复杂形状刀具三维实体建模

摘要

本文是以AutoCAD为二次开发平台，采用可视化界面思想，利用内嵌于AutoCAD的VBA语言进行编程，研制和开发了一套基于AutoCAD的复杂形状刀具计算机辅助设计软件。本文主要开展了以下几方面的研究工作:
　　 建立复杂形状刀具的统一数学模型；刀具廓形统一模型涵盖了圆柱、圆锥、圆环、球及其组合，通过给定若干参数值，即可得到具体的刀具廓形；刀刃曲线统一模型总结了三种常用刀刃曲线（等导程、与经线成螺旋角、与轴线成等螺旋角）在前述各种廓形上的参数方程；同时给出了螺旋槽法面截形、端面截形的设计方法。
　　 通过模块化创建方式及参数化绘图方法，在AutoCAD环境下用VBA语言实现了基于端截形的复杂形状刀具三维实体建模。在给出端面截形、刃线方程、刀具廓形等信息后，系统即可自动生成满足设计参数的刀具三维实体模型，实现了设计计算与可视化的统一，从而真正达到设计与可视化的同步。
　　 研究了刀刃法截形与端截形的对应关系，提出了已知法截形求端截形的计算方法，从而实现基于法截形的复杂形状刀具三维实体建模。
　　 本文的研究成果将有助于提高复杂形状刀具的设计水平和效率，提出的基于法面剖视图的三维实体建模方法可以应用到其它类似零件的三维实体造型中，具有推广意义；生成较为完备的复杂形状刀具三维实体模型，为刀具的CNC磨削提供切削过程参数的计算依据；可为切削加工仿真过程准确提取刀具瞬时切削刃的长度、切削点的坐标和局部刀刃的几何形状；为刀具的设计、检测提供数据支持。