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文檔簡介
1、<p><b> 摘 要</b></p><p> 在機(jī)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。</p><p> 提出了基于 SolidWorks軟件、調(diào)用API對象進(jìn)行二次
2、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(jìn)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(jìn)一步開發(fā)提供參考。</p><p> 關(guān)鍵詞:麻花鉆,二次開發(fā),三維建模,Solidworks</p><p><b> Abstract<
3、/b></p><p> 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 don
4、e to deepen their geometry, cutting patterns and knowledge of manufacturing methods, but the geometric </p><p> Research on Parameterized Design System of Twist Drills.Based on SolidWorks Secondary The idea
5、 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
6、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 </p><p> Keywords :
7、twist drill , parameterized design , SolidWorks , secondary development , modeling</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要1</b></p><p> Abstract2</p>
8、<p><b> 目 錄3</b></p><p><b> 第1章 緒論5</b></p><p> 1.1 內(nèi)容及基本要求5</p><p> 1.2 重點研究的問題5</p><p> 第二章 Solidworks二次開發(fā)的研究6</p><
9、;p> 2.1 Solidworks二次開發(fā)的介紹6</p><p> 2.2 SolidWorksAPI對象模型簡介6</p><p> 第三章 麻花鉆的設(shè)計過程7</p><p> 3.1 設(shè)計流程7</p><p> 3.2 麻花鉆設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)8</p><p> 3.3 代碼整
10、理及程序調(diào)試9</p><p><b> 3.4 結(jié)語10</b></p><p> 第四章 麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計17</p><p> 4.1 數(shù)學(xué)模型17</p><p> 4.2標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的組成17</p><p> 4.3標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆切削部分的組成18</p>
11、<p> 4.4麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)18</p><p> 4.5 麻花鉆建模原理及三維實體模型創(chuàng)建方法20</p><p> 4.6 麻花鉆的參數(shù)化過程22</p><p> 第五章 麻花鉆程序設(shè)計26</p><p> 5.1 總體方案設(shè)計26</p><p> 5.2 對話框設(shè)計
12、27</p><p> 5.3 程序設(shè)計28</p><p> 第六章 結(jié) 語29</p><p><b> 參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b> 致 謝31</b></p><p><b> 附 錄32</b></p
13、><p><b> 附錄236</b></p><p><b> 第1章 緒論</b></p><p> 1.1 內(nèi)容及基本要求</p><p><b> 主要內(nèi)容:</b></p><p> 1.參數(shù)化設(shè)計:指定題目為基于Slidworks的麻
14、花鉆的二次開發(fā),需要針對麻花鉆的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計,我這次設(shè)計的是直柄麻花鉆。</p><p> 2.進(jìn)行完參數(shù)化設(shè)計再進(jìn)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。</p><p> 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
15、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(rèn)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!</p><p><b> 基本要求:</b></p><p> 1).進(jìn)行麻花鉆參數(shù)化設(shè)計</p><p> 2).進(jìn)行麻花鉆的3D
16、建模</p><p> 3).學(xué)習(xí)VB編程語言 </p><p> 4) .運用VB語言對麻花鉆進(jìn)行編程</p><p> 5) .建立對話框,得到最后的成果</p><p> 6) .撰寫整個畢業(yè)設(shè)計的論文,對自己的成果進(jìn)行總結(jié)性匯</p><p> 1.2 重點研究的問題</p>&l
17、t;p> 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(jìn)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:</p><p> 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?fù)潢P(guān)系和</p><p> 約束關(guān)系)在Solidworks環(huán)境中繪制標(biāo)準(zhǔn)的三維模型 ,并根據(jù)建模的需要 ,</p><p> 分析并確定模
18、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;</p><p> 再在程序中調(diào)用對象 ,用變量代替標(biāo)準(zhǔn)模型中對應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸驅(qū)動</p><p> 生成模型 ,從而實現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計。</p><p> 第二章 Solidworks二次開發(fā)的研究</p><p> 2.1 Solidworks二次開發(fā)的介紹<
19、;/p><p> 在機(jī)械產(chǎn)品中 ,系列化定型產(chǎn)品占有相當(dāng)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(jìn)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(jìn)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
