模型 ,并根據(jù)建模的需要 ,分析并確定模型參數(shù) ;然后在 VBA 編程環(huán)境中開發(fā)程序界面 ,定義變量;再在程序中調(diào)用 API 對象 ,用變量代替標準模型中對應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸驅(qū)動生成模型 ,從而實現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計。設(shè)計過程如下。(1)分析模型 ,確定設(shè)計參數(shù)設(shè)計軟件的主程序界面圖 3 所示。為了分析麻花鉆模型 ,確定需要驅(qū)動的參數(shù)。鉆頭直徑 c 和螺旋角 f 是最重要的參數(shù) ,其次是鉆桿長度 a、鉆頭刃帶長度 b 和刃背直徑 h ,然后是頂角 g ,最后是刀柄長度 d 和刀柄厚度e。根據(jù)模型參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系 ,計算關(guān)鍵點的坐標值 ,并用參數(shù)表示。參數(shù)之間的幾何關(guān)系為式中 , p 為螺距;β 為出屑槽初始位置與 y 坐標軸的夾角;γ 為螺旋槽旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。(2)錄制宏 ,在 VBA 環(huán)境中編程宏是一系列命令的集合 (相當于 DOS 下的批處理文件) ,宏所包含的調(diào)用相當于使用用戶界面執(zhí)行操作時 ,對 API 的調(diào)用。借助于宏錄制 ,可以獲得程序頭文件 ,方便、快捷地掌握程序語法及命令 ,然后在 SolidWorks 攜帶的 VBA 環(huán)境中 ,用程序頭文件中定義的變量 ,替換宏程序參數(shù)。(3)導(dǎo)出文件由于 VBA 環(huán)境嵌入在 SolidWorks 中 ,程序不能獨立運行 ,操作很麻煩。為便于6操作 ,需要導(dǎo)出程序文件。具體操作步驟為:在 VBA 環(huán)境中打開工程資源管理器;右鍵單擊窗體 ,選擇導(dǎo)出文件 ,在默認文件夾路徑下生成 3 . frm 格式文件;然后用 VB 打開該文件 ,修改程序頭文件 ,把程序轉(zhuǎn)換到 VB 開發(fā)環(huán)境中;在工具欄中點擊“文件”菜單 ,選擇生成可執(zhí)行文件。由于可執(zhí)行文件移植性好 ,提高了程序安全性。3．2　麻花鉆設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)(1)鉆尖建模麻花鉆橫刃較短 ,鉆尖處尺寸值小 ,受屏幕分辨率限制 ,尺寸太小時程序無法進行精確繪圖。解決方法: ①放大模型比例。缺點是模型整體放大后 ,比例不易控制 ,會給計算帶來麻煩 ,因此有一定局限性; ②局部放大視區(qū) ,對微小尺寸區(qū)域進行放大 ,等于提高了屏幕分辨率。程序表示為:(2)前、后刀面及刃帶建模前刀面是切屑流過的表面 ,由兩個出屑槽部分形成。在建模過程中 ,鉆桿直徑 c 和螺旋升角 f 為變量 ,根據(jù)計算公式 ,決定了刃帶長度 b 值也是可變的。根據(jù)計算公式 ,由于 γ 是變化的 ,因此前刀面和后刀面在空間的相對位置也是變化的。因此在建模過程中 ,需要畫出空間輔助直線 ,建立空間輔助平面 ,在空間輔助平面上繪制前、后刀面草圖。解決方法:采用跟蹤法 ,即選擇螺旋切除的起始點 A ,通過計算得到旋轉(zhuǎn)圈數(shù) γ,跟蹤計算點 A 的空間位置 ,過原點 O 和起始點 A 畫一條空間 3D 線段 OA ,得到垂直于 OA 的空間輔助平面。由于前、后刀面的空間位置是變化的 ,因此在空間輔助平面上繪制草圖時 ,必須控制草圖的矢量方向。空間分為四個區(qū)間 ,繪制草圖直線時 ,將各線段端點坐標值乘以系數(shù) λ,經(jīng)計算 ,隨著 ε 在(0～360° )范圍內(nèi)變化 ,λ 由 + 1 到 - 1 交替變化。以此改變草圖的矢量方向。程序表示為:7通過計算出屑槽的空間位置 ,繪制輔助 3D 直線和輔助平面 ,并通過判斷語句 ,控制草圖的方向, 拉伸切除出橫刃以及前、后刀面。(3)出屑槽和刃背空間曲面建模隨著鉆頭直徑 c 的變化 ,出屑槽和刃背的草圖必須隨著直徑 c 的變化而變化 ,否則會出現(xiàn)沒有切除掉或者沒有完全切除等現(xiàn)象。程序表示為:3.3　代碼整理及程序調(diào)試代碼整理如下:83.4　結(jié)語本文簡要論述了 SolidWorks 參數(shù)化設(shè)計的思路與重點。麻花鉆零件參數(shù)化設(shè)計調(diào)試結(jié)果證明 ,該方法簡便高效 ,有利于刀具企業(yè)結(jié)合生產(chǎn)實際 ,建立符合自身需要的產(chǎn)品參數(shù)化元件庫 ,對于提高設(shè)計效率、縮短開發(fā)周期 ,提升產(chǎn)品市場競爭力具有重要的現(xiàn)實意義。9圖 6—3 開發(fā)的命令按鈕1）選擇下拉菜單“視圖”→工具欄2）打開自定義對話框后，選擇“命令”選項卡下的“用戶自定義” 3) 在右邊的”命令”列表中根據(jù)提示，將命令拖放到 AutoCAD 的繪圖區(qū)或現(xiàn)有的工具欄，創(chuàng)建命令按鈕。命令過程：1. 先繪制圓柱體，圓柱體半徑為 5mm,高度為 140mm。在 CAD 中使用仰視，西南等軸側(cè)視圖，得到下面的圖形：2． 則將該圖層打開，繪制螺紋，螺紋的圓心為（0,0） ，總轉(zhuǎn)角為 525 度，上半圓半10徑=4.2mm，下半圓半徑=4.2mm，螺紋高度為 85mm,得到下面的圖形：3． 再要用到 UCS 坐標，選定原點，進行 Z 軸矢量4． 畫圓，圓心與螺紋的起點重合，圓的半徑為 3.5mm,進行拉伸，如圖：115. 