買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 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(shí)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(jià)值的研究工作來(lái)加深對(duì)其幾何形狀、切削方式以及制造方法的了解，但對(duì)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 件、調(diào)用 象進(jìn)行二次開發(fā) ,實(shí)現(xiàn)麻花鉆三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的思路 ,介紹了在 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(jì)效率 ,并為麻花鉆的進(jìn)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， 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 n is of of to of he of D of by PI as a is of is of as as a 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 目 錄 摘 要 . 1 . 2 目 錄 . 3 第 1 章 緒論 . 5 容及基本要求 . 5 重點(diǎn)研究的問題 . 5 第二章 次開發(fā)的研究 . 6 次開發(fā)的介紹 . 6 象模型簡(jiǎn)介 . 6 第三章 麻花鉆的設(shè)計(jì)過程 . 7 設(shè)計(jì)流程 . 7 花鉆設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) . 8 碼整理及程序調(diào)試 . 9 語(yǔ) . 10 第四章 麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計(jì) . 17 學(xué)模型 . 17 準(zhǔn)麻花鉆的組成 . 17 準(zhǔn)麻花鉆切削部分的組成 . 18 花鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù) . 18 花鉆建模原理及三維實(shí)體模型創(chuàng)建方法 . 20 花鉆的參數(shù)化過程 . 22 第五章 麻花鉆程序設(shè)計(jì) . 26 體方案設(shè)計(jì) . 26 話框設(shè)計(jì) . 27 序設(shè)計(jì) . 28 第六章 結(jié) 語(yǔ) . 29 參考文獻(xiàn) . 30 致 謝 . 31 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 附 錄 . 32 附錄 2 . 36 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 第 1 章 緒論 容及基本要求 主要內(nèi)容： 1 參數(shù)化設(shè)計(jì)：指定題目為基于 麻花鉆的二次開發(fā)，需要針對(duì)麻花鉆的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行 參數(shù)化設(shè)計(jì) ，我這次設(shè)計(jì)的是直柄麻花鉆。 2 進(jìn)行完參數(shù)化設(shè)計(jì)再進(jìn)行建模，由于對(duì)編程不是很熟悉，首先要清楚麻花鉆建模的整個(gè)過程，我先用畫圖的方法畫出了整個(gè)麻花鉆， 了解了整個(gè)流程。 3 接下來(lái)我學(xué)習(xí)了一門全新的編程語(yǔ)言 次的主要任務(wù)就是二次開發(fā)，所以在這一塊花的時(shí)間很多，我學(xué)習(xí)了這門語(yǔ)言，自己在學(xué)習(xí)中先練習(xí)了很多實(shí)例，例如簡(jiǎn)單螺紋等，在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)編程有了直觀的認(rèn)識(shí)，在整個(gè)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(jìn)行麻花鉆參數(shù)化設(shè)計(jì) 2） 進(jìn)行麻花鉆的 3D 建模 3） 學(xué)習(xí) 程語(yǔ)言 4） B 語(yǔ)言對(duì)麻花鉆進(jìn)行編程 5） 得到最后的成果 6） 自己的成果進(jìn)行總結(jié)性匯 重點(diǎn)研究的問題 重點(diǎn)研究二次開發(fā)，要學(xué)會(huì) 程語(yǔ)言，很好的運(yùn)用編程語(yǔ)言對(duì)麻花鉆進(jìn)行二次開發(fā)，讓自己在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)關(guān)系 (包括幾何拓?fù)潢P(guān)系和 約束關(guān)系 )在 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 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(duì)象 ,用變量代替標(biāo)準(zhǔn)模型中對(duì)應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸 驅(qū)動(dòng) 生成模型 ,從而實(shí)現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 第二章 次開發(fā)的研究 次開發(fā)的介紹 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(jì)時(shí) ,不可避免地要對(duì)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(jì)效率較低。為了提高設(shè)計(jì)效率 ,對(duì)于系列化定型產(chǎn)品 ,可以采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。參數(shù)化設(shè)計(jì)是利用一組參數(shù)來(lái)約束產(chǎn)品模型的幾何尺寸 ,以方便地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模型的可變性、可重用 性和快速設(shè)計(jì) ,它能夠縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期 ,提高設(shè)計(jì)效率 ,把設(shè)計(jì)人員從繁瑣的建模工作中解放出來(lái) ,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。 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 計(jì)軟件 ,調(diào)用 象進(jìn)行二次開發(fā) ,實(shí)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(jì)。 象 模型簡(jiǎn)介 件的 象鏈接與嵌入 )應(yīng)用程序開發(fā)接口。,其根為 象。為了得到一個(gè)特定的對(duì)象 ,必須首先從 象開始對(duì)其子孫進(jìn)行遍歷。 象是 的最高層對(duì)象 ,是程序調(diào)用其它對(duì)象的入口 ,可以直接和間接訪問 的其它對(duì)象。