20、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(jìn)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(zhǔn)備工作。</p><p> 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(jìn)行二次開發(fā) ,實現(xiàn)了麻花鉆前刀面、后刀面、出屑
21、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。</p><p> 2.2 SolidWorksAPI對象模型簡介</p><p> 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 Solid2Work
22、s對象開始對其子孫進(jìn)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(jìn)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)
23、用程序中實現(xiàn)與在</p><p> SolidWorks交互環(huán)境中相同的功能。</p><p> 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
24、,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。</p><p> 第三章 麻花鉆的設(shè)計過程</p><p><b> 3.1 設(shè)計流程</b></p><p> 設(shè)計流程如圖2
25、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?fù)潢P(guān)系和約束關(guān)系)在 SolidWorks 環(huán)境中繪制標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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。</p><p> (1)分析模型 ,確定設(shè)計參數(shù)設(shè)計軟
26、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(biāo)值 ,并用參數(shù)表示。參數(shù)之間的幾何關(guān)系為</p><p> 式中 , p為螺距;β為出屑槽初始位置與 y 坐標(biāo)軸的夾角;γ為螺旋槽旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。</
27、p><p> (2)錄制宏 ,在VBA環(huán)境中編程宏是一系列命令的集合(相當(dāng)于 DOS下的批處理文件) ,宏所包含的調(diào)用相當(dāng)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)。</p><p><b> (3)導(dǎo)出文件<
28、;/b></p><p> 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(rèn)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
29、執(zhí)行文件移植性好 ,提高了程序安全性。</p><p> 3.2 麻花鉆設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)</p><p><b> (1)鉆尖建模</b></p><p> 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(jìn)行精確繪圖。</p><p> 解決方法: ①放大模型比例。缺點是模型整體放大后
30、,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(jìn)行放大 ,等于提高了屏幕分辨率。程序表示為:</p><p> (2)前、后刀面及刃帶建模</p><p> 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 ,
31、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。</p><p> 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
32、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(biāo)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:</p><p> 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。</p>&
33、lt;p> (3)出屑槽和刃背空間曲面建模</p><p> 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:</p><p> 3.3 代碼整理及程序調(diào)試</p><p><b> 代碼整理如下:</b></p><p&g
34、t;<b> 3.4 結(jié)語</b></p><p> 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。</p><p> 圖6—3 開發(fā)的命令按鈕</p
35、><p> 1)選擇下拉菜單“視圖”→工具欄</p><p> 2)打開自定義對話框后,選擇“命令”選項卡下的“用戶自定義” </p><p> 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。</p><p><b> 命令過程:</b></p>
36、<p> 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:</p><p> 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,上半圓半徑=4.2mm,下半圓半徑=4.2mm,螺紋高度為85mm,得到下面的圖形:</p><p> 3. 再要用到UCS坐標(biāo),選定原點,進(jìn)行Z軸矢量</
37、p><p> 4. 畫圓,圓心與螺紋的起點重合,圓的半徑為3.5mm,進(jìn)行拉伸,如圖:</p><p><b> 5. 進(jìn)行體著色:</b></p><p><b> 6.進(jìn)行陣列:</b></p><p><b> 7. 進(jìn)行差集</b></p><p
38、><b> 8. 體著色視圖</b></p><p> 第四章 麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計</p><p><b> 4.1 數(shù)學(xué)模型</b></p><p> 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(biāo)準(zhǔn)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
39、,進(jìn)行麻花鉆三維實體建模的詳細(xì)方法。</p><p> 在機(jī)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。</p><p> 隨著solidworks技術(shù)的迅速發(fā)展,應(yīng)用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)對麻花鉆進(jìn)行三維實體建模,并在此