進行體著色：6．進行陣列：127. 進行差集138. 體著色視圖1415第四章 麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計4．1 數(shù)學(xué)模型利用麻花鉆直線刃圓錐面刃磨法的數(shù)學(xué)模型，介紹了在 Solidworks 環(huán)境下，根據(jù)標準直柄麻花鉆的相關(guān)幾何參數(shù)和制造參數(shù)，探討和研究了利用此種刃磨法的數(shù)學(xué)模型，進行麻花鉆三維實體建模的詳細方法。在機械加工中，麻花鉆是應(yīng)用最為廣泛的孔粗加工刀具，同時也是幾何形狀最為復(fù)雜的切削刀具之一。盡管人們已做了大量有價值的研究工作來加深對其幾何形狀、切削方式以及制造方法的了解，但對于鉆頭的幾何參數(shù)及切削性能仍需作深人的研究。隨著 solidworks 技術(shù)的迅速發(fā)展，應(yīng)用先進的計算機技術(shù)對麻花鉆進行三維實體建模，并在此基礎(chǔ)上利用有限元仿真技術(shù)模擬其加工情況，避免了傳統(tǒng)試驗方法的缺陷，對于研究鉆頭剛度和鉆削機理，提高孔加工效率和改進鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計有重要意義，建立麻花鉆的三維實體模型是其重要的第一步。本文以直柄麻花鉆為例，利用 VB 軟件和麻花鉆直線刃圓錐面刃磨法的數(shù)學(xué)模型，詳細介紹其三維實體建模過程。由于麻花鉆幾何形狀的復(fù)雜性，本文所建模型是種近似求解，更為合理的 3D 模型有待于進一步研究。4．2 標準麻花鉆的組成麻花鉆有三部分組成：尾部、頸部和工作部分。(1)尾部一鉆頭上供裝卡用的部分，并用來傳遞鉆孔所需的動力(包力)；(2)頸部一位于工作部分與尾部之間，是在磨鉆尾時供砂輪退刀用；(3)工作部分一一又分切削部分和導(dǎo)向部分。切削部分擔(dān)負主要的切削工作。導(dǎo)向部分是在鉆孔時起引導(dǎo)鉆頭的作用，同時還是切削部分的后備部分。這種鉆頭之所以叫“麻花鉆” ，就因為它的外形象根“麻花” 。在它的工作部分開有兩條螺旋槽，槽的作用是容納和排除切削，鉆削時，切削沿著槽面不斷流出，冷卻潤滑液則沿著槽面流入。它的導(dǎo)向部分外緣有棱邊，是狹窄的圓柱面(近似的)，這樣既減少了孔壁與鉆頭問的摩擦，還能起到引導(dǎo)鉆頭方向的作用。1．3 標準麻花鉆切削部分的組成前面一一即螺旋槽表面，是切屑沿著流出的表面。這表面在鉆頭熱處理 拋光。16主后面一一位于工作部分的端部，是與工件加工表面(孔底)相對的表面磨方法決定，可以是螺旋面、錐面或平面；而用手工刃磨時，則一般是曲面。副后面一一即鉆頭的棱邊(或刃帶)，是與工件已加工表面(孔壁)相對的主切削刃～一前面與主后面的交線，它擔(dān)負主要切削任務(wù)。副切削刃～一前面與副后面的交線。橫刃一一兩主后面的交線。外緣尖一一主切削刃和副切削刃的交接處稱為外緣尖鉆心尖一一橫刃和鉆軸的交點。 由此可見，麻花鉆有六個刀面、五條刃、三個尖組成。1．4 麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)是指鉆頭在制造過程中控制的參數(shù)，它們是決定鉆頭幾何形狀的獨立參數(shù)。麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)分為尺寸參數(shù)和角度參數(shù)兩種。1．4．1 尺寸參數(shù)普通麻花鉆的鉆心厚度通常如表 1．1 所列，或取 2r。=O.2 d。鉆削難加工材料的鉆頭，可增大鉆心厚度到 2r。=(0．25～0．4)扎硬質(zhì)合金鉆心厚度取2r。=(O．25～O．27)表 1．1 麻花鉆鉆心厚度修磨兩主刃后刀面時會自然形成橫刃 b。橫刃的切削條件最差，對軸向力、鉆削溫度及鉆削質(zhì)量的影響較大，為改善鉆削條件，使用時一般都要修短橫刃長度，修短后的橫刃長度用 b。表示。(1)原始鋒角所謂鋒角是兩主刃在對稱中心平面(通過鉆軸且與兩主刃平行)內(nèi)投影的夾角。鋒角分為原始鋒角 2m。和使用鋒角 2①，原始鋒角是鉆溝槽形設(shè)計的重要原始數(shù)據(jù)。按原始鋒角刃磨主后刀面，鉆頭的主切削刃的形狀就和設(shè)計刃形一致(通常為直線)。普17通麻花鉆的原始鋒角 1180。(2)使用峰角 2m根據(jù)加工對象可通過刃磨后刀面來改變鉆頭的鋒角，刃磨后的鋒角不等于原始鋒角時，即為使用鋒角。若 2m=2①。 ，通常兩主刃為直線；若 2 中>2 中。 ，兩主刃相對于刀具實體呈凹形。(3)螺旋角 B通常所說的螺旋角是指鉆頭外圓柱面與螺旋槽表面的交線上任意點的切線與鉆軸的夾角，鉆頭螺旋角 B 的大小，由螺旋槽的導(dǎo)程 P 和鉆頭半徑 R。所決定。即：由于鉆頭任意半徑各點螺旋槽的導(dǎo)程相等，因此，鉆刃不同半徑的螺旋角是不相等的。即(4)橫刃斜角Ⅲ在鉆頭端視圖內(nèi)，橫刃與主切削刃的(或與兩主切削刃平行對稱且過鉆軸中心的對稱平面)的央角。橫刃斜角是在刃磨兩后刀面時自然形成的。當后角增大時，橫刃斜角要減小，且橫刃長度增加。因此，可根據(jù)橫刃斜角的大小判斷橫刃的鋒利程度，即刃磨時可以用檢驗 V 角大小的方法來控制橫刃后角口。 。的大小，近似地把橫刃附近的后刀面看作是平面，橫刃斜角與橫刃后角的關(guān)系式為：4.3 麻花鉆建模原理及三維實體模型創(chuàng)建方法18標準直柄麻花鉆由工作部分、柄部兩部分組成，如圖 1 所示。其中工作部分是麻花鉆的主要部分，又分為切削部分和導(dǎo)向部分。導(dǎo)向部分由兩個螺旋形刃瓣組成，形成兩條螺旋槽，在切削時用作容屑和排屑，也是切削液的通道。為保證鉆頭具有必要的強度和剛性，用鉆芯將兩個刃瓣連為一體，鉆芯直徑一般為鉆頭直徑的 0．125—0．