超硬材料刀具簡稱超硬刀具,主要包括金剛石刀具和立方氮化翻刀具.其中以人造金剛石復合片(簡稱PCD)刀具及立方氮化硼復合片(簡稱PCBN)刀具占主導地位。超硬材料刀具在機械制造領域的應用,極大的提高了勞動生產效率和加工質量,提高了產品檔次、降低了制造成本。PCD超硬鏜刀主要用于有色金屬的高效精密加工。PCBN超硬鏜刀主要用于耐磨黑色金屬材料的高效精密加工。超硬鏜刀在汽車工業和軋鋼設備制造中得到了廣泛的應用。
為了解決目前超硬鏜刀設計、制造效率低下的問題,提高刀具制造企業的信息化水平,我們設計了一套超硬鏜刀CAD/CAPP集成系統(簡稱系統)。系統針對超硬鏜刀設計和制造工藝的特點,使用VB,Access和AutoCAD作為開發工具,具有針對性強、精確高效、使用方便的特點。
1 系統總體設計
1.1 系統的組成
系統采用模塊化的組織結構(如圖1所示),各模塊間既相互獨立又相互影響,系統公共數據庫構成了各模塊之間的橋梁。系統主要包括CAD,CAPP,數據庫三大模塊,每個大的模塊又由若干個小的功能模塊組成。采用模塊化的組織結構具有組織框架清晰的特點,同時也有利于將來系統的擴充,比如擴充CAM模塊。
系統中CAD模塊采用自動式CAD方法,CAPP模塊采用基于實例的工藝設計方法,數據庫模塊采用動態數據庫和靜態數據庫相結合的模式。
1.2 系統的工作過程
系統的工作過程如下:
1)將被加工對象的屬性(原始數據)輸人系統;
2)根據被加工對象的屬性由系統的CAD模塊完成刀具材料選擇、刀頭結構參數設計、刀桿參數選擇、刀具結構尺寸數據生成等初步設計工作;
3)將初步設計結果以特征編碼的形式存人動態數據庫中,并通過對話框顯示,經過人機交互環節對設計結果進行分析、判斷、編輯等操作形成最終設計結果;
4)將最終設計結果傳遞至AutoCAD自動繪制刀具零件圖;
5)根據特征編碼進行工藝特征匹配,找到某一種刀具的標準工藝,對符合特征的標準工藝進行編輯得到新零件的工藝規程。
在系統的工作過程中安排有一系列的人機交互環節,實現使用者與系統的交互。設計完成后自動生成零件工作圖和工藝文件,并可打印輸出。
2 系統的CAD模塊
2.1 CAD模塊的功能
CAD模塊主要解決兩方面的問題,一是超硬鏜刀的計算機輔助設計,二是超硬鏜刀零件圖的自動繪制。對于第一方面問題,采用VB語言編制了設計計算程序,根據輸人的已知數據進行計算,計算結果以特征編碼的形式存儲在特征編碼動態數據庫中,供繪圖和工藝設計時調用。對于第二方面問題,研究了使用VB調用AutoCAD的方法,實現了VB程序和AutoCAD的自動連接,以設計結果為繪圖依據在AutoCAD中直接繪制零件圖形。
2.2 CAD模塊的算法
通過分析鏜刀的設計要點并結合參考文獻,決定銼刀刀頭結構參數設計采用產生式算法。產生式算法是一個以