40、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(jī)理,提高孔加工效率和改進(jìn)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。</p><p> 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(xì)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(jìn)一步研究。</p>
41、<p> 4.2標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的組成</p><p> 麻花鉆有三部分組成:尾部、頸部和工作部分。</p><p> (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);</p><p> (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;</p><p> (3)工作部分一一又分切削部分和導(dǎo)向部分
42、。</p><p> 切削部分擔(dān)負(fù)主要的切削工作。</p><p> 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。</p><p> 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(
43、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。</p><p> 4.3標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆切削部分的組成</p><p> 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。</p><p> 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</p><p> 磨方法決定,可以是螺旋
44、面、錐面或平面;而用手工刃磨時,則一般是曲面。</p><p> 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</p><p> 主切削刃~一前面與主后面的交線,它擔(dān)負(fù)主要切削任務(wù)。</p><p> 副切削刃~一前面與副后面的交線。</p><p> 橫刃一一兩主后面的交線。</p><p&
45、gt; 外緣尖一一主切削刃和副切削刃的交接處稱為外緣尖</p><p> 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。</p><p> 4.4麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p> 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</p><p> 參數(shù)。麻花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)分
46、為尺寸參數(shù)和角度參數(shù)兩種。</p><p> 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)</p><p> 表1.1麻花鉆鉆心厚度</p><p> 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
47、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。</p><p><b> (1)原始鋒角</b></p><p> 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
48、一致(通常為直線)。普通麻花鉆的原始鋒角1180。</p><p><b> (2)使用峰角2m</b></p><p> 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。</p><p><b> (3
49、)螺旋角B</b></p><p> 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:</p><p> 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。</p><p><b> 即</b></p&g
50、t;<p><b> (4)橫刃斜角Ⅲ</b></p><p> 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(dāng)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
51、面,橫刃斜角與橫刃后角的關(guān)系</p><p><b> 式為:</b></p><p> 4.5 麻花鉆建模原理及三維實體模型創(chuàng)建方法</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)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
52、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。</p><p> (2)前刀面螺旋線的繪制</p><p> 根據(jù)麻花鉆螺旋線展開圖(見圖4),
53、其中p為螺旋角,標(biāo)準(zhǔn)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(xì),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。</p><
54、;p> (4)直線刃圓錐面刃磨法后刀面的生成</p><p> 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(biāo)準(zhǔn)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.
55、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。</p><p> 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(xì)介紹,最終≯4咖標(biāo)
56、準(zhǔn)直柄麻花鉆三維實體圖如圖10所示。</p><p> (3)螺旋槽截面的繪制及螺旋槽實體生成</p><p> 根據(jù)工作部分的長度,繪制一基準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)直柄麻花鉆3D模型掃描功能生成螺旋槽實體。</p><p> 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
57、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)。</p><p> (1)直線刃(即主切削刃)的繪制</p><p> 在機(jī)械產(chǎn)品中 ,系列化定型產(chǎn)品占有相當(dāng)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(jìn)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(jìn)行反復(fù)修改、調(diào)整和優(yōu)化 ,設(shè)
58、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(jìn)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(zhǔn)備工作。</p><p> 在鉆削加工中使用最為普遍的麻花鉆也屬于
