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主要保证零件的尺寸及外表质量。考虑到目前完全由计算机进行自动选刀还存在一定困难,因而在我们开发的计算机辅助刀具选择(ComputerAidedToolSelection,CATS)系统中,立足于给用户提供一个辅助决策工具,即粗加工、半精加工、精加工等,真正的决策权仍留给用户,以充分发挥计算机和人的优势。1系统根本结构CATS系统的输入为CAD模型,输出为刀具类型、刀具规格、铣削深度、进给量、主轴转速(切削速度)和加工时间等六个参数(如图1),包括刀具类型选择辅助决策工具、粗加工刀具选择辅助决策工具、半精加工刀具选择辅助决策工具及精加工刀具选择辅助决策工具等鉴于粗加工在型腔加工中的重要地位(通常为精加工时间的5~10倍),粗加工时系统具有刀具自动优化组合的功能,以提高整体加工的效率。除了上述决策工具外,:..系统还具有查看刀具详细标准、根据刀具类型和尺寸推荐加工参数及评估加工时间等功能,最后生成总的刀具选择结果报表。系统所有的刀具数据及知识均由后台数据库做支持。,型腔铣加工的刀具一般分为平头铣刀、圆角铣刀及球头铣刀三种。设刀具直径为D,圆角半径为r,当r=0时为平头铣刀,0<R刀具又可分为整体式和镶片式。对于镶片式,关键是选取刀片的材质,刀片材质的选择取决于三个要素:被加工工件的材料、机床夹具的稳定性以及刀具的悬臂状态。系统将被加工工件的材料分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、难切削材料和硬材料等六组。机床夹具的稳定性分为很好、好、缺乏三个等级。刀具悬臂分为短悬臂和长悬臂两种,系统根据具体情况自动推理出刀片材质,决策知识来源于WALTER刀具手册,系统由用户首先交互选择刀具类型。对镶片式刀具,基于规那么自动推理出适宜的刀片材质。例如,如果被加工工件的材料为“钢〞,机床夹具的稳定性为很好,刀具悬臂为短悬臂,那么刀片材质应为WAP25。粗加工刀具组合优化型腔粗加工的目的就是最大化地去除多余的金属,通常使用平头铣刀,采取层切的方法。因此,3D模具型腔的粗加工过程,。刀具优化的目的就是要寻找一组刀具组合,使其能够以最高的效率切除最多的金属。刀具组合优化的根本方法如下:,形成假设干搜索层。。,(相邻关键距离相差小于给定阈值)对搜索层进行合并,确定加工平面和可行刀具集,形成加工层。,即型腔加工的刀具组合。(切削速度、铣削深度和进给速度),计算材料去除率。,计算每一加工层的加工时间。。。:..~i,直至求出最优的刀具组合。如以时间为目标,即要求以整个型腔的加工时间t最短来优化刀具组合。。为完全去除台阶,铣削深度必须大于每一台阶到零件外表的距离x。其算法步骤如下:步骤1由零件实体模型获得两个相邻截面的外表积以及相应的轮廓长度;步骤2计算平均轮廓长度;步骤3计算台阶宽度;步骤4计算台阶拐角到零件外表的法向距离x;步骤5重复步骤1~步骤4,决定每一台阶的铣削深度;步骤6计算刀具直径D,按经验D=x/;步骤7选择铣削深度大于x的最小刀具。:刀具半径尺寸R小于零件外表最小的曲率半径r,一般取R=(~)r。其算法步骤如下:步骤1:从零件实体模型计算最小曲率半径;步骤2:从刀具库中检索出刀具半径小于计算所得的曲率半径的所有刀具;步骤3:选出满足上述要求的最大刀具;步骤4:如果所有刀具大于最小的曲率半径,选择最小的作为推荐刀具。3小结与讨论模具型腔加工的工艺规划通常需要很高的技术与经验,准备NC数据的时间几乎和加工时间一样多。因此,自动产生型腔加工的工艺方案及NC加工指令的需求就显得愈加迫切。本文系统研究了模具型腔工艺规划中的刀具选择问题,提出了模具型腔粗加工、半精加工、精加工刀具选择的原那么和方法,构造了相应的实现算法,并在UG/OPENAPI环境下进行了初步编程实现,开发了CATS原型系统。在刀具类型和规格确定的根底上,系统还可根据刀具手册推荐加工参数(切削速度、铣削深度、进给量等),对相应的加工时间进行评估。其最终目的是真正实现CAD/CAM的集成,继而通过后处理产生数控加工指令。目前CATS系统的界面还是独立于UG的CAM界面,CATS的决策结果还需要用户重新输入到CAM。需要指出的是,要提高模具型腔的总体加工效率,需要从粗加工、半精加工、精:..加工的整体上考虑,进行多目标组合优化,这将是我们下一步要进行的工作。