模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究.docx

模具型腔数控加工计算机辅助***选择研究
     
 
 
 
 
 
     
     
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
    引言
   
    数控加工中包括***轨迹的产生和***选择两个关键问题。前一问题在过去的20 年里得到了广泛而深入地研究， 发展的许多算法已在商用CAD/ CAM 系统中得到应用。目前大多数CAM 系统能够在用户输入相关参数后自动产生***轨迹。比较而言，对以质量、效率为优化目标的***选择问题的研究还远未成熟，当前还没有商用CAM 系统能够提供***优选的决策支持工具，因而难以实现CAD/ CAM 的自动有机集成。***选择通常包括***类型和***尺寸。一般来说，适合一个加工对象的***通常有多种，一种***又可完成不同的加工任务，所以仅考虑满足基本加工要求的***选择是较容易的，尤其对孔、槽等典型几何特征。但实际上，***选择通常和一定的优化目标相联系，如最大切削效率、最少加工时间、最低加工成本、最长使用寿命等，因此***选择又是一个复杂的优化问题。比如模具型腔类零件，由于几何形状复杂(通常包含自由曲面及岛) ，影响***选择的几何约束在CAD 模型中不能显式表示，需要设计相应的算法进行提取，因而选择合适的***规格及其***组合，以提高数控加工的效率与质量并非易事。
   
    模具型腔一般用数控铣的加工方法，通常包括粗加工、半精加工、精加工等工序。粗加工的原则就是尽最大可能高效率地去除多余的金属，因而希望选择大尺寸的***，但***尺寸过大，可能导致未加工体积的增多;半精加工的任务主要是去除粗加工遗留下来的台阶;精加工则主要保证零件的尺寸及表面质量。考虑到目前完全由计算机进行自动选刀还存在一定困难，因而在我们开发的计算机辅助***选择(Computer Aided Tool Selection ，CATS)系统中，立足于给用户提供一个辅助决策工具，即粗加工、半精加工、精加工等，真正的决策权仍留给用户，以充分发挥计算机和人的优势。
   
    1 系统基本结构
   
    CATS系统的输入为CAD模型，输出为***类型、***规格、铣削深度、进给量、主轴转速(切削速度) 和加工时间等六个参数(如图1) ，包括***类型选择辅助决策工具、粗加工***选择辅助决策工具、半精加工***选择辅助决策工具及精加工***选择辅助决策工具等。
图1 计算机辅助***选择系统的输入与输出
    鉴于粗加工在型腔加工中的重要地位(通常为精加工时间的5～10 倍) ，粗加工时系统具有***自动优化组合的功能，以提高整体加工的效率。除了上述决策工具外，系统还具有查看***详细规范、根据***类型和尺寸推荐加工参数及评估加工时间等功能，最后生成总的***选择结果报表(如图2) 。系统所有的***数据及知识均由后台数据库做支持。
图2 计算机辅助***选择系统的基本功能与模块
分页
    2 关键技术及算法
   
    1) ***类型选择
   
    根据模具型腔数控加工实践，型腔铣加工的***一般分为平头铣刀、圆角铣刀及球头铣刀三种。设***直径为D，圆角半径为r ，当r=0 时为平头铣刀，0
    ***又可分为整体式和镶片式。对于镶片式，关键是选取刀片的材