為了便于用戶進(jìn)行二次開發(fā) ,供了大量 象 ,這些對(duì)象涵蓋了全部 過調(diào)用 的 ,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(shí)現(xiàn)與在 圖 1為 對(duì)象層次體系 ,可以看出 ,對(duì)象分為若干層 ,每一層又包括若干對(duì)象 ,每個(gè)對(duì)象都有相應(yīng)的屬性、事件和方法。通過對(duì)象調(diào)用 ,可實(shí)現(xiàn)程序的基本操作和設(shè)置 中 ,最 常用的是 ,該對(duì)象屬于模型層 ,是 子對(duì)象。利用 ,可以實(shí)現(xiàn)視圖設(shè)置、輪廓線修改、參數(shù)控制、對(duì)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(shí)體模型相關(guān)的各種操作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第三章 麻花鉆的設(shè)計(jì) 過程 設(shè)計(jì)流程 設(shè)計(jì)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(jì)關(guān)系 (包括幾何拓?fù)潢P(guān)系和約束關(guān)系 )在 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 程環(huán)境中 開發(fā)程序界面 ,定義變量 ;再在程序中調(diào)用 ,用變量代替標(biāo)準(zhǔn)模型中對(duì)應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸驅(qū)動(dòng)生成模型 ,從而實(shí)現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程如下。 (1)分析模型 ,確定設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)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(dòng)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(zhǎng)度 a、鉆頭刃帶長(zhǎng)度 b 和刃背直徑 h ,然后是頂角 g ,最后是刀柄長(zhǎng)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(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)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 ;為出屑槽初始位置與 y 坐標(biāo)軸的夾角 ;為螺旋槽旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。 (2)錄制宏 ,在 境中編程宏是一系列命令的集合 (相當(dāng)于 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(shí) ,對(duì) 助于宏錄制 ,可以獲得程序頭文件 ,方便、快捷地掌握程序語(yǔ)法及命令 ,然后在 帶的 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 ,程序不能獨(dú)立運(yùn)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 境中打開工程資源管理器 ;右鍵單擊買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 窗體 ,選擇導(dǎo)出文件 ,在默認(rèn)文件夾路徑下生成 3 . 式文件 ;然后用 開該文件 ,修改程序頭文件 ,把程序轉(zhuǎn)換到 發(fā)環(huán)境中 ;在工具欄中點(diǎn)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。 花鉆設(shè)計(jì)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(shí)程序無(wú)法進(jìn)行精確繪圖。 解決方法 : 放大模型比例。缺點(diǎn)是模型整體放大后 ,比 例不易控制 ,會(huì)給計(jì)算帶來(lái)麻煩 ,因此有一定局限性 ; 局部放大視區(qū) ,對(duì)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 : (2)前、后刀面及刃帶建模 前刀面是切屑流過的表面 ,由兩個(gè)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(jì)算公式 ,決定了刃帶長(zhǎng)度 b 值也是可變的。根據(jù)計(jì)算公式 ,由于是變化的 ,因此前刀面和后刀面在空間的相對(duì)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(diǎn) A ,通過計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)圈數(shù) ,跟蹤計(jì)算點(diǎn) A 的空間位置 ,過原點(diǎn) O 和起始點(diǎn) A 畫一條空間 3D 線段 得到垂直于 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(shí) ,必須控制草圖的矢量方向?？臻g分為四個(gè)區(qū)間 ,繪制草圖直線時(shí) ,將各線段端點(diǎn)坐標(biāo)值乘以系數(shù) ,經(jīng)計(jì)算 ,隨著在 (0 360 )范圍內(nèi)變化 ,由 + 1 到 - 1 交替變化。以此改變草圖的矢量方向。程序表示為 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 通過計(jì)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(yǔ)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(huì)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 : 碼整理及程序調(diào)試 代碼整理如下 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 語(yǔ) 本文簡(jiǎn)要論述了 數(shù)化設(shè)計(jì)的思路與重點(diǎn)。麻花鉆零件參數(shù)化設(shè)計(jì)調(diào)試結(jié)果證明 ,該方法簡(jiǎn)便高效 ,有利于刀具企業(yè)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 ,建立符合自身需要的產(chǎn) 品參數(shù)化元件庫(kù) ,對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率、縮短開發(fā)周期 ,提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 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(duì)話框后，選擇“命令”選項(xiàng)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 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 5度為 140 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，上半圓半徑買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 =半圓半徑 =紋高度為 85到下面的圖形： 3 再要用到 定原點(diǎn)，進(jìn)行 4 畫圓，圓心與螺紋的起點(diǎn)重合，圓的半徑為 行拉伸，如圖： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 5. 