59、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(jìn)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。</p><p> 4.6 麻花鉆的參數(shù)化過程</p><p> 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
60、關(guān)系(包括幾何拓?fù)潢P(guān)系和約束關(guān)系)在 solidworks 環(huán)境中繪制標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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</p><p> (1)分析模型 ,確定設(shè)計參數(shù)</p><p> 設(shè)計軟件的主程序界面圖
61、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(biāo)值 ,并用參數(shù)表示。參數(shù)之間的幾何關(guān)系為</p><p> 式中 , p為螺距;β為出屑槽初始位置與 y 坐標(biāo)軸的夾角;γ為螺旋槽旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。</p>&
62、lt;p><b> 圖3 主程序界面</b></p><p> (2)錄制宏 ,在VB環(huán)境中編程</p><p> 宏是一系列命令的集合(相當(dāng)于 DOS下的批處理文件) ,宏所包含的調(diào)用相當(dāng)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。</p
63、><p><b> (3)導(dǎo)出文件</b></p><p> 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(rèn)文件夾路徑下生成</p><p> 3 麻花鉆參數(shù)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)</p><p><
64、b> (1)鉆尖建模</b></p><p> 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(jìn)行精確繪圖。</p><p> 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(jìn)行放大 ,等于提高了屏幕分辨率。</p><p&g
65、t; (2)前、后刀面及刃帶建模</p><p> 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
66、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(biāo)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。
67、程序表示為:Part . Insert3DSketch‘加入判斷語句 ,看是否過了半圓弧</p><p> 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。</p><p> (3)出屑槽和刃背空間曲面建模</p><p> 隨著鉆頭直徑 c 的變化 ,出屑槽和刃背的草圖必須隨著直
68、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。</p><p> 4 代碼整理及程序調(diào)試</p><p> 程序運行結(jié)果見圖4。</p><p><b> 圖4 程序運行結(jié)果</b></p><p> 第五章 麻花鉆程序設(shè)計</p><p> 5.1 總體方案設(shè)計
69、</p><p> 建立好實體模型后,接下來就是利用VB程序?qū)⒛P椭械谋磉_(dá)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(jìn)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。</p><p> 要實現(xiàn)程序針對某個模型的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行查詢、修
70、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(dá)式,改變表達(dá)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(jìn)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(dāng)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
71、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(dāng)前模型的各個參數(shù),在調(diào)用對話框時應(yīng)首先將當(dāng)前模型中表達(dá)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(dāng)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(dá)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:</p><p>
72、;<b> 5.2 對話框設(shè)計</b></p><p><b> 命令行方法和步驟</b></p><p> 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:</p><p><b> 程序見附錄1</b></p><p><b> 5.3 程序設(shè)計&l
73、t;/b></p><p> Solidworks應(yīng)用程序是采用VB語言進(jìn)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
74、系統(tǒng),VB集成開發(fā)程序來編程,具體步驟見附錄2。</p><p><b> 第六章 結(jié) 語</b></p><p> 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so
75、lidworks軟件對麻花鉆的三維設(shè)計進(jìn)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.</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 殷國富,尹湘云,胡曉兵. SolidWorks二次開發(fā)實例解析:沖壓模標(biāo)準(zhǔn)件3庫北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006</p><p> [2] SolidWorks公司.
76、 SolidWorks API二次開發(fā). 北京: 機(jī)械工</p><p><b> 業(yè)出版社,2005</b></p><p> [3] 江洪,魏崢,王濤威.SolidWorks二次開發(fā)實例解</p><p> 析.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004</p><p> [4] 李福秋,張樹森.SolidWorks二次
77、開發(fā)在滾刀參數(shù)造型中的應(yīng)用.煤礦機(jī)械,2003(5)</p><p> [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</p><p> [6] 國家測繪局、國家測繪局測繪標(biāo)準(zhǔn)化研究所、中國標(biāo)準(zhǔn)出版社編,測繪標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2
