基于UG的零误差圆体成形车刀设计

1、基于UG的零误差圆体成形车刀设计     1 引言    在切削加工中广泛使用的成形车刀是用于加工回转体成形表面的专用刀具。成形车刀可保证稳定的加工质量，生产效率高、可多次重磨、刀具寿命长。成形车刀的切削刃形状是根据被加工回转体的表面廓形设计的，传统的图解法和计算法在设计精度和效率上很难令人满意。近年来出现了一些采用交互设计方式的成形车刀CAD系统，在一定程度上提高了设计效率，但由于在刀具廓形设计时仍然是以直线或圆弧近似替代廓形曲线，因此存在一定的廓形误差;此外，有些成形车刀CAD系统尚未实现参数化设计. 

2、0;  为了进一步提高设计精度，实现参数化设计，缩短设计周期，作者基于Windows XP和UG二次开发平台，以Microsoft Visual Studio. NE7，为开发环境，开发了高精度圆体成形车刀设计系统。该系统成功解决了传统设计中的"双曲线误差"问题，实现了"零误差"设计精度，并且大大提高了设计效率，用户只需进行简单操作，即可实现圆体成形车刀的自动设计。2系统开发平台及运行环境     UG设计软件提供了良好的二次开发环境，包括供用户定制菜单的UG/OPEN MenuScript供用

3、户制作UG风格对话框界面的设计模块UG/OPENU1Styler和供用户进行功能开发的UG/OPEN API等。作者在成形车刀设计系统的开发中，综合运用了UG的各种工具模块、CAD/CAM技术以及参数化设计技术。成形车刀应用程序编译后生成动态链接库文件(*.dll)，内嵌在UG中，在UG软件启动时自动加载到UG运行环境中，成为UG的一部分，直接控制UG的操作行为，运行结果直接在UG界面的图形窗口显示;用户操作界面采用中文交互式操作，简捷直观，操作方便，具有良好的人机交互性和可扩充性。3圆体成形车刀设计的关键技术3.1 "零误差"截形法    根

4、据成形车刀设计理论，可得出如下结论:前刀面截取工件回转面，其截交线为刀刃廓形。将刀刃廓形绕刀具轴心线旋转，即可获得刀具成形回转面。刀具成形回转面沿后刀面的法面取剖面，即可获得所求的刀具廓形。由于开发的成形车刀设计系统采用了基准面与工件实体相截交的方法，因而消除了按传统方法设计的成形车刀在加工时产生的双曲线误差，即该系统设计的圆体成形车刀不会产生任何加工误差，而最终车刀工作图上的误差仅为UG软件本身的误差，由于UG为高端三维设计软件，其自身误差极小，可忽略不计。3.2最小半径控制点理论    在创建圆体成形车刀实体的过程中，利用了最小半径控制点理论。最小半径控制点即

5、工件廓形最小半径圆与过工件轴线的刀具基面的交点。在圆体成形车刀系统中，最小半径控制点将工件模型、基准面、刀具法剖面截形紧密联系为有机的整体。    如图1所r,A为工件4的最小半径控制点。利用数据库巾的前角和后角值，过最小半径点A创建作图基准面1和2，从数据库中提取圆体成形车刀3的结构数据，然后根据最小半径控制点的位置确定圆体成形车刀的位置。这样即可保证圆体成形车刀的结构尺寸标准化。3.3数据库技术    为了实现成形车刀结构设计的标准化，该设计系统应用了数据库技术来确定圆体成形车刀的结构尺寸和前角、后角值。前角、后角值数据库中的数据与用户选择的工件材料及其机械性能具有一一对应关系，因此根据用户选择的工件材料及其机械性能即可在