15 倍，并且向柄部方向逐漸增大，每 lOOmm 長度上增大 1．4—1．8mm。切削部分是由導(dǎo)向部分的前端磨出一個鉆尖和兩個后刀面形成的，后刀面形狀按刃磨方法不同可分為螺旋面或圓錐面。(2)前刀面螺旋線的繪制根據(jù)麻花鉆螺旋線展開圖(見圖 4)，其中 p 為螺旋角，標準麻花鉆為 300，lD 為鉆頭螺旋溝導(dǎo)程。只要確定主切削刃上任意一點到其軸線上投影點的距離即可確定螺旋線的半徑，再根據(jù)麻花鉆工作部分的長度能確定所取對應(yīng)點螺旋線的轉(zhuǎn)數(shù)，為了方便建模，取轉(zhuǎn)數(shù)為 1。利用 UG 中的分割功能，把直線 l 和 2 分割成 20 等分(等分越細，以后繪制的螺旋槽截面精確度越高)，再使用 Solidworks 分析功能中的測量功能，分別測量出各個對應(yīng)點之間的距離，繪制出如圖 5 所示的螺旋線。(4)直線刃圓錐面刃磨法后刀面的生成參考康純德教授所建立的直線刃圓錐面刃磨幾何參數(shù)示意圖 L2j，如圖 7 所示，從19建模角度，沿著主切削刃方向延伸，知道圓錐角度口、磨削錐相對于鉆頭軸線 z 的傾斜角 x 以及參數(shù) G，即應(yīng)用幾何關(guān)系可以確定圓錐頂點 01，從而結(jié)合主切削刃長度可以確定所需圓錐的軸線和母線。查詢中國標準麻花鉆所需刃磨工藝參數(shù)表得，9 的鉆頭，圓錐角度臼為 12．56200，z 為 46．090，e 為 6．a(chǎn),008mm。利用 Solidworks 中的曲線功能，繪制出相應(yīng)的軸線和圓錐母線，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)操作，即可生產(chǎn)磨削錐，同理可生成另一個磨削錐，如圖 8 所示。利用 Solidworks 與前面的螺旋槽實體做減法運算，即可生產(chǎn)所需的后刀面，如圖 9 所示。至此，麻花鉆三維實體建模最為重要的步驟已介紹完畢。再根據(jù)麻花鉆其它相應(yīng)參數(shù)，即可生成鉆頭刃帶和柄部部分，篇幅所限在此不再詳細介紹，最終≯4 咖標準直柄麻花鉆三維實體圖如圖 10 所示。(3)螺旋槽截面的繪制及螺旋槽實體生成根據(jù)工作部分的長度，繪制一基準平面，與各條螺旋線垂直，找到交點，利用功能中的樣條線和圓弧功嬖，即要繪制出 p 螺旋截面，然后利用 圖 10 標準直柄麻花鉆3D 模型掃描功能生成螺旋槽實體。由此可見，麻花鉆的三維實體創(chuàng)建中最主要的步驟為直線刃(即主切削刃)的繪制、前刀面螺旋線的繪制、螺旋槽截面形狀及實體創(chuàng)建、后刀面生成(本文采用直線刃圓錐20面刃磨法)。(1)直線刃(即主切削刃)的繪制在機械產(chǎn)品中 ,系列化定型產(chǎn)品占有相當大的比例。同系列的定型產(chǎn)品大多具有相同或相似的外形輪廓特征。在采用傳統(tǒng)的建模方法進行產(chǎn)品設(shè)計時 ,不可避免地要對模型的幾何尺寸及結(jié)構(gòu)形狀進行反復(fù)修改、調(diào)整和優(yōu)化 ,設(shè)計效率較低。為了提高設(shè)計效率 ,對于系列化定型產(chǎn)品 ,可以采用參數(shù)化設(shè)計方法。參數(shù)化設(shè)計是利用一組參數(shù)來約束產(chǎn)品模型的幾何尺寸 ,以方便地實現(xiàn)產(chǎn)品模型的可變性、可重用性和快速設(shè)計 ,它能夠縮短設(shè)計開發(fā)周期 ,提高設(shè)計效率 ,把設(shè)計人員從繁瑣的建模工作中解放出來 ,將更多精力投入模型分析、改進等創(chuàng)新性工作中 ,為后續(xù)的有限元分析及制訂加工工藝做好準備工作。在鉆削加工中使用最為普遍的麻花鉆也屬于系列化定型產(chǎn)品 ,同類型的麻花鉆具有基本相似的結(jié)構(gòu)特征 ,只是在尺寸參數(shù)等方面有所不同。本文基 05 工 具 技 術(shù)于 solidworks 設(shè)計軟件 ,調(diào)用 VB 進行二次開發(fā) ,實現(xiàn)了麻花鉆前刀面、后刀面、出屑槽以及切削刃帶等復(fù)雜空間曲面的參數(shù)化建模設(shè)計。4.4　麻花鉆的參數(shù)化過程參數(shù)化設(shè)計流程如圖 2 所示。首先選擇一種典型的麻花鉆產(chǎn)品 ,按正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何拓撲關(guān)系和約束關(guān)系)在 solidworks 環(huán)境中繪制標準的三維模型 ,并根據(jù)建模的需要 ,分析并確定模型參數(shù);然后在 VB 編程環(huán)境中開發(fā)程序界面 ,定義變量;再在程序中調(diào)用對象 ,用變量代替標準模型中對應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸驅(qū)動生成模型 ,從而實現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計。設(shè)計過程如下(1)分析模型 ,確定設(shè)計參數(shù)設(shè)計軟件的主程序界面圖 3 所示。為了分析麻花鉆模型 ,確定需要驅(qū)動的參數(shù)。鉆頭直徑 c 和螺旋角 f 是最重要的參數(shù) ,其次是鉆桿長度 a、鉆頭刃帶長度 b 和刃背直徑 h ,然后是頂角 g ,最后是刀柄長度 d 和刀柄厚度 e。根據(jù)模型參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系 ,計算關(guān)鍵點的坐標值 ,并用參數(shù)表示。參數(shù)之間的幾何關(guān)系為21式中 , p 為螺距;β 為出屑槽初始位置與 y 坐標軸的夾角;γ 為螺旋槽旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。