進(jìn)行體著色： 6進(jìn)行陣列： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 7. 進(jìn)行差集 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 8. 體著色視圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 第 四 章 麻花鉆 的參數(shù)化設(shè)計(jì) 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 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，進(jìn)行麻花鉆三維實(shí)體建模的詳細(xì)方法。 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(shí)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(jià)值的研究工作來(lái)加深對(duì)其幾何形狀、切削方式以及制造方法的了解，但對(duì)于鉆頭的幾何參數(shù)及切削性能仍需作深人的研究。 隨著 術(shù)的迅速發(fā)展，應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)麻花鉆進(jìn)行三維實(shí)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(yàn)方法的缺陷，對(duì)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(jì)有重要意義，建立麻花鉆的三維實(shí)體模型是其重要的第一步。 本文以直柄麻花鉆為例，利用 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(shí)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。 準(zhǔn)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(lái)傳遞鉆孔所需的動(dòng)力 (包力 )； (2)頸部一位于工作部分與尾部之間，是在磨鉆尾時(shí)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(fù)主要的切削工作。 導(dǎo)向部分是在鉆孔時(shí)起引導(dǎo)鉆頭的作用，同時(shí)還是切削部分的后備部分。 這種鉆頭之所以叫“麻花鉆”，就因?yàn)樗耐庑蜗蟾奥榛ā?。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(shí)，切削沿著槽面不斷流出，冷卻潤(rùn)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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 準(zhǔn)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。 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(duì)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(shí)，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(duì)的 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)。 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(diǎn)。 由此可見，麻花鉆有六個(gè)刀面、五條刃、三個(gè)尖組成。 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(dú)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。 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(shí)會(huì)自然形成橫刃 b。橫刃的切削條件最差，對(duì)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(shí)一般都要修短橫刃長(zhǎng)度，修短后的橫刃長(zhǎng)度用 b。表示。 (1)原始鋒角 所謂鋒角是兩主刃在對(duì)稱中心平面 (通過鉆軸 且與兩主刃平行 )內(nèi)投影的夾角。鋒角買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 分為原始鋒角 2m。和使用鋒角 2，原始鋒角是鉆溝槽形設(shè)計(jì)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(jì)刃形一致 (通常為直線 )。普通麻花鉆的原始鋒角 1180。 (2)使用峰角 2m 根據(jù)加工對(duì)象可通過刃磨后刀面來(lái)改變鉆頭的鋒角，刃磨后的鋒角不等于原始鋒角時(shí)，即為使用鋒角。若 2m=2。，通常兩主刃為直線；若 2 中 2 中。，兩主刃相對(duì)于刀具實(shí)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(diǎn)的切線與鉆軸的夾角，鉆頭螺旋角 小，由螺旋槽的導(dǎo)程 。所決定。即： 由于鉆頭任意半徑各點(diǎn)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 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(duì)稱且過鉆軸中心的對(duì)稱平面 )的央角。橫刃斜角是在刃磨兩后刀面時(shí)自然形成的。當(dāng)后角增大時(shí)，橫刃斜角要減小，且橫刃長(zhǎng)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(shí)可以用檢驗(yàn) V 角大小的方法來(lái)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： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 花鉆建模原理及三維實(shí)體模型創(chuàng)建方法 標(biāo)準(zhǔn)直柄麻花鉆由工作部分、柄部?jī)刹糠纸M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(gè)螺旋形刃瓣組成，形成兩條螺旋槽，在切削時(shí)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(qiáng)度和剛性，用鉆芯將兩個(gè)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 4 1 8削部分是由導(dǎo)向部分的前端磨出一個(gè)鉆尖和兩個(gè)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 準(zhǔn)麻花鉆為 300， 要確定主切削刃上任意一點(diǎn)到其軸線上投影點(diǎn)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(zhǎng)度能確定所取對(duì)應(yīng)點(diǎn)螺旋線的轉(zhuǎn)數(shù)，為了方便建模，取轉(zhuǎn)數(shù)為 1。