智能化CAD系统中刀具几何参数优化与强度分析

摘要

CAD技术是伴随着计算机技术的产生和发展而产生并不断发展的，这门技术从产生到现在，已经历了半个世纪，从形成、发展、提高到目前的高度集成，已经形成了比较完整的科学技术体系，并在当今高新技术领域中占有很重要的位置。 本专用机床刀具智能CAD系统综合运用了CBR技术、专家系统、动态链接库、ADO技术等多种技术，充分发挥了Visual C++6.0、SQLserver 2000和Solidworks各软件的优点，开发出了集刀具几何参数优化、切削用量优化、零件和装配体的三维实体及二维图形自动生成于一体CAD系统。本论文对该CAD系统的总体设计、各功能模块及该系统的操作流程做了一一介绍，其中主要介绍了刀具几何参数优化模块和有限元分析模块。 刀具是切削加工的直接作用工具，它的性能对切削加工的效率和精度起着决定性的作用。本论文研究的目的就是要将参数化设计与数值模拟技术引入到刀具的设计研究上来。相比于传统的刀具几何参数优化的方法，即先刃磨出不同几何参数的刀具，然后进行大量的切削实验来进行验证，从而优化出合理的刀具几何参数，这个过程往往要耗费大量的时间和财力，本论文的研究成果有助于缩短传统理论分析和试验的周期。论文应用专家系统、动态链接库、ADO技术等多种数据库技术，通过经验优化和指点优化两种查询优化方式，对复合刀具的几何参数进行了优化查询，然后在切削力预报的基础上采用有限元法分析刀具在切削加工过程中的应力应变情况(如镗刀杆产生的最大扰度)，运用SolidWorks插件COSMOSWorks，对专用机床使用的复合刀具进行强度分析与校核，为图形生成模块提供最佳的刀具参数，为刀具的结构设计提供必要的信息，以优化刀具的结构设计。由于该方法具有方便、快捷的特点，可大大地提高研究与开发的效率和可靠性。研究结果表明：通过对专用机床刀具的几何参数优化以及对其在具体切削加工条件下运用有限元法进行分析，刀具的几何角度以及刀具的设计参数更加合理，为专用机床刀具的结构设计和专用机床刀具的使用提供了有价值的参考，提高了刀具使用寿命。因此，本专用机床刀具智能CAD系统可使专用机床刀具的几何参数、图形生成模块的尺寸参数以及在切削用量的选取方面将更加合理适用，最终所生成的三维图形及二维图形也符合厂方的基本要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1论文课题内容来源以及课题简述

1.2本课题论文研究的目的和意义

1.3论文主要研究内容、思路与方法

2智能化专用机床刀具CAD系统概述

2.1智能刀具CAD系统概述

2.2智能刀具CAD系统的发展趋势

2.3智能化专用机床刀具CAD系统结构

3专用机床刀具几何参数优化

3.1几何参数优化理论与方法简述

3.2几何参数优化数据库系统开发方法和开发工具

3.3几何参数优化数据库的建立

3.4金属材料切削性能的评判

3.5经验优化以及指点优化程序设计简介

3.6专家系统的建立

4有限元分析

4.1基于COSMOSWorks的复杂刀具强度分析模块

4.2可转位镗刀刀片槽几何参数的数值方法

4.3刀具切削加工时应力应变静态分析

5基于COSMOSWorks是运行显示

5.1几何参数优化模块运行显示

5.2基于COSMOSWorks的有限元分析运行显示

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者在读期间科研成果

致谢