圖 3　主程序界面(2)錄制宏 ,在 VB 環(huán)境中編程宏是一系列命令的集合(相當于 DOS 下的批處理文件) ,宏所包含的調(diào)用相當于使用用戶界面執(zhí)行操作時 ,對 API 的調(diào)用。借助于宏錄制 ,可以獲得程序頭文件 ,方便、快捷地掌握程序語法及命令 ,然后在 VB 環(huán)境中 ,用程序載入文件中。(3)導(dǎo)出文件由于 VB 中 ,程序不能獨立運行 ,操作很麻煩。為便于操作 ,需要導(dǎo)出程序文件。具體操作步驟為:在 VB 環(huán)境中打開工程資源管理器;右鍵單擊窗體 ,選擇導(dǎo)出文件 ,在默認文件夾路徑下生成3　麻花鉆參數(shù)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)(1)鉆尖建模麻花鉆橫刃較短 ,鉆尖處尺寸值小 ,受屏幕分辨率限制 ,尺寸太小時程序無法進行精確繪圖。解決方法: ①放大模型比例。缺點是模型整體放大后 ,比例不易控制 ,會給計算22帶來麻煩 ,因此有一定局限性; ②局部放大視區(qū) ,對微小尺寸區(qū)域進行放大 ,等于提高了屏幕分辨率。(2)前、后刀面及刃帶建模前刀面是切屑流過的表面 ,由兩個出屑槽部分形成。在建模過程中 ,鉆桿直徑 c 和螺旋升角 f 為變量 ,根據(jù)計算公式 ,決定了刃帶長度 b 值也是可變的。根據(jù)計算公式 ,由于 γ 是變化的 ,因此前刀面和后刀面在空間的相對位置也是變化的。因此在建模過程中 ,需要畫空間輔助直線 ,建立空間輔助平面 ,在空間輔助平面上繪制前、后刀面草圖。解決方法:采用跟蹤法 ,即選擇螺旋切除的起始點 A ,通過計算得到旋轉(zhuǎn)圈數(shù) γ,跟蹤計算點 A 的空間位置 過原點 O 和起始點 A 畫一條空間 3D 線段 OA ,得到垂直于 OA 的空間輔助平面。由于前、后刀面的空間位置是變化的 ,因此在空間輔助平面上繪制草圖時 ,必須控制草圖的矢量方向。空間分為四個區(qū)間 ,繪制草圖直線時 ,將各線段端點坐標值乘以系數(shù) λ,經(jīng)計算 ,隨在(0～360° )范圍內(nèi)變化 ,λ 由 + 1 到 - 1 交替變化。以此改變草圖的矢量方向。程序表示為 :Part . Insert3DSketch‘加入判斷語句 ,看是否過了半圓弧通過計算出屑槽的空間位置 ,繪制輔助 3D 直線和輔助平面 ,并通過判斷語句 ,控制草圖的方向 ,拉伸切除出橫刃以及前、后刀面。(3)出屑槽和刃背空間曲面建模隨著鉆頭直徑 c 的變化 ,出屑槽和刃背的草圖必須隨著直徑 c 的變化而變化 ,否則會出現(xiàn)沒有切除掉或者沒有完全切除等現(xiàn)象。4 　代碼整理及程序調(diào)試程序運行結(jié)果見圖 4。圖 4　程序運行結(jié)果5　結(jié)語23本文簡要論述了 Solidworks 參數(shù)化設(shè)計的思路與重點。麻花鉆零件參數(shù)化設(shè)計調(diào)試結(jié)果證明 ,該方法有利于刀具企業(yè)結(jié)合生產(chǎn)實際 ,建立符合自身需要的產(chǎn)品參數(shù)化元件庫 ,對于提高設(shè)計效率、縮短開發(fā)周期 ,提升產(chǎn)品市場競爭力具有重要的現(xiàn)實意義。運用 solidworks 軟件對麻花鉆的三維設(shè)計進行研究,提出了一種麻花鉆造型的方法,提高了麻花鉆設(shè)計的效率.24第五章 麻花鉆程序設(shè)計5.1 總體方案設(shè)計建立好實體模型后，接下來就是利用 VB 程序?qū)⒛Ｐ椭械谋磉_式的值與對話框聯(lián)系起來。程序的功能是針對部件的設(shè)計參數(shù)，對設(shè)計參數(shù)進行查詢、修改，根據(jù)新的參數(shù)值更新模型從而實現(xiàn)設(shè)計變更。在對模型編寫程序時只需要根據(jù)模型的參數(shù)對程序中所調(diào)用模型參數(shù)做一些修改，其他在程序的編寫思路、程序所用的函數(shù)和結(jié)構(gòu)等都可以相同。要實現(xiàn)程序針對某個模型的設(shè)計參數(shù)進行查詢、修改，主要的程序設(shè)計思路是先讀取對話框中的參數(shù)，然后把對話框中的參數(shù)傳遞給模型中的表達式，改變表達式中相應(yīng)參數(shù)的值，更新模型。程序運行后，就能實現(xiàn)把設(shè)計者輸入對話框的參數(shù)轉(zhuǎn)化成模型尺寸的變化，實現(xiàn)設(shè)計目的。但是由于此種參數(shù)化設(shè)計的方法是建立在模型的基礎(chǔ)上進行的，對話框的設(shè)計也是針對某個實體模型，編寫程序時使用的參數(shù)也是針對具體某一個模型的。因此，在程序運行時應(yīng)首先檢測當前打開的模型是否就是該程序和對話框所對應(yīng)的模型，只有打開了相對應(yīng)的模型時程序才繼續(xù)運行，否則退出。另外，為了方便設(shè)計者使用，讓使用者在打開對話框時就能直接看到當前模型的各個參數(shù)，在調(diào)用對話框時應(yīng)首先將當前模型中表達式中的對應(yīng)參數(shù)讀出，并傳遞給對話框，顯示在對話框上。因此，程序設(shè)計時，首先檢測當前顯示的部件是否為程序?qū)?yīng)的部件文件，接著使用構(gòu)造函數(shù)將模型中的表達式中的參數(shù)值讀出并傳遞到對話框上，然后是用戶輸入?yún)?shù)值后讀取參數(shù)并傳遞給模型，更新模型。