螺旋面尖齿成形铣刀参数化设计系统研究与开发

论文摘要

本课题的目的是以成形铣刀廓形设计方法为基础,以加工螺旋面用盘形尖齿成形铣刀为研究对象以SolidWorks为CAD开发平台,应用SolidWorks提供的SolidWorks API技术,并结合Visual Basic可视化编程语言及Microsoft Access数据库技术,研究开发“螺旋面尖齿成形铣刀参数化设计系统”,初步实现集螺旋面成形铣刀的设计、加工仿真及检验为一体的参数化设计的构想。论文根据螺旋面理论、成形铣刀的设计方法、螺旋面的成形方法建立了铣刀数学模型,并对铣刀的过切、排屑问题、中心距的确定及轴交角的选择等问题进行了探讨,给出了尖齿成形铣刀结构优化方案。根据螺旋面性质和工件螺旋面各个截面位置关系解决了各个截面间的转换问题,实现了基于离散点型和连续曲线型两种工件螺旋面截形数据的处理和铣刀廓形设计。本文介绍了基于SolidWorks三维软件平台的铣刀三维参数化设计系统的开发思路和开发方法,通过SolidWorks API函数的调用,对建立的铣刀三维实体模型进行参数化驱动,并利用布尔运算理论结合SolidWorks基于特征建模的特性,实现了螺旋面成形过程的加工仿真。在此基础上,应用实体模型的转换及SolidWorksAPI函数中相关草图操作函数,完成了仿真结果的检验,实现了对铣刀设计精度较为客观的评价。本文最后分别以离散点和连续曲线两种类型工件截形为例,对加工此截形螺旋面铣刀的设计、三维模型的建立、加工过程仿真、仿真结果的检验、设计精度的分析等功能进行了实例验证。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状及发展动态
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 发展动态
• 1.3 课题研究内容及意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.3.3 研究内容
• 第2章 成形铣刀设计基本理论及方法
• 2.1 铣刀的廓形设计
• 2.1.1 螺旋面理论基础
• 2.1.2 铣刀廓形设计原理
• 2.1.3 成形铣刀设计方法
• 2.1.4 成形铣刀的过切问题
• 2.1.5 反求工件截形
• 2.2 铣刀的结构设计
• 2.2.1 铣刀几何角度的选择
• 2.2.2 铣刀结构参数的确定
• 2.2.3 铣刀结构的优化
• 第3章 系统体系结构和关键技术
• 3.1 参数化设计系统概述
• 3.1.1 系统总体设计原则
• 3.1.2 设计系统模块划分
• 3.1.3 系统的工作流程
• 3.2 系统的关键技术研究
• 3.2.1 接触方程的求解
• 3.2.2 工件截形各截面间转换
• 3.2.3 加工仿真方法
• 第4章 系统开发的实现
• 4.1 开发平台与开发方法
• 4.1.1 软件平台的选择
• 4.1.2 开发语言的选择
• 4.1.3 开发方法简介
• 4.2 铣刀设计模块的实现
• 4.2.1 数据处理模块
• 4.2.2 铣刀设计模块
• 4.2.3 参数化建模模块
• 4.3 加工仿真模块的实现
• 4.4 检验模块的实现
• 4.4.1 截面位置的选择
• 4.4.2 截面轮廓线的获得
• 4.4.3 截面数据的比较
• 4.4.4 误差的获取
• 第5章 系统功能介绍
• 5.1 系统的功能
• 5.2 操作基本流程
• 第6章 系统设计实例
• 6.1 端截面离散点型数据铣刀设计
• 6.2 轴截面连续曲线型数据铣刀设计
• 第7章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