[發明專利]一種微銑刀參數一體化設計方法

有效

• 申請號: 201910091082.8
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109782627B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳妮;袁媛;趙國龍;郭月龍;江一帆;李亮;何寧
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

本發明公開一種微銑刀參數一體化設計方法，借助UG NX二次開發平臺，搭建微銑刀一體化設計系統。該系統包括微銑刀的參數化設計模塊、工件信息模塊、切削仿真模塊。用戶通過一體化設計系統界面輸入所要加工對象的參數信息、選用的刀具結構及初始刀具參數信息，系統自動生成刀具三維模型，并將工件信息和刀具模型后臺導入有限元軟件進行切削仿真，而后將切削仿真結果(切削力、切削溫度、刀具磨損)顯示在系統的交互界面，同時系統根據仿真結果及相應的優化準則提出一定的優化方案，指導刀具參數變動，經過一系列的迭代得到適合加工該種工件的最優刀具參數。本發明的刀具設計方法實現了將刀具的設計過程與切削工藝過程相聯系的目標。

技術領域

本發明涉及一種微銑刀參數一體化設計方法，其屬于機械切削刀具設計制造領域。

背景技術

在刀具行業中，刀具的“專用化”是改善刀具性能的一個重要方向，也是刀具發展的一個主要趨勢，專用化程度提高必然引起刀具種類增加、批量降低，因此，挑戰刀具設計與制造的精準性、靈活性和適應性。目前刀具參數化設計雖然可以自動建模，很大程度上提高刀具設計的效率，但其刀具設計方法未涉及到微細銑削領域且刀具設計過程與切削工藝優化過程分離，這樣就忽略了刀具、切削條件及刀具切削性能共同對加工的影響。因此迫切需要研究專用刀具設計的新技術，大大提高專用化刀具的設計效率。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種微銑刀參數一體化設計方法，它以加工需求為驅動，利用切削過程中涉及的理論，并通過刀具設計特征，將刀具的設計和切削工藝過程結合起來，進而實現針對加工需求的專用刀具設計。

該方法主要借助UG NX二次開發平臺實現微銑刀參數一體化設計系統的搭建。該系統可將刀具設計過程與切削工藝優化過程聯系在一起，通過一體化設計系統界面輸入所要加工對象的參數信息、選用的刀具結構及初始刀具參數信息，系統自動生成刀具、工件模型并在后臺進行切削仿真，在交互界面顯示切削仿真結果(切削力、切削溫度、刀具磨損)，系統根據仿真結果及相應的優化準則提出一定的優化方案，經過系統反復迭代輸出適合加工該工件的最優刀具參數。

為達到上述目的，本發明通過以下方式搭建微銑刀參數一體化設計系統，首先進行微銑刀的參數化設計，然后構建切削仿真模型并提出相應的優化準則，最后將微銑刀的參數化設計模塊、工件信息模塊、切削仿真模塊結合完成微銑刀參數一體化設計系統。

具體的設計方法如下：

(一)微銑刀的參數化設計

借助UG NX二次開發平臺實現微銑刀的參數化設計：設置系統開發環境；通過UGOpen 的Menu Script和UI styler模塊分別完成系統菜單、用戶對話框的創建；借助UG中的表達式功能將刀具參數串聯，在Visual Studio中編寫對話框程序文件，生成動態鏈接庫，實現改變對話框中的刀具參數，微銑刀模型隨之改變的功能，進而實現微銑刀快速設計。為搭建微銑刀參數化設計系統提供基礎。

(二)構建切削仿真模型并提出相應的優化準則

根據刀具模型、所要加工工件的信息，系統借助有限元仿真軟件構建切削加工仿真模型，而后將相應的仿真結果：切削力、切削溫度、刀具磨損顯示在交互界面。

逐一分析刀具參數與其對應的仿真結果，得到隨刀具參數變化各個仿真結果變化趨勢圖，最終得到加工該種工件刀具參數的最優區域。使得刀具選擇此區域中的刀具參數時加工工件時切削力較小、切削溫度較低、刀具磨損較小。

(三)微銑刀一體化設計系統

本系統包括微銑刀的參數化設計模塊、工件信息模塊、切削仿真模塊。用戶在系統交互界面選擇所需要的刀具結構并輸入所要加工的工件信息及刀具初始參數，系統會自動生成刀具三維模型并在后臺調用有限元仿真軟件進行切削加工仿真，而后再將有限元軟件中的仿真結果顯示在系統中的用戶界面，并依據優化準則提出相應的優化方案，不斷迭代輸出最優刀。