程序流程如下圖所示：25檢測是否為與程序相對應(yīng)部件讀取模型表達式中參數(shù)值，調(diào)用對話框讀取對話框中的數(shù)值將讀取的參數(shù)值傳遞到模型中的表達式中，更新模型開始退出是否5.2 對話框設(shè)計命令行方法和步驟在 vb 環(huán)境下，用函數(shù)裝載后就可以執(zhí)行了,對話框如圖：26程序見附錄 15.3 程序設(shè)計Solidworks 應(yīng)用程序是采用 VB 語言進行程序設(shè)計，使用 VB 編譯器和連接器創(chuàng)建的能夠在外部（External）環(huán)境或內(nèi)部（Internal）環(huán)境運行的可執(zhí)行程序。對于不同的操作系統(tǒng)平臺，在編譯和連接生成 Solidworks 應(yīng)用程序時，編譯選項和所需的系統(tǒng)庫文件是不同的。要使用 Solidworks 應(yīng)用程序正常運行，必須正確設(shè)置編譯和連接選項。本次設(shè)計采用 Windows 操作系統(tǒng)，VB 集成開發(fā)程序來編程，具體步驟見附錄2。27參考文獻[1] 殷國富,尹湘云,胡曉兵 . SolidWorks 二次開發(fā)實例解析 :沖壓模標準件 3 庫北京: 機械工業(yè)出版社,2006[2] SolidWorks 公 司 . SolidWorks API 二 次 開 發(fā) . 北 京 : 機 械 工業(yè) 出 版 社 ,2005[3]　 江 洪 ,魏 崢 ,王 濤 威 .SolidWorks 二 次 開 發(fā) 實 例 解析 .北 京 :機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2004[4]　 李 福 秋 ,張 樹 森 .SolidWorks 二 次 開 發(fā) 在 滾 刀 參 數(shù) 造 型 中 的 應(yīng) 用 .煤 礦機 械 ,2003(5)[5]　 江 洪 ,李 仲 興 ,刑 啟 恩 .SolidWorks 2003 二 次 開 發(fā) 基 礎(chǔ) 與 實 例 教 程 .北京 :電 子 工 業(yè) 出 版 社 ,2003 第 一 作 者 :王 勇 ,碩 士 研 究 生 ,四 川 大 學(xué) 制 造科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 ,610065 成 都 市[6] 國家測繪局、國家測繪局測繪標準化研究所、中國標準出版社編,測繪標準匯編.北京:中國標準出版社.2003.[7] 胡仁喜，胡星，史青錄等編著，Solidworks 機械設(shè)計高級應(yīng)用實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.[8] 李勍主編, Solidworks 高級應(yīng)用技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.[9] 沈燕，韋克安，鄭路等.Solidworks 二次開發(fā)技術(shù)的研究.廣西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2005.第 30 卷增刊：134-136.[10] 鄭文緯、吳克堅.機械原理.北京:高等教育出版社.1997.174-227.[11] 楊曉明,王軍德,時東玉編著,數(shù)字測圖（內(nèi)外業(yè)一體化）[M].北京:測繪出版社,2001.[12] 張光斌編著,最佳 VBA for AutoCAD2000 程序 123 例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.[13] 國家測繪局、國家測繪局測繪標準化研究所、中國標準出版社編,測繪標準匯編.北京:中國標準出版社.2003.[14] 胡仁喜，胡星，史青錄等編著，Solidworks 機械設(shè)計高級應(yīng)用實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.[15] 李勍主編, Solidworks 高級應(yīng)用技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.28附錄附錄 1 Private Sub Command1_Click()Dim myDimension As ObjectSet SwApp = CreateObject("sldworks.application")SwApp.UserControl = TrueSwApp.OpenDoc6 App.Path & "\麻花鉆 2.SLDPRT", 1, 0, "", Errors, warningsSet Part = SwApp.ActiveDocPart.ViewZoomtofit2Set myDimension = Part.Parameter("D1@草圖 1")myDimension.SystemValue = Combo1.Text / 1000 / 2boolstatus = Part.EditRebuild3()Part.ClearSelection2 TrueSet myDimension = Part.Parameter("D2@草圖 1")myDimension.SystemValue = Combo2.Text / 1000boolstatus = Part.EditRebuild3()Part.ClearSelection2 True29Set myDimension = Part.Parameter("D1@草圖 5")myDimension.SystemValue = Combo3.Text / 1000boolstatus = Part.EditRebuild3()Part.ClearSelection2 TrueEnd SubPrivate Sub Form_Load()Set cn = New