石 楓

（西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710077）

0 前言

在車(chē)削加工過(guò)程中，為了提高效率及保證質(zhì)量，經(jīng)常使用一些正前角成形車(chē)刀，帶正前角的車(chē)刀切削性能較好。 但是，由于成形車(chē)刀帶有正前角。 如果直接按工件廓形設(shè)計(jì)刀具廓形，加工出來(lái)的工件形狀將發(fā)生畸變，造成工件超差，所以，必須對(duì)刀具廓形進(jìn)行修正。 但是，采取傳統(tǒng)的修正方法很是麻煩，不能滿(mǎn)足快節(jié)奏的產(chǎn)品更新。 因此，我們采取計(jì)算機(jī)輔助的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 現(xiàn)在以下的內(nèi)容里進(jìn)行介紹。

1 傳統(tǒng)成型車(chē)刀的廓形設(shè)計(jì)

成型車(chē)刀常用的方法有兩種，一種是作圖法，另一種是計(jì)算法。 在這里我們主要研究計(jì)算法。 如果我們要用成型車(chē)刀加工一個(gè)軸類(lèi)零件，其具體外觀(guān)如圖（1）。

由圖（1）可以看出，這個(gè)工件的廓形是一個(gè)既有圓弧又有直線(xiàn)的形狀。 關(guān)于車(chē)刀的廓形設(shè)計(jì)可以參照?qǐng)D（2）進(jìn)行計(jì)算。

圖（1）

圖（2）

成形車(chē)刀各刃點(diǎn)廓形深度的計(jì)算方法：

我們根據(jù)圖（2）的關(guān)系可以看出，p2，p3，p4 可以求出，即就1，2，3，4，點(diǎn)的廓形深度可以求出。 其計(jì)算如下：

①h=r1xsinγ

②A1=r1*cosγf

③Sinγf2=h/r2

④A2=r2xcosγf2

⑤C2=A2-A1

⑥P2=C2xcos（γf+αf）

⑦Sinγf3=h/r3

⑧A2=r2xcosγf3

⑨C3=A3-A1

⑩P3=C3xcos（γf＋αf）

2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的過(guò)程

2.1 設(shè)計(jì)的基本流程

計(jì)算機(jī)輔助成型車(chē)刀的修正有以下3 個(gè)步驟

①以過(guò)點(diǎn)1 垂直工件中心線(xiàn)的直線(xiàn)與工件中心線(xiàn)的交點(diǎn)為圓點(diǎn)x，y 軸方向不變建立坐標(biāo)系， 則有點(diǎn)坐標(biāo)（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），（x4，y4）。 其中，x1=l1，x2=l2，x3=l3，x4=l4，r1=y1，r2=y2，r3=y3，r4=y4，x1，x2，x3，x4，r1，r2，r3，r4 都直接或間接已知。

②用成型車(chē)刀廓形深度計(jì)算公式求出p1，p2，p3，p4 的值。 組成點(diǎn)（x1，p1），（x2，p2），（x3，p3），（x4，p4）點(diǎn)。

③以3 點(diǎn)（x1，p1），（x2，p2），（x3，p3）作圓弧，以（x3，p3），（x4，p4）作直線(xiàn)，則由點(diǎn)（x1，p1），（x2，p2），（x3，p3），（x4，p4）形成的曲線(xiàn)即就是修正后的成型車(chē)刀廓形。

2.2 如何實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的輔助設(shè)計(jì)

我們常加工的零件廓形一般包括圓弧、直線(xiàn)、直線(xiàn)和圓弧的組合。 直線(xiàn)修正以后的刀具廓形仍是直線(xiàn)，圓弧修正后所形成的曲線(xiàn)，采用圓弧代替。

2.2.1 選用最常用的嵌套在autocad R14 中的autolisp 語(yǔ)言進(jìn)行編程

①首先，輸入在工件廓形上選擇的點(diǎn)。程序中使用get 類(lèi)輸入函數(shù)進(jìn)行輸入。 表達(dá)為：

（setq P1 （getpoint））

（setq P2 （getpoint））…

②使用表處理函數(shù)提取所獲得點(diǎn)的坐標(biāo)值，并把所得的值賦給l1，l2，r1，r2 等。

因?yàn)?，兩維坐標(biāo)是一個(gè)簡(jiǎn)單的表所以在程序中表達(dá)為：

（setq l1（car（P1））

（setq r1 （cadr（P1））

（setq l2 （car （P2）

（setq r2 （cadr（p2））…

③使用計(jì)算函數(shù)求出p1，p2 等的值

只需把前面所用的公式轉(zhuǎn)化成autolisp 表達(dá)格式就可以了。 由這些公式可以得到p1，p2…的值

④使用構(gòu)造表的函數(shù)構(gòu)造修正后車(chē)刀廓形上的點(diǎn)P11，P22 等

（setq P11 （list l1 p1）

（setq P22 （list l2 p2）

…

⑤調(diào)用autocad 的command 命令進(jìn)行繪圖。

（command “circle“ ”3P“ P11 P22 P33）

（command “l(fā)ine“ P33 P44 ”“）

通過(guò)上面的繪圖命令即可畫(huà)出，修正后成型車(chē)刀的廓形曲線(xiàn)。

⑥使用標(biāo)注命令進(jìn)行標(biāo)注

（command “dim“ ”rad“ P22 ” “ ”exit“）

（command “hor“ P11 P44 ）

⑦在程序最前面把整個(gè)程序定義為一個(gè)函數(shù)

defun cxcdsj （）

2.2.2 程序的使用

使用時(shí)只須在autocad 的命令行輸入

command ：

（load “cxcdsj.lsp”）↘

command ：cxcdsj↘

然后，根據(jù)命令行要求輸入數(shù)值，則運(yùn)行結(jié)果如圖（3）,即就是修正后的刀具刃的輪廓。

圖（3）

3 結(jié)束語(yǔ)

由于使用參數(shù)化繪圖，使原本很復(fù)雜的過(guò)程變的很簡(jiǎn)單，減輕了設(shè)計(jì)人員的強(qiáng)度，提高了設(shè)計(jì)的效率，值得推廣。

［1］袁哲俊.金屬切削刀具[M].2 版.上?？萍汲霭嫔?，1993.

［2］梁雪春，等.autoLISP 實(shí)用教程[M].人民郵電出版社，1998.

［3］孫全平，葉偉昌.圓體成形車(chē)刀廓形的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào),1995（02）.

［4］梁潔萍.成形車(chē)刀廓形的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J].湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000（02）.

［5］王有遠(yuǎn).棱體成形車(chē)刀的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J].工具技術(shù)，2001，12.

［6］張志梅，安虎平.成形刀設(shè)計(jì)算法及其刃形修正的基本原則[J].大眾科技，2011（06）.