UG建模中铣刀螺旋槽沟型的设计方法
郁小利
(陕西关中工具制造有限公司 721400)
摘要:介绍应用UG 参数建模技术对立铣刀螺旋槽沟型的设计。
关键词:铣刀;UG NX;参数化;三维建模
一、 引言
铣刀螺旋槽沟型的设计关键是几何参数的选择,铣刀的种类繁多,而且随着被加工材料的变化,其参数也需要重新设计,如何做到设计快捷、准确呢,应用SIEMENS公司的UG 中的参数化建模技术可以更好的做到这一点。且设计准确、直观。
二、 建立表达式:
铣刀的螺旋槽与铣刀直径和螺旋升角有一定的关系,具体为:
L=πD/tanβ,其中π=, β=°, L▬螺旋线导程。
D▬铣刀直径。因为UG中不认中文,在这里暂时设定(为了讨论问题方便,把各项都设为恒定,不用单位)pi=, beta=β=, D=50(以φ50锥柄立铣刀为例)。
打开UG程序,进入到三维建模模块,点击“工具”栏下拉菜单中“表达式”命令,输入参数如
下表:
表(1)
点击“确定”按钮,系统将生成各种参数值以及参数之间的关系。
三、建立螺旋线:
1、以φ50x75x200锥柄立铣刀为对象绘制草图如下图:
图(1)
2、草图几何约束如表(2):
表(2)
3、点击“完成草图”命令,进入三维建模环境:
点击“旋转”按钮,选择Z轴为旋转轴,取坐标原点为中心点,得到如下实体
:
图(2)
4、建立螺旋线:由表达式可知,φ50锥柄立铣刀的螺旋线导程为171,由草图可知其刃部长度为75(考虑到铣刀颈部的刀痕,实际输入值为75+8)点击“插入”,在其下拉菜单中,点“曲线”中的“螺旋线”命令,输入参数,按“确定”按钮生成螺旋线。如图(3)。
5、绘制螺旋槽沟型草图:铣刀的沟型与齿数Z、刃宽、折背深度,沟深、沟底圆弧半径有一定的关系,在这里以φ50锥柄立铣刀为例,进行说明。具体参数为:铣刀半径R=25;齿数Z=4;齿形角=360°/4=90°;刃宽B=2;折背深K=2;沟深H=11;前角γ=18°;沟底圆弧半径r=4;刃长L=75.选铣刀端面为基准平面绘制草图。
图(3)
修剪后如下图:
移动变换后如上图
1
表(4)
上表是草图完成后的约束情况。完成后的图如下:
6、沿螺旋线扫掠:
①、添加扫掠用辅助线如图:
②、扫掠如下:点击“插入”栏下拉菜单中“扫掠”中的“扫掠”命令,以Z轴为矢量方向,以齿型曲线和辅助线组成的封闭图形ABCDEA为对象“曲线”,以螺旋线为引导线进行扫掠。如下图:
7、对扫掠对象进行圆形阵列、求差得到完整的铣刀齿型:
8、对铣刀颈部的刀痕进行处理:
修剪后如下图:
采用同样的办法处理其它沟槽,最终完成¢50锥柄立铣的螺旋槽沟型。
四、 结束语:本文着重讨论了UG 三维建模中铣刀的螺旋槽沟型设计方法,此办法克服了以前铣刀沟型设计中不能做到准确、直观,而且都只是平面的东西多,只能靠想象这一弊端,运用UG三维建模可以准确的直观的进行设计,对刀齿的厚度、强度可以做到极限。如铣刀圆柱刃前角,要多大可做到多大;调整沟深H、沟底圆弧半径r可以改变齿型,以保证刀齿强度。运用此办法还可以建立铣刀数据库,针对不同加工材料进行优化设计。
作者地址:陕西关中工具有限公司技术部
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