ADODB.ConnectionSet rs = New ADODB.RecordsetDim strdsn As Stringstrdsn = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Persist Security Info=False;Data Source=" & App.Path & "\db1.mdb"cn.Open strdsn, "admin"rs.Open "表 1", cn, adOpenKeyset, adLockOptimisticSet MSHFlexGrid1.DataSource = rsMSHFlexGrid1.ColWidth(0) = 1000MSHFlexGrid1.ColWidth(1) = 1500MSHFlexGrid1.ColWidth(2) = 150030Image1.Picture = LoadPicture(App.Path & "\麻花鉆.jpg")Combo1.AddItem "8"Combo1.AddItem "8.5"Combo1.AddItem "9"Combo1.AddItem "9.5"Combo1.AddItem "10"Combo1.AddItem "10.5"Combo1.AddItem "11"Combo1.AddItem "11.5"Combo1.AddItem "12"Combo2.AddItem "134"Combo2.AddItem "138"Combo2.AddItem "142"Combo2.AddItem "146"Combo2.AddItem "150"Combo2.AddItem "154"Combo2.AddItem "158"31Combo3.AddItem "53"Combo3.AddItem "55"Combo3.AddItem "57"Combo3.AddItem "61"Combo3.AddItem "66"Combo3.AddItem "72"Combo3.AddItem "75"End Sub32附錄 2翻譯期刊主頁：www.elsevier.com /定位/對刀具的影響進給速度,強調(diào)在鉻鎳鐵合金 718 加工加齊大學(xué)，技術(shù)教育學(xué)院，06500 Teknikokullar，安卡拉，土耳其埃爾多安高絲，阿卜杜拉庫爾特*，烏爾維謝凱爾文章信息 文章歷史：06 年 12 月 18 日收到收到訂正形式2007 年 5 月 14 日2007 年 5 月 15 日接受關(guān)鍵詞：進給速度鉻鎳鐵合金 718刀具ANSYS 軟件有限元方法（FEM）抽象切削力影響金屬切削加工過程中，切削工具是一個非常重要的參數(shù)一定知道選擇經(jīng)濟條件和切割裝入工件 onmachine 工具安全。本文的進給速度在加工鎳基超合金 Inconel 718 合金，在飛機和航天器使用的工業(yè)，核動力系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生器等的切削工具，強調(diào)了調(diào)查。切削的系列對刀具應(yīng)力分布進行了分析利用商業(yè)有限元方法（FEM） （ANSYS 的）。獲得的結(jié)果表明，進給速度是最相關(guān)刀具切削參數(shù)的影響壓力。33介紹近年來，有限元方法（有限元）的基礎(chǔ)上歐拉和拉格朗日的配方已被更新發(fā)展以分析加工過程。應(yīng)有在計算機技術(shù)和復(fù)雜的發(fā)展守則研究制定更加重視數(shù)值模，埃爾斯，特別是對有限元分析。歐拉提法適用于用于模型的有限元模型的許多 orthogo -nalmetal 切割。然而，使用拉格朗日更因為它能夠廣泛的模擬芯片從剛開始的階段編隊穩(wěn)態(tài)切削。如元素分離的有限元技術(shù)克里特-利昂（Strenkowski 和卡羅爾，1985; Strenkowski andMitchum，1987 年; Komvopoulos 和埃彭貝克，1991 年;上田，真鍋，1992 年，楊石，1993 年;施，1995 年） ，該模型刀具磨損（Strenkowski 和卡羅爾，1985 年; Strenkowski和米徹姆，1987 年;上田，真鍋，1992 年;施楊，1993 年，胡適，1995 年） ，重新嚙合區(qū)（施楊，1993 年） ，弗里茨-tionmodelling（Strenkowski 和卡羅爾，1985 年; Strenkowski 和米徹姆，1987 年; Komvopoulos 和埃彭貝克，1991 年;植田和真鍋，1992 年;施，楊，1993 年;施，1995 年）等，都用于提高精度和效率的有限元在金屬切削。回顧與有限元的金屬，它切割文學(xué)我們觀察到，其中很大一部分描述西穆拉-在芯片上形成過程和灰結(jié)果在正交加工（施，1995 年;藏，巴格奇，1994 年;美國網(wǎng)球協(xié)會，1999;Kalhori 等。 ，1997）利用如馬克，ABAQUS 軟件，變形的 2D/3D，耐克，戴恩等仿真結(jié)果關(guān)于切屑形成過程中，熱和切屑形成（Strenkowski 和月亮，1990 年;史蒂文森等。 ，1983;曼蘇爾等人。1973 年;利通等。 ，1991;前川和 Shirakashi，1996 年） ，切削刀具磨損（Komvopoulos 和分析埃彭貝克，1991 年） ，和殘余應(yīng)力分布（薩達特等基地。，1991）進行了研究。許多報紙存在于德利特拉-自命關(guān)于削減刀具勢力的影響強調(diào)在加工。謝凱爾和庫爾特（謝凱爾和庫爾特，2006）刀具 developedmathematicalmodels講（數(shù)學(xué)建模的壓應(yīng)力在 X，Y 和 z 方向）的鎳基超合金加工鉻鎳鐵合金 718。 