78、003.</p><p> [7] 胡仁喜,胡星,史青錄等編著,Solidworks機(jī)械設(shè)計高級應(yīng)用實例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.</p><p> [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.</p><p> [9] 沈燕,韋克安,鄭路等.Solidworks二次開發(fā)技術(shù)的研究.廣西
79、大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2005.第30卷增刊:134-136.</p><p> [10] 鄭文緯、吳克堅.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社.1997.174-227.</p><p> [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.</p><p> [12] 張光斌編著,最佳VBA for Auto
80、CAD2000程序123例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.</p><p> [13] 國家測繪局、國家測繪局測繪標(biāo)準(zhǔn)化研究所、中國標(biāo)準(zhǔn)出版社編,測繪標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2003.</p><p> [14] 胡仁喜,胡星,史青錄等編著,Solidworks機(jī)械設(shè)計高級應(yīng)用實例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.</p><p&g
81、t; [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.</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 經(jīng)過這幾個月的努力,在各位老師的督促指導(dǎo),以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持下,本次畢業(yè)設(shè)計已圓滿結(jié)束,由于自身經(jīng)驗的匱乏和學(xué)習(xí)上的欠缺,整個設(shè)計中肯定還存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤,設(shè)計上還有許多考慮不周全的地
82、方,懇請評閱的各位老師,多予指正,不勝感激在我將在以后工作中一定會逐步改正。</p><p> 首先,我要特別感謝指導(dǎo)老師這段時間對我的悉心指導(dǎo)。每次與導(dǎo)師見面的時候,指導(dǎo)老師總是會仔細(xì)詢問我們的設(shè)計狀況,我設(shè)計內(nèi)容中遇到困難,指導(dǎo)在百忙之中通過郵件來給我指出錯誤并附加說明,細(xì)心的為我講解設(shè)計中的疑惑,讓我改正,讓我能更好的完成畢業(yè)設(shè)計。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)和科研精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
83、</p><p> 其次,我要感謝大學(xué)里所有給予我知識的老師。正是有了你們的教導(dǎo),我學(xué)到了豐富的專業(yè)知識,使自己的知識儲備得到了升華。你們無私的奉獻(xiàn)促使我們盡早的成長起來,我們堅實的翅膀源于你們不懈的滋養(yǎng)。等到參加工作時,我們將去實現(xiàn)我們的偉大理想,將你們所授盡數(shù)回報社會。我還要感謝這段時間同學(xué)們對我的幫助,當(dāng)我遇到不懂的題目時,他們也是盡自己所能來為我講解。</p><p> 最后,
84、我要感謝我偉大的母校,感謝與我朝夕相伴四年的朋友。四年時光,如梭如夢,我們又要各自奔天涯。留戀學(xué)校的一草一木,懷念那平凡的每一天。四年的學(xué)習(xí)生活,酸甜苦辣一一飽嘗,無論是開心時的愉悅,還是失落時的惆悵;無論是入校時的迷茫,還是畢業(yè)時的感傷,都將化作永久的記憶深深地鐫刻在我心里。相信這份緣分,更要珍惜這份緣分。</p><p> 再一次感謝所有給予我?guī)椭娜?,愿你們永遠(yuǎn)快樂!愿母校明天會更好!</p>
85、<p><b> 附 錄</b></p><p><b> 附錄1 </b></p><p> Private Sub Command1_Click()</p><p> Dim myDimension As Object</p><p> Set SwApp = Creat
86、eObject("sldworks.application")</p><p> SwApp.UserControl = True</p><p> SwApp.OpenDoc6 App.Path & "\麻花鉆2.SLDPRT", 1, 0, "", Errors, warnings</p><p
87、> Set Part = SwApp.ActiveDoc</p><p> Part.ViewZoomtofit2</p><p> Set myDimension = Part.Parameter("D1@草圖1")</p><p> myDimension.SystemValue = Combo1.Text / 1000 / 2
88、</p><p> boolstatus = Part.EditRebuild3()</p><p> Part.ClearSelection2 True</p><p> Set myDimension = Part.Parameter("D2@草圖1")</p><p> myDimension.SystemV
89、alue = Combo2.Text / 1000</p><p> boolstatus = Part.EditRebuild3()</p><p> Part.ClearSelection2 True</p><p> Set myDimension = Part.Parameter("D1@草圖5")</p><p
90、> myDimension.SystemValue = Combo3.Text / 1000</p><p> boolstatus = Part.EditRebuild3()</p><p> Part.ClearSelection2 True</p><p><b> End Sub</b></p><p&
91、gt; Private Sub Form_Load()</p><p> Set cn = New ADODB.Connection</p><p> Set rs = New ADODB.Recordset</p><p> Dim strdsn As String</p><p> strdsn = "Provider
92、=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Persist Security Info=False;Data Source=" & App.Path & "\db1.mdb"</p><p> cn.Open strdsn, "admin"</p><p> rs.Open "表1", cn,
93、adOpenKeyset, adLockOptimistic</p><p> Set MSHFlexGrid1.DataSource = rs</p><p> MSHFlexGrid1.ColWidth(0) = 1000</p><p> MSHFlexGrid1.ColWidth(1) = 1500</p><p> MSHF
