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模具型腔数控铣削刀具组合与走刀方式优选

作　者: 田华利
导　师: 王兆辉
学　校: 山东大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 数控加工刀具组合走刀方式工时估算
分类号: TG714
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 301次
引　用: 2次
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内容摘要

随着加工技术的发展，数控加工中心由于其高速、高效、高精度等优点，已经越来越多地被应用到复杂模具型腔的加工中。但是，国内外现有的CAD／CAM系统仍然需要工艺员来确定加工参数，才能生成刀具位置源文件(CLSF)。由于工艺员水平和经验的原因，容易造成数控机床的利用率低，加工成本高等问题。因此，在模具投入生产前就对工艺进行优化，可以提高生产效率降低加工成本。数控加工工艺优化一般包括：刀具、切削参数、走刀方式的选择，刀轨路径的生成等方面。刀轨路径的生成以及切削参数的选择已经有大量的研究，本文主要研究了粗加工中刀具组合以及精加工中走刀方式的选择，为帮助报价，还开发了加工工时预估模块，并以通用UG软件为平台，借助其二次开发工具UG／OpenAPI，利用VC++开发了一个内嵌于UG系统数控加工工艺优化的软件功能模块。在粗加工中刀具组合的选择研究当中，主要分析了刀具的可加工区域以及型腔的分解方法，给出加工时间与加工成本计算的一般模型公式，以及以加工成本为优化目标的刀具组合选择流程，并分析了关键算法Di jkstra及其实现，在UG环境下开发了刀具自动选择功能模块：在满足相同残留高度要求的前提下，分析了模具型腔精加工中不同刀具不同走刀方式允许的切削宽度，给出不同区域效率最高的走刀方式；加工时间预估阶段，分析了影响数控加工时间的各因素，对加工时间进行估算。通过应用实例验证，本文独立开发的软件功能模块是可行的，并且将对数控加工效率的提高、缩短模具的生产周期有重要的意义。

全文目录

目录  3-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第1章绪论  8-22
  1.1 课题来源及意义  8-9
  1.2 CAD／CAM技术  9-12
    1.2.1 CAD／CAM技术的发展  9-10
    1.2.2 数控程序编制技术  10-11
    1.2.3 UG系统模具数控铣削方式  11-12
  1.3 UG系统的二次开发技术  12-17
    1.3.1 UG系统二次开发工具  12-13
    1.3.2 UG应用程序界面设计  13-14
    1.3.3 UG应用程序接口  14-15
    1.3.4 UG／Open API程序的编译链接和执行  15-16
    1.3.5 利用UG开发用户程序  16-17
  1.4 国内外研究现状  17-19
    1.4.1 切削参数优化  17-18
    1.4.2 刀具的组合选择  18-19
  1.5 本文的内容意义和结构  19-22
    1.5.1 本文内容及系统结构  19-21
    1.5.2 论文结构  21-22
第2章粗加工刀具组合的选择  22-49
  2.1 数控加工刀具的选择原则  22-24
    2.1.1 数控加工常用刀具的种类及特点  23
    2.1.2 刀具的选择原则  23-24
  2.2 刀具库设计  24-29
    2.2.1 刀具库切削数据的数据源  24-25
    2.2.2 数据库结构  25-26
    2.2.3 刀具库创建  26-29
  2.3 刀具组合  29-30
    2.3.1 可用刀具的确定  29-30
    2.3.2 刀具组合种类  30
  2.4 刀具的可加工区域  30-35
    2.4.1 2.5D型腔的可加工区域  31-32
    2.4.2 型腔分解  32-34
    2.4.3 3D型腔的加工区域的划分  34-35
  2.5 加工时间的计算  35-37
    2.5.1 切削时间  36
    2.5.2 换刀时间  36-37
    2.5.3 实际加工时间  37
  2.6 加工成本计算  37-39
    2.6.1 台时费  38
    2.6.2 刀具成本  38-39
  2.7 粗铣加工的约束条件  39-41
    2.7.1 切削力约束  39-40
    2.7.2 机床的功率约束  40
    2.7.3 镶片式合金刀具的约束  40-41
  2.8 刀具选择流程  41-45
    2.8.1 Dijkstra算法  41-42
    2.8.2 Dijkstra算法实现  42-44
    2.8.3 刀具选择流程  44-45
  2.9 运行实例  45-48
  2.10 本章小结  48-49
第3章精加工走刀方式的选择  49-58
  3.1 立面和水平面的加工  49-50
  3.2 斜面的加工  50-54
    3.2.1 直角立铣刀加工斜平面  50-52
    3.2.2 球形刀加工斜平面  52-53
    3.2.3 典型斜面的加工方式选择  53-54
  3.3 自由曲面的加工  54-57
    3.3.1 等效半径  54-56
    3.3.2 曲面走刀方式的选择  56-57
  3.4 本章小结  57-58
第4章加工时间的预估  58-69
  4.1 影响加工时间的因素  58-64
    4.1.1 体积加工基准工时  59-60
    4.1.2 曲面加工基准工时  60-61
    4.1.3 材料相对加工性系数  61-62
    4.1.4 分型面形状  62-63
    4.1.5 表面质量系数  63
    4.1.6 零件的复杂度系数  63-64
    4.1.7 型腔数量  64
  4.2 时间估算  64-68
    4.2.1 估算步骤  64-67
    4.2.1 估算实例  67-68
  4.3 本章小结  68-69
总结与展望  69-71
  总结  69-70
  展望  70-71
参考文献  71-74
攻读学位期间发表的学术论文  74-75
致谢  75

模具型腔数控铣削刀具组合与走刀方式优选

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