利用 直線 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 析功能中的測(cè)量功能，分別測(cè)量出各個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離，繪制出如圖 5所示的螺旋線。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 (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 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(duì)于鉆頭軸線 ，即應(yīng)用幾何關(guān)系可以確定圓錐頂點(diǎn) 01，從而結(jié)合主切削刃長(zhǎng)度可以確定所需圓錐的軸線和母線。查詢中國(guó)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 46 090， e 為 6 a,008用 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(gè)磨削 錐，如圖 8 所示。利用 前面的螺旋槽實(shí)體做減法運(yùn)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(shí)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)準(zhǔn)直柄麻花鉆三維實(shí)體圖如圖 10 所示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 (3)螺旋槽截面的繪制及螺旋槽實(shí)體生成 根據(jù)工作部分的長(zhǎng)度，繪制一基準(zhǔn)平面，與各條螺旋線垂直，找到交點(diǎn)，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 3 由此可見，麻花鉆的三維實(shí)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(shí)體創(chuàng)建、后刀面生成 (本文采用直線刃圓錐面刃磨法 )。 (1)直線刃 (即主切削刃 )的繪制 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(jì)時(shí) ,不可避免地要對(duì)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(jì)效率較低。為了提高設(shè)計(jì)效率 ,對(duì)于系列化定型產(chǎn)品 ,可以采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。參數(shù)化設(shè)計(jì)是利用一組參數(shù)來(lái)約束產(chǎn)品模型的幾何尺寸 ,以方便地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模型的可變性、可重用性和快速設(shè)計(jì) ,它能夠縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期 ,提高設(shè)計(jì)效率 ,把設(shè)計(jì)人員從繁瑣的建模工作中解放出來(lái) ,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。 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 計(jì)軟件 ,調(diào)用 行二次開發(fā) ,實(shí)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(jì)。 花鉆的參數(shù)化 過程 參數(shù)化設(shè)計(jì)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(jì)關(guān)系(包括幾何拓?fù)潢P(guān)系和約束關(guān)系 )在 境中繪制標(biāo)準(zhǔn)的三維模型 ,并根據(jù)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 建模的需要 ,分析并確定模型參數(shù) ;然后在 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(duì)象 ,用變量代替標(biāo)準(zhǔn)模型中對(duì)應(yīng)的參數(shù) ,通過尺寸驅(qū)動(dòng)生成模型 ,從而實(shí)現(xiàn)麻花鉆的參數(shù)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程如下 (1)分析模型 ,確定設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)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(dòng)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(zhǎng)度 a、鉆頭刃帶長(zhǎng)度 h ,然后是頂角 g ,最后是刀柄長(zhǎng)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(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值 ,并用參數(shù)表示。參數(shù)之間的幾何關(guān)系為 式中 , 為出屑槽初始位置與 y 坐標(biāo)軸的夾角 ;為螺旋槽旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)。 圖 3 主程序界面 (2)錄制宏 ,在 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 宏是一系列命令的集合 (相當(dāng)于 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(shí) ,對(duì) 助于宏錄制 ,可以獲得程序頭文件 ,方便、快捷地掌握程序語(yǔ)法及命令 ,然后在 境中 ,用程序 載入 文件中 。 (3)導(dǎo)出文件 由于 ,程序不能獨(dú)立運(yùn)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 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 麻花鉆參數(shù)化設(shè)計(jì)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(shí)程序無(wú)法進(jìn)行精確繪圖。 解決方法 : 放大模型比例。缺點(diǎn)是模型 整體放大后 ,比例不易控制 ,會(huì)給計(jì)算帶來(lái)麻煩 ,因此有一定局限性 ; 局部放大視區(qū) ,對(duì)微小尺寸區(qū)域進(jìn)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(gè)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(jì)算公式 ,決定了刃帶長(zhǎng)度 b 值也是可變的。