可转位螺杆转子铣刀型线输入方式的改进

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可转位铣刀刀片由于采用切向安装，结构简单紧凑，切削力方向硬质合金截面大，抗压力强度高，可进行大切深、大走刀量加工等优点而在机床、铁路、汽车、电机等机械加工行业得到广泛采用，其中，螺杆压缩机转子加工行业采用的国产可转位螺杆转子铣刀主要由哈一工数控刀具厂研制生产，使用该铣刀加工出的螺杆转子的粗加工型线均匀、一致，表面粗糙度较好，从而保证了转子精加工后的精度，同时也较大的节省了精加工费用等优点，得到了用户的肯定，该类铣刀市场需求量较大。
可转位螺杆转子铣刀属非标产品，是一种科技含量较高的产品，该类铣刀是用于加工螺杆压缩机转子的专用高效粗加工铣刀。如图1所示，该类铣刀由阴、阳两把铣刀组成，分别加工螺杆的阴转子与阳转子。刀具型线设计时要保证刀片搭接出的型线符合用户的公差等要求,因此要求输入的铣刀型线必须准确。在具体设计时依据用户提供的转子型线坐标，输入最初的刀具型线刀“AutoCAD”(或“I-DEAS”)中，然后进行刀片排列。用户提供的部分坐标点如表所示：

- Y! c" \& b* I+ S, l$ K5 g: f- A( U. A- A4 ]( L: U" h, R" q% X6 D% K4 o$ v8 U5 H; u& H P( _- W+ c& A% I; G# d, ]+ i5 H& I$ n7 u7 C8 ?7 _6 y# a! M7 O5 d& t6 k8 s8 z4 S( ]. @1 p( }; m# P X# M+ j- J; v2 }2 N# d8 d, E$ |) r* ?) ]+ T4 {) c, I( J) A% V) L; h* C% d' i2 j/ l: e" q1 F' B$ T( u! Z: T. d! o. J+ P1 G* u1 ? }' i( y9 Q7 o7 c( p$ h) b7 z2 I* q$ J1 l" z# S$ ` x! S0 J# C! t; i9 W! v" z: ?. u' w! G* w# L& U5 E/ \3 v7 Q7 G' t' Q }) @* v6 o# r% N7 ?8 C1 D1 X' o- O3 l9 K( I; ^( T4 ], |0 N( @( V8 W2 j4 C, V1 }& h U) Q% W! s t( T) A% Y4 H& j7 R9 Z" q9 M' L# {7 |, |- s# D/ L' L' ?6 e! t* U. \) J' i7 o8 j( ?7 D$ l+ y& d

+ n4 i: g; ^+ m# V; f: }! I6 ?4 {- U8 l1 R! Y% f0 N1 Y& N- s% L6 {# ]' e2 S" [! p/ d8 ] 阴螺杆转子铣刀型线简图 阳螺杆转子铣刀型线简图 图1
1	-22.729639	102.295381	112.330200
2	-22.585449	102.363016	114.212410
3	-22.440509	102.425356	116.034782
4	-22.296098	102.592952	117.820374
5	-22.152229	102.665981	119.604424
……
215	9.624960	102.740395	33.652294
216	9.669460	102.676689	35.737595
217	9.714770	102.616425	37.750763
218	9.759029	102.554520	39.770615
219	9.805530	102.494209	42.008438
220	9.852830	102.437416	44.161751
……

6 j1 X9 {3 l8 q& A0 J

 

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其中第二列为型线的X坐标，第三列为型线的Y坐标，每把铣刀型线的坐标点少则二百多，多的达到四百多，而且，不同规格的铣刀的型线又完全不同，每次设计新规格的铣刀，就要输入一次铣刀型线。因此，将螺杆转子铣刀型线输入到设计软件中，是进行铣刀设计的先决条件，其输入的准确率及效率直接影响到下一步的刀具设计。 ! v" h) \ C( ]1 x5 B$ g1 w

型线输入常用的两种方式

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• 手工输入 采用手工输入，为了减小工作量，只能分段截取部分坐标点，以坐标点的X坐标、Y坐标在“AutoCAD”中利用“多线”命令画出铣刀型线，采用此方法不但工作量大，而且容易出错。
• 借助“UG”软件输入 把用户提供的坐标点在“Word”中进行编辑，保留X坐标及Y坐标，并添加Z坐标，每个Z坐标值都设为0。把编辑好的坐标点保存为“.dat”格式。打开“UG”软件，进入“草图”模式，选择“样条”命令，依次选择“通过点”-“文件中的点”，选择编辑好的文件，生成铣刀型线。然后把生成的型线输出为“.dwg”或“.igs”格式。最后在“AutoCAD”或“I-DEAS”软件中进行铣刀设计。采用此种方式，输出的型线准确，相对效率较高，但该方法只能生成铣刀原型线，铣刀的中心线、公差带型线等需要手动输入。

! E# p$ }: v. e, w' m4 c; Z" C+ m" Q& p" h# U/ }; p+ l; {( F% e0 ]7 Y1 Y: u( A

图2 软件界面

7 E: a" l7 l7 g2 V 9 m' G l& A$ \. w/ _1 B& g) X8 a     ; b, H8 ^& R6 i2 m0 @, i% l       # A! s6 W/ X4 ~& w" m$ Z: I2 T 图3 软件生成的型线

型线输入方式的改进

从以上两种输入方式可以看出：采用手工输入效率低，容易出错；借助“UG”软件有一定的局限性，而且只使用“UG”的这一个功能也是对软件的一种浪费。因此，结合实际情况，我们利用“AutoCAD”中的“VBA”对“AutoCAD”进行二次开发， 开发适合研发所需的功能。“VBA”作为“AutoCAD”的二次开发工具，具有语法简单、功能强大等特点，二次开发出的软件界面如图2所示。 1 } T& }$ Q6 ~ N8 n6 f

把用户提供的坐标点在“Word”中进行编辑，仅保留X坐标及Y坐标，把编辑好的坐标点保存为“.txt”格式。在“AutoCAD”中运行“VBA”，载入软件。在软件中设置需要输出的型线选项，点击“确定”按钮即可，生成的型线如图3所示。采用铣刀原型线，而且铣刀的中心线、公差带型线、刀体型线等也可以根据选择同时输入；同时，根据需要，刀体型线的数控车程序的坐标点也可以生成，程序如下所示：

……

N12 G01 X205.48 Z29.23

N14 G01 X205.35 Z29.374 - j- i2 C+ c4 g# W- m2 w, l

N16 G01 X205.22 Z29.561 9 O+ u- }9 E$ e6 ]+ Q O. I

N18 G01 X205.11 Z29.747

…… 6 z% }. h+ h' H f

通过对“AutoCAD”进行二次开发，开发出适合我们所需的功能，充分发挥现有软件的功效，避免了软件的浪费。经过不同规格的螺杆转子铣刀型线输入的多次验证，二次开发的软件应用起来灵活方便，大大提高了螺杆转子铣刀型线输入的效率与准确率，为下一步的铣刀设计提供了保障，从而能够更快的为用户提供优质、高效的满意产品。