Theymeasured 通過一系列切削力性實驗，imental 數(shù)據(jù)和分析的應(yīng)力分布削減了有限元方法的工具使用方法 ANSYS 軟件。他們還調(diào)查了 3 個影響切不同深度（0.1，0.2 和0.4 毫米）的切割工具和正常的剪切和 von Mises 應(yīng)力，當 2007 年 1 鋁正交鋁合金加工（庫爾特以及硫 eker，2005 年） 。在另一方面，強調(diào)在 CON 組，之間的插入和小費席位機智表面的切割 toolwere 調(diào)查 byWikgren（2001）使用 SNMG120408 -高檔刀具（山特維克，H10F）和 SS2230 鋼。鎳基超合金 Inconel 718 合金，用于飛機和航天器工業(yè)，核能發(fā)電系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電機，最引人注目的是為他們的出色實力和耐腐蝕性，特別是在高溫下。鉻鎳鐵合金718 是已知的最難以切材料。該物業(yè)負責(zé)為窮人機系列，能力的鎳基超合金，特別是鉻鎳鐵合金 718，如下（杜津斯基等人。 ，2004） 。一個主要組成部分他們的實力是由于在加工過程中保持自己的高溫性能。這種超合金是非常緊張利率敏感和容易的工作，變硬，造成進一步的工具磨損。高度磨料碳化物顆粒載于微觀原因磨料磨損?？蓱z的導(dǎo)熱性 ductivity 導(dǎo)致高切削溫度可達 1200?? 在刀面。鎳基超合金具有很高的化學(xué)，iCal 的親和力許多工具導(dǎo)致擴散磨損材料。鎳合金焊接和切割工具上附著頻繁發(fā)生，作為造成嚴重開槽以及改變了刀具前臉由于隨之而來的拉出來的刀具材料。由于其高強度，剪切汀勢力達到高值，激發(fā)機床系統(tǒng)并可能產(chǎn)生震動，這樣會影響表面質(zhì)量。在對鉻鎳鐵合金 718 條款的根關(guān)合作的新的切削工具刀具磨損，溫度分布，高速機械加工和刀具-嘗試都引起關(guān)注（北川等。 ，1997; Narutaki 等人。 ，1993;的 EL - Wardany 等。 ，1996; Elbestawi 等。 ，1993; Li 等基地。 ，2002） 。本文的進給速度對切割工具強調(diào)在鎳基超合金加工鉻鎳鐵合金 718 進行了調(diào)查。切削力測量通過一系列的實驗測量。應(yīng)力分銷商對刀具 tions 進行了分析有限元方法34利用 ANSYS（庫特，2006） 。352.材料與方法2.1 金屬切削試驗鎳基超合金 Inconel 718 合金（醫(yī)療輔助隊 5663）與初始作者：≈40 45HRCwas硬度在使用 asworkpiecematerial 測試切割。鉻鎳鐵合金的化學(xué)成分是 718 表 1 所示。在測試中，晶須增強陶瓷刀片（氧化鋁+晶須）與國際標準化組織指定 SNGN 120712 T01020（肯納金屬，肯塔基州 4300 級）的使用。刀柄的插入上安裝在具有國際標準化組織指定，CSRNR2525 的 M12（Takimsas） 。試驗共進行了一個 JOHNFORD 保衛(wèi)德數(shù)控車床。共 50 人進行了切削試驗沒有冷卻液，5 位不同的切割速度和飼料率，以及兩種不同深度的削減過程中使用測量切削力。所使用的切削參數(shù)在實驗中列于表 2。重要的是要強調(diào)只有進給速度和切割速度等作為變量選取的考驗。主要切削力（財委會） ，飼料力（FF）和被動力（FP）的全部測量奇石樂測力計的壓電式 9257B。2.2 刀具建模應(yīng)力的分布，分析了對刀具采用 ANSYS 6.1 的基礎(chǔ)上，F(xiàn)EMusing（財委會，用 FT切削力，和 Fp）測量中 themachining。為了減少在分析計算時間;刀柄 wasmodelled在長 50 毫米，而夾緊元件（鉗，墊片，螺絲墊片等） ，被忽略的該模型用來夾在插入的元件上。該刀具建模過程中，德考慮到荷蘭的切削工具（耙?guī)缀涡再|(zhì)角，傾斜角，鼻半徑，倒角，清除角等） ，進行一些對形成的 solidmodel 機械桌面 6 電源包發(fā)送到ANSYS 在“。IGES 的”換墊。在切削工具的造型，芯片的工具接觸長度（立法會）也考慮到如下圖在文學(xué)（托羅波夫和高，2003 年，乙，2005 年） 。該芯片的工具接觸長度（或接觸面積）進行了實驗多邊環(huán)境協(xié)定，變身，由芯片驗證工具接觸長度方程對托羅波夫（托羅波夫和高，2003 年，乙，2005 年） 。該前刀面刀具的特點是抗鋼筆熱前的測試。一旦試驗結(jié)束后，芯片的工具 CON 組，機智面積 wasmeasured 與微量的援助標記前刀面。因此，實體模型的切割工具，同時考慮到 CON 組，該芯片的審議，工具的接觸面積，如圖所示。 1A 的人根據(jù)發(fā)達國家的芯片接觸長度和工具深度削減。圖。 1b 顯示詳細介紹了芯片的接觸面積工具為削減的是 1 和 2 毫米的深度。金屬模型為工具 holderwere 陶瓷插入表 2（顯示模， 彈性汗國和泊松比為 400GPa和 0.23 陶瓷插入和 210.7GPa 和刀柄 0.28） 。 SOLID92，三維 10 節(jié)點四面體結(jié)構(gòu) 與一二次位移固體行為很適合 模型 irregularmeshes（如生產(chǎn)的 fromvarious CAD / CAM 系統(tǒng)）作為元素類型為禁 謝長廷在有限元模型的工具。被選中的網(wǎng)格密度 過于密集（smartsize = 3 的芯片工具跟區(qū)）和 稀疏（ smartsize = 5）在刀具（圖 1C）的其他部分。 的接觸對之間也適用于切割工具和 該工具的持有人（三維座椅表面 8 節(jié)點表面 到表面接觸的插入和 3 - D 元素 CONTA174 目標，刀柄部分 TARGE170） 。