根據(jù)計(jì)算公式 ,由于是變化的 ,因此前刀面和后刀面在空間的相對(duì)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(diǎn) A ,通過計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)圈數(shù) ,跟蹤計(jì)算點(diǎn) A 的空間位置 過原點(diǎn) O 和起始點(diǎn) A 畫一條空間 3D 線段 得到垂直于 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(shí) ,必須控制草圖的矢量方向。空間分為四個(gè)區(qū)間 ,繪制草圖直線時(shí) ,將各線段端點(diǎn)坐標(biāo)值乘以系數(shù) ,經(jīng)計(jì)算 ,隨在 (0 360 )范圍內(nèi)變化 ,由 + 1 到 - 1 交替變化。以此改變草圖的矢量方向。程序表示為 : 入判斷語(yǔ)句 ,看是否過了半圓弧 通過計(jì)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(yǔ)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(huì)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(yùn)行結(jié)果見圖 4。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 25 圖 4 程序運(yùn)行結(jié)果 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 26 第 五 章 麻花鉆 程序設(shè)計(jì) 體方案設(shè)計(jì) 建立好實(shí)體模型后，接下來(lái)就是利用 序?qū)⒛Ｐ椭械谋磉_(dá)式的值與對(duì)話框聯(lián)系起來(lái)。程序的功能是針對(duì)部件的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)變更。在對(duì)模型編寫程序時(shí)只需要根據(jù)模型的參數(shù)對(duì)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(shí)現(xiàn)程序針對(duì)某個(gè)模型的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行查詢、修改，主要的程序設(shè)計(jì)思路是先讀取對(duì)話框中的參數(shù)，然后把對(duì)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(yùn)行后，就能實(shí)現(xiàn)把設(shè)計(jì)者輸入對(duì)話框的參數(shù)轉(zhuǎn)化成模型尺寸的變化， 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的。但是由于此種參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法是建立在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，對(duì)話框的設(shè)計(jì)也是針對(duì)某個(gè)實(shí)體模型，編寫程序時(shí)使用的參數(shù)也是針對(duì)具體某一個(gè)模型的。因此，在程序運(yùn)行時(shí)應(yīng)首先檢測(cè)當(dāng)前打開的模型是否就是該程序和對(duì)話框所對(duì)應(yīng)的模型，只有打開了相對(duì)應(yīng)的模型時(shí)程序才繼續(xù)運(yùn)行，否則退出。另外，為了方便設(shè)計(jì)者使用，讓使用者在打開對(duì)話框時(shí)就能直接看到當(dāng)前模型的各個(gè)參數(shù)，在調(diào)用對(duì)話框時(shí)應(yīng)首先將當(dāng)前模型中表達(dá)式中的對(duì)應(yīng)參數(shù)讀出，并傳遞給對(duì)話框，顯示在對(duì)話框上。因此，程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先檢測(cè)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(duì)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： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 27 話框設(shè)計(jì) 命令行方法和步驟 在 函數(shù)裝載后就可以執(zhí)行了 ,對(duì)話框如圖： 檢測(cè)是否為與程序相對(duì)應(yīng)部件 讀取模型表達(dá)式中參數(shù)值，調(diào)用對(duì)話框 讀 取對(duì)話框中的數(shù)值 將讀取的參數(shù)值傳遞到模型中的表達(dá)式中，更新模型 開始 退出 是 否 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 28 程序見附錄 1 序設(shè)計(jì) 用 境或內(nèi)部（ 境運(yùn)行的可執(zhí)行程序。對(duì)于不同 的操作系統(tǒng)平臺(tái)，在編譯和連接生成 用程序時(shí)，編譯選項(xiàng)和所需的系統(tǒng)庫(kù)文件是不同的。要使用 須正確設(shè)置編譯和連接選項(xiàng)。本次設(shè)計(jì)采用 作系統(tǒng)， 具體步驟見附錄 2。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 29 第 六 章 結(jié) 語(yǔ) 本文簡(jiǎn)要論述了 數(shù)化設(shè)計(jì)的思路與重點(diǎn)。麻花鉆零件參數(shù)化設(shè)計(jì)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(shí)際 ,建立符合自身需要的產(chǎn)品參數(shù)化元件庫(kù) ,對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率、縮短開發(fā)周期 ,提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 運(yùn)用 件對(duì)麻花鉆的三維設(shè)計(jì)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(jì)的效率 . 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 30 參考文獻(xiàn) 1 殷國(guó)富 ,尹湘云 ,胡曉兵 . 次開發(fā)實(shí)例解析 :沖壓模標(biāo)準(zhǔn)件 3 庫(kù)北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2006 2 司 . 次開發(fā) . 北京 : 機(jī)械工 業(yè)出版社 ,2005 3 江洪 ,魏崢 ,王濤威 次開發(fā)實(shí)例解 析 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2004 4 李福秋 ,張樹森 次開發(fā)在 滾刀參數(shù)造型中的應(yīng)用 2003(5) 5 江洪 ,李仲興 ,刑啟恩 003 二次開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例教程 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(guó)家測(cè)繪局、國(guó)