I-DEAS软件在可转位铣刀结构设计中的应用

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1 引言
为适应现代加工技术的不断发展,可转位刀具在机械制造业的应用日益广泛,对产品的技术要求也越来越高。现代可转位刀具不仅应能满足高速切削、干式切削、激光辅助切削等先进切削技术的需要,而且对产品功能的多样化、结构的合理化、外观造型的美观等方面也提出了更高要求。为提高企业的研发技术水平,加快刀具产品的更新换代速度,增强其市场竞争能力,我公司引进了国外先进的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术,并将其应用于可转位刀具产品的设计与制造。
目前,国内企业应用较多的机械CAD软件主要有国外开发的UG-II、Pro/E、Solidwork、I-DEAS等几种,有的CAD软件经过企业的二次开发(如安装汉字输入字库等),其适用性进一步提高。我公司从美国SDRC公司引进的以SUN工作站(Work Station)为工作平台的I-DEAS Master Series VI-I 是集三维实体造型(3D Solid Modeling)、平面绘图(Drafting)、数控加工(GNC)三大模块于一体、较完整的机械设计软件系统,具有较强的实体造型与编程功能。我们在实际应用中,充分利用I-DEAS 软件系统的产品设计和工程分析优势,将其应用于我公司生产的用于加工大型发电机转子的可转位槽铣刀的CAD设计。本文重点介绍I-DEAS软件在刀具三维实体造型、刀片与刀体的组装、将实体造型转换为二维零件图等方面的应用要点。

图1 可转位槽铣刀装配线框图 
2 I-DEAS软件在可转位槽铣刀结构设计中的应用
可转位槽铣刀的结构分析
可转位槽铣刀属三面刃粗铣刀,刀体左、右部分均分布有刀片,刀片与刀体之间通过螺钉联接和紧固。为保证加工时有足够的排屑空间,应开有较大的排屑槽。为保证铣刀具有良好的切削性能,刀片与刀体之间应定位**,并保证在加工过程中不发生干涉。由于可转位槽铣刀的对刀槽、排屑槽、螺钉孔是在加工中心上加工完成,因此其设计过程具有一定难度。应用I-DEAS软件的Solid Modeling模块可较方便地解决这一设计难题。可转位槽铣刀的装配线框图见图1。

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图2 可转位刀片的平面图和三维实体图

3 结语
可转位刀具的形状及装配关系复杂,排屑槽多为曲面,尺寸大都为投影尺寸,设计工作繁琐,采用传统的手工绘图设计方法效率很低,费时费力,且不易保证设计质量。应用I-DEAS软件的三维实体造型及绘图功能,使可转位刀具的设计变得简单、方便,大大提高了设计效率和设计精度,且易于实现产品的CAD/CAM 一体化开发,不仅缩短了产品开发周期,提高了产品质量,而且在节约原材料、提高产品一次合格率等方面取得了明显成效。
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