超硬材料刀具簡稱超硬刀具，主要包括金剛石刀具和立方氮化翻刀具.其中以人造金剛石復合片(簡稱PCD)刀具及立方氮化硼復合片(簡稱PCBN)刀具占主導地位。超硬材料刀具在機械制造領域的應用，極大的提高了勞動生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，提高了產(chǎn)品檔次、降低了制造成本。PCD超硬鏜刀主要用于有色金屬的高效精密加工。PCBN超硬鏜刀主要用于耐磨黑色金屬材料的高效精密加工。超硬鏜刀在汽車工業(yè)和軋鋼設備制造中得到了廣泛的應用。
為了解決目前超硬鏜刀設計、制造效率低下的問題，提高刀具制造企業(yè)的信息化水平，我們設計了一套超硬鏜刀CAD/CAPP集成系統(tǒng)(簡稱系統(tǒng))。系統(tǒng)針對超硬鏜刀設計和制造工藝的特點，使用VB,Access和AutoCAD作為開發(fā)工具，具有針對性強、精確高效、使用方便的特點。
1 系統(tǒng)總體設計
1.1 系統(tǒng)的組成
系統(tǒng)采用模塊化的組織結構(如圖1所示)，各模塊間既相互獨立又相互影響，系統(tǒng)公共數(shù)據(jù)庫構成了各模塊之間的橋梁。系統(tǒng)主要包括CAD,CAPP,數(shù)據(jù)庫三大模塊，每個大的模塊又由若干個小的功能模塊組成。采用模塊化的組織結構具有組織框架清晰的特點，同時也有利于將來系統(tǒng)的擴充，比如擴充CAM模塊。
系統(tǒng)中CAD模塊采用自動式CAD方法，CAPP模塊采用基于實例的工藝設計方法，數(shù)據(jù)庫模塊采用動態(tài)數(shù)據(jù)庫和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫相結合的模式。
1.2 系統(tǒng)的工作過程
系統(tǒng)的工作過程如下:
1)將被加工對象的屬性(原始數(shù)據(jù))輸人系統(tǒng);
2)根據(jù)被加工對象的屬性由系統(tǒng)的CAD模塊完成刀具材料選擇、刀頭結構參數(shù)設計、刀桿參數(shù)選擇、刀具結構尺寸數(shù)據(jù)生成等初步設計工作;
3)將初步設計結果以特征編碼的形式存人動態(tài)數(shù)據(jù)庫中，并通過對話框顯示，經(jīng)過人機交互環(huán)節(jié)對設計結果進行分析、判斷、編輯等操作形成最終設計結果;
4)將最終設計結果傳遞至AutoCAD自動繪制刀具零件圖;
5)根據(jù)特征編碼進行工藝特征匹配，找到某一種刀具的標準工藝，對符合特征的標準工藝進行編輯得到新零件的工藝規(guī)程。
在系統(tǒng)的工作過程中安排有一系列的人機交互環(huán)節(jié)，實現(xiàn)使用者與系統(tǒng)的交互。設計完成后自動生成零件工作圖和工藝文件，并可打印輸出。
2 系統(tǒng)的CAD模塊
2.1 CAD模塊的功能
CAD模塊主要解決兩方面的問題，一是超硬鏜刀的計算機輔助設計，二是超硬鏜刀零件圖的自動繪制。對于第一方面問題，采用VB語言編制了設計計算程序，根據(jù)輸人的已知數(shù)據(jù)進行計算，計算結果以特征編碼的形式存儲在特征編碼動態(tài)數(shù)據(jù)庫中，供繪圖和工藝設計時調(diào)用。對于第二方面問題，研究了使用VB調(diào)用AutoCAD的方法，實現(xiàn)了VB程序和AutoCAD的自動連接，以設計結果為繪圖依據(jù)在AutoCAD中直接繪制零件圖形。
2.2 CAD模塊的算法
通過分析鏜刀的設計要點并結合參考文獻，決定銼刀刀頭結構參數(shù)設計采用產(chǎn)生式算法。產(chǎn)生式算法是一個以