94、lexGrid1.ColWidth(2) = 1500</p><p> Image1.Picture = LoadPicture(App.Path & "\麻花鉆.jpg")</p><p> Combo1.AddItem "8"</p><p> Combo1.AddItem "8.5"&
95、lt;/p><p> Combo1.AddItem "9"</p><p> Combo1.AddItem "9.5"</p><p> Combo1.AddItem "10"</p><p> Combo1.AddItem "10.5"</p>
96、<p> Combo1.AddItem "11"</p><p> Combo1.AddItem "11.5"</p><p> Combo1.AddItem "12"</p><p> Combo2.AddItem "134"</p><p>
97、; Combo2.AddItem "138"</p><p> Combo2.AddItem "142"</p><p> Combo2.AddItem "146"</p><p> Combo2.AddItem "150"</p><p> Combo
98、2.AddItem "154"</p><p> Combo2.AddItem "158"</p><p> Combo3.AddItem "53"</p><p> Combo3.AddItem "55"</p><p> Combo3.AddItem
99、"57"</p><p> Combo3.AddItem "61"</p><p> Combo3.AddItem "66"</p><p> Combo3.AddItem "72"</p><p> Combo3.AddItem "75&quo
100、t;</p><p><b> End Sub</b></p><p><b> 附錄2</b></p><p><b> 翻譯</b></p><p> 期刊主頁:www.elsevier.com /定位/</p><p> 對刀具的影響進(jìn)給
101、速度,強調(diào)在鉻鎳鐵合金718加工</p><p> 加齊大學(xué),技術(shù)教育學(xué)院,06500 Teknikokullar,安卡拉,土耳其</p><p> 埃爾多安高絲,阿卜杜拉庫爾特*,烏爾維謝凱爾</p><p> 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
102、關(guān)鍵詞:進(jìn)給速度鉻鎳鐵合金718刀具ANSYS軟件有限元方法(FEM)</p><p> 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(jì)條件和切割裝入工件onmachine工具安全。本文的進(jìn)給速度在加工鎳基超合金Inconel 718合金,在飛機(jī)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(jìn)行了分析利用商業(yè)有限元方法(F
103、EM)(ANSYS的)。獲得的結(jié)果表明,進(jìn)給速度是最相關(guān)刀具切削參數(shù)的影響壓力。介紹</p><p> 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(jī)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
104、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)(
105、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</p><p> 鎳基超合金Inconel 718合金,用于飛機(jī)和航天器工業(yè),核能發(fā)電系統(tǒng)和蒸汽發(fā)電機(jī),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
106、。鉻鎳鐵合金718是已知的最難以切材料。該物業(yè)負(fù)責(zé)為窮人機(jī)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(jìn)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(dá)1200?ç在刀面。鎳基超合金具有很高的化學(xué),iCal的親和力許多工
107、具導(dǎo)致擴(kuò)散磨損材料。鎳合金焊接和切割工具上附著頻繁發(fā)生,</p><p> 作為造成嚴(yán)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(dá)到高值,激發(fā)機(jī)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(jī)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。
108、,1996; Elbestawi等。,1993; Li等基地。,2002)。 本文的進(jìn)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(jìn)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(jìn)行了分析有限元方法利用ANSYS(庫特,2006)。</p><p> 2.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
109、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。</p><p> 在測試中,晶須增強陶瓷刀片(氧化鋁+晶須)與國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化組織指定,CSRNR2525的M12(Takimsas)。試驗共進(jìn)行了一個JOHNFORD保衛(wèi)德數(shù)控車床。共50
110、人進(jìn)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(jìn)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。</p><p> 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
111、(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(jìn)行一些對形成的solidmodel機(jī)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
112、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(jìn)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(jī)智面積wasmeasured與微量的援助標(biāo)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(dá)國家的芯
113、片接觸長度和工具深度</p><p> 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(jìn)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(jìn)行了切削試驗 按照規(guī)定的裝貨情況。圖。 3顯示壓力 分
114、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(jìn)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
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