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基于SolidWorks的平面拉刀实体造型

时间:2015-03-03 10:14来源:未知 作者: 点击:
1 引言
    平面拉刀是一种常用的切削工具,用于拉削的成形刀具表面上有多排刀齿,各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。当拉刀作拉削运动时,每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属,最终得到所要求的零件尺寸和形状。拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等,生产率很高。拉刀按加工表面部位的不同,分为内拉刀和外拉刀;按工作时受力方式的不同,分为拉刀和推刀。推刀常用于校准热处理后的型孔。利用AutoCAD等二维软件建立拉刀实体模型时比较困难,而且拉刀的分类较多,当需要不同参数的刀具模型时,对刀具重复建模极大地浪费时间和精力,致使工作效率低下。而采用SolidWorks进行实体造型就避免了这一弊端,利用软件的参数化建模及尺寸驱动功能,可以通过对一系列的刀具修改尺寸得到不同参数的新刀具,从而提高效率。
 
2 参数化建模技术及应用软件
    2.1 参数化设计
    参数化设计(Parametric),也叫尺寸驱动(Dimen-sion-Driven),是CAD技术在实际应用中提出的课题,它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能,还具有自动绘图的功能。目前它是CAD技术应用领域内的一个重要且待进一步研究的课题。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统,可使设计人员从繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来,大大提高设计速度,减少信息的存储量。
    参数化设计有一种驱动机制称为参数驱动。参数驱动机制是基于对图形数据的操作,通过参数驱动机制,可以对图形的几何数据进行参数化修改,但在修改的同时,还要满足图形的约束条件,需要约束间关联性的驱动手段即约束联动,而约束联动是通过约束间的关系实现的驱动方法。对一个图形来说,可能的约束十分复杂,而且数量很大。而实际由用户控制的,即能够独立变化的参数一般只有几个,称之为主参数或主约束;其他约束可由图形结构特征确定或与主约束有确定关系,被称为次约束。对主约束是不能简化的,对次约束的简化可以有图形特征联动和相关参数联动两种方式。目前参数化技术大致可分为如下三种方法:(1)基于几何约束的数学方法;(2)基于几何原理的人工智能方法;(3)基于特征模型的造型方法。参数驱动是一种新的参数化方法,其基本特征是直接对数据库进行操作,因此具有很好的交互性,用户可以利用绘图系统全部的交互功能修改图形及其属性,进而控制参数化的过程。与其他参数化方法相比较,参数驱动方法具有简单、方便、易开发使用的特点,能够在现有的绘图系统基础上进行二次开发,对三维问题也同样适用。
    2.2 参数化建模软件SolidWorks简介
    SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今,已经累计获得十七项国际大奖,其中仅从1999年起,美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖,以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此,SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明,设计师可以大大缩短设计时间,产品也快速、高效地投向了市场。
    功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点,使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误并提高产品质量。SolidWorks不仅功能强大而且组件很多,对工程师和设计者来说,操作简单方便、易学易用。
    2.3 SolidWorks参数化设计
    所谓参数化设计是指参数化模型的尺寸用对应的关系表示,而不需用确定的数值,变化一个参数值,将自动改变所有与它相关的尺寸,也就是采用参数化模型,通过调整参数来修改和控制几何形状,自动实现元件的精确造型。
 
3 平面拉刀的实体造型
    3.1 拉刀综述
    在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工。拉削主要用于大批量生产中加工各种形状的通孔,平面及成形面等。拉刀是一种定型刀具,在一次拉削中完成粗切、精切、校准、修光操作、切除被加工表面的全部加工余量,生产率高,加工质量高。但一把拉刀只适用于一种规格尺寸的孔或槽,而且制造复杂、成本高,只用于大批量生产中。正确设计拉刀,不仅可以延长拉刀使用寿命,而且可以提高工件表面质量。
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