在任期 采用 ANSYS 生成的解決辦法; 10237（1,1931 節(jié)點）和 26550 （29663 節(jié)點）的元素被用于 CSRNR 2525 工具 持有人 SNGN 120712 T01020 陶瓷插入分別。 雖然夾緊元件（鉗，螺絲墊片， 等）被忽視的實體模型，夾緊力 申請由夾緊系統(tǒng)采取了插入 考慮到在分析。夾緊力量 適用于作為結(jié)點力鉗到插入接觸帶力/對節(jié)點（即區(qū) A60 電腦，如圖。1B）條。切削力 應(yīng)用到節(jié)點的芯片工具接觸面積陰影（ 面積圖。第 1A）如下：主切削力是 作為三角表面負荷適用于整個芯片的工具接觸長度。該進給力（+ x 方向）和壓力（- y 方向）應(yīng)用到節(jié)點的聯(lián)系地區(qū)在刀具和工件進給方36向為結(jié)點力（即在圖區(qū) A54。1b 中的深度切，1 = 1 毫米） 。為了減少在分析，一些計算時間。假設(shè)執(zhí)行如下：的重量刀柄和插入被忽略。使用的刀片在分析了新的和未使用的（尖銳） 。的振動和溫度發(fā)生在金屬切削也忽略了分析。靜態(tài)分析 solutionmethod 被使用。作為一個約束邊界條件，程度對節(jié)點（節(jié)點位移）在該地區(qū)的自由裝入刀柄的測功機上的工具，持有人安裝長度，被選中在所有方向（結(jié)零位移= 0） 。3．強調(diào)對切削工具根據(jù)切削試驗所測得的切削力要在進給速度值變化情況如圖所示。 2.In 一般情況下，切削力增加飼料中增加一個率都切削速度和切削深度。在所有的禁謝長廷的實驗中，小學(xué)切削力（財委會）wasmeasured 會比其他切削力高。測量的切削為 2mm 的深度切力值比越高 1mm 的大降價。 分析了所有 50 個進行了切削試驗 按照規(guī)定的裝貨情況。圖。 3 顯示壓力 分布切割速度，0.15mm/rev 飼料 225m/min 率和 cutmeasuring.Normal 2mmdepth 應(yīng)力，剪切 應(yīng)力，最大主應(yīng)力，和 von Mises 應(yīng)力 有人為 SX 的，茜亞，深圳，SXY，中一及SEQV，respec - tively。在刀具方面的關(guān)鍵區(qū)穿 切割速度為 225m/min，進給率0.15mm/rev，和 2mm 的切削深度，是確定為等于 深度對切削刀具切割邊緣基地 （圖3 樓） 。 在飼料中率值變化的影響每個截 定安最大正應(yīng)力速度（張力） ，最大 剪應(yīng)力（簽名+） ，主應(yīng)力和 von Mises 應(yīng)力 在圖所示。 4-7 分別。一般來說，所有切割 速度，這是表明，所有正常的應(yīng)力值增加 在平行的切割速度的提高，無論是 深度削減。在正常應(yīng)力化合物的最高值 在 x 方向（SX）是 1128.1MPa 切割的 500m/min 的速度， 進給速度和 2mm 的 0.15mm/rev 切削深度。最高 為茜亞價值觀和深圳正處于深度1073.6 和 1225.9MPa 切的 V = 350m/min 測量 2 毫米，女= 0.075mm/rev 和 V = 500m/min，女= 0.15mm/rev 分別。 SX 的，茜亞，和 Sz 同時向壓應(yīng)力的增加而增加，在深入的削減，但 Sz 的變化小于其他正應(yīng)力化合物。所有的壓縮應(yīng)力 測試可以排隊就其 SX 的規(guī)模， 茜亞，和 Sz。最高 SX 的茜亞，Sz 是 6006，3586 和 910MPa，分別為 500m/min，切削進給速度 率 0.15mm/rev，和 2mm 的切削深度。當張37力 應(yīng)力比壓應(yīng)力，在一般情況下，可能 可以說，SX 和茜亞強調(diào)更積極作為壓力，但更強調(diào) Sz 作為拉應(yīng)力活躍。 它指出， 同時增加飼料中加息對所有切割 速度和切割深度。最大的最高值 剪應(yīng)力，對飛機的 XY 和征（SXY 和 SXZ） 在切削速度 500m/min獲得，飼料率 0.15mm/rev，和 2mm 的切削深度（2779.1 和 2113.5MPa， 分別） 。價值最高的 SYZ 得到強調(diào) 至于 225m/min 的切削速度 770.42MPa 在同一 進給速度和切削深度（圖 5） 。 此外，主要強調(diào)加強與沿增加對所有切割速度和深度進給速度 切（圖 6） 。最大和最小主應(yīng)力 （在中一及中三）有與發(fā)生的順序為 1984.5 402.75MPa，分別為 V = 500m/min，女= 0.15mm/rev 和 A = 2 毫米。 此外馮米塞斯應(yīng)力（SEQV）作為飼料加息 增加。進料率有顯著影響對馮米塞斯 尤其是強調(diào)了削減測量 2mm 的深度。為 切割速度 225m/min，SEQV 應(yīng)力增加區(qū)域邊界在預(yù)設(shè)情況 380MPa 切測量 1 毫米，但深度它表明了 1352MPa 為 2mm 的切削深度的增加。增加了在馮增加切削速度結(jié)果米塞斯應(yīng)力。在關(guān)于 vonMises 飼料率的影響講可以清楚地觀察到了 500m/min 的切削速度。該馮米塞斯的結(jié)果應(yīng)力（SEQV）顯示，高預(yù)測應(yīng)力值（7294.8MPa）發(fā)生了再切割速度作者：500m/min，進給率 0.15mm/rev，切 2 毫米的深度（圖 7） 。分析陶瓷切割后插入截止實驗表明，該庭最高刀具 wearmay 發(fā)生在 von Mises 應(yīng)力結(jié)果平行一切割速度500m/min，進給率 0.15mm