銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用

王旭 金成哲 王文凱 王冬旭

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)也處于高速發(fā)展過(guò)程中，當(dāng)前的機(jī)械加工技術(shù)以一種新的視野、新的方向不斷取得發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)以其獨(dú)特的高轉(zhuǎn)速、小切深等優(yōu)勢(shì)不斷應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)和加工改造過(guò)程中。在我國(guó)高速切削工序開展過(guò)程中，發(fā)揮著重要優(yōu)勢(shì)，同時(shí)優(yōu)于在機(jī)床加工時(shí)，其加工速度運(yùn)行非?？?、振動(dòng)頻率小，因此給整個(gè)加工系統(tǒng)都帶來(lái)了很好的穩(wěn)固效果，對(duì)于以往刀具磨損嚴(yán)重的情況得到了有效的改善，利用銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)銑刀可以大大提高設(shè)計(jì)效率，因此在發(fā)展過(guò)程中得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。下面本文就簡(jiǎn)述典型銑刀的分類，對(duì)其參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常利用的設(shè)計(jì)方式，進(jìn)一步對(duì)其每一個(gè)參數(shù)設(shè)置過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的分析介紹，從而對(duì)其參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常使用的CAD軟件及其應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工 高速銑削 銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì) CAD軟件

中圖分類號(hào)：TG714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（b）-0087-05

The Research Status and Application of Parametric Design of a Milling Cutter

Wang XuJin ChengzheWang WenkaiWang Dong xu

（Mechanical Engineering College of ShenYang Ligong University Liaoning Shenyang，110000，China）

Abstract：with the rapid development of science and technology in our country， in the process of machining technology is also in high speed development in our country， the current machining technology to a new vision and new direction for development and progress， mechanical processing technology with its unique advantage of high speed and small cutting depth constantly applied in mechanical design and processing in the process of transformation. In the process of high speed cutting process in our country to carry out， plays a very important advantage， better than in the machine tool processing at the same time， its processing speed is very fast， small vibration frequency， therefore has brought the whole machining system very good solid effect， tool wear for ever serious condition are improved effectively， using cutter parametric design method to design the cutter can greatly improve the efficiency of design， thus obtained rapid development in the process of development and application. Below this article briefly describes the typical classification of the milling cutter， the parametric design of often used in the process of design， further the process of each parameter is set by a detailed analysis is introduced， which is often used in the process of the parameter design of CAD software and its application examples are analyzed.

Key Words：Machine Work；High Speed Milling；Milling cutter，parametric design；CAD software

銑削加工是最常見最重要的切削加工方式之一。銑刀的性能直接影響切削加工的效率、精度和表面質(zhì)量，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此研究和改進(jìn)刀具的設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)機(jī)械制造業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義[1]。

在銑刀的參數(shù)設(shè)置過(guò)程中，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)都有很嚴(yán)格的要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須要充分的利用工程關(guān)系以及幾何關(guān)系來(lái)開展參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程，同時(shí)在參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要綜合考慮到整個(gè)銑刀設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)，不能夠僅考慮尺寸、工程參數(shù)等這些基本數(shù)據(jù)的初值，還必須要在每一次的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)其發(fā)生的改變以及帶來(lái)的影響效果進(jìn)行詳細(xì)的分析，充分的尋找這兩者之間的關(guān)系，進(jìn)一步能夠把握參數(shù)基本元素之間的關(guān)系，比如最基本的可變參數(shù)和不可變參數(shù)需要正確劃分，進(jìn)一步對(duì)其參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而能夠在可變參數(shù)不斷作用的基礎(chǔ)上，保證系統(tǒng)所必需的不可變參數(shù)的參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程，建立相應(yīng)的參數(shù)變化模型，從而保證各個(gè)參數(shù)都在設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，充分的展現(xiàn)銑刀參數(shù)的優(yōu)良化設(shè)計(jì)需要[2]。

采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)用戶界而直接輸入?yún)?shù)后，系統(tǒng)自動(dòng)生成相應(yīng)的銑刀三維模型，這樣就大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期。

1 銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)的常用方法

多年來(lái)，關(guān)于參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的研究，取得了很大的進(jìn)展，也形成了幾種比較成熟的方法，主要有基于幾何約束的變量幾何法、基于幾何推理的人工智能方法以及基于生成歷程的過(guò)程構(gòu)造法等[3-4]。

1.1 基于幾何約束的變量幾何法

這是一種面向非線性方程組整體求解的代數(shù)方法。它將幾何形狀定義為一系列的特征點(diǎn)，將約束關(guān)系轉(zhuǎn)換成以特征點(diǎn)坐標(biāo)為變量的非線性的約束方程組，當(dāng)約束發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)Newton-Raphson法迭代求解方程組，求出一系列新的特征點(diǎn)，從而生成新的幾何模型。

在參數(shù)幾何變量研究過(guò)程中，需要對(duì)其兩個(gè)非常重要的幾何變量概念準(zhǔn)確把握，一個(gè)是約束條件，一個(gè)是自由度，這是兩個(gè)非常重要的影響限制因素[5]，約束條件是對(duì)幾何元素的大小、位置等進(jìn)一步約束限制的標(biāo)準(zhǔn)，比如尺寸大小約束條件、幾何方向、位置等約束條件等，都是基本的約束條件，通過(guò)利用約束條件可以將參數(shù)設(shè)計(jì)大小、位置等進(jìn)一步準(zhǔn)確確定，縮小了設(shè)計(jì)范圍，提高了設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率。

1.2 基于幾何推理的人工智能方法

這種設(shè)計(jì)方法的一個(gè)最重要的中心思想就是利用邏輯推理方式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)利用幾何邏輯推理方式，能夠從不規(guī)則的約束條件中找到規(guī)則的約束條件，并且有效的應(yīng)用于設(shè)計(jì)研究過(guò)程中，利用得出的推理結(jié)論能夠?qū)⑵渥鳛樾碌难芯吭O(shè)計(jì)起點(diǎn)，這樣就可以將所有得出的推理研究結(jié)論和規(guī)則形成一個(gè)重構(gòu)的過(guò)程，并且提出符合設(shè)計(jì)要求的幾何體，當(dāng)前采用比較廣泛的以后總?cè)斯ぶ悄艿湫蛥?shù)設(shè)計(jì)方式就是Adefeld法[6-8]。這種設(shè)計(jì)研究方式的一個(gè)非常重要的特征就是智能化，這是一個(gè)非常好的優(yōu)點(diǎn)，這種設(shè)計(jì)方式的表達(dá)過(guò)程是更簡(jiǎn)潔、更加直觀，能夠有效的降低幾何設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的不穩(wěn)定循環(huán)影響，但是與此同時(shí)，由于整個(gè)系統(tǒng)是比較龐大的，因此在運(yùn)行過(guò)程中，速度相對(duì)慢一點(diǎn)，并且對(duì)于循環(huán)約束處理，當(dāng)前還缺乏統(tǒng)一的解決方法，有待于進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

1.3 基于生成歷程的過(guò)程構(gòu)造法

這種參數(shù)化設(shè)計(jì)方式采用的是一種高新的研究方式，被稱為是參數(shù)化履歷（Parametric History）的機(jī)制，在研究過(guò)程中，通過(guò)認(rèn)真記錄幾何體素在圖形結(jié)構(gòu)中的連接順序和內(nèi)在關(guān)系，能夠有效的將設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖充分展示，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用變量幾何法在求解非線性方程組的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)探索，也正因?yàn)槿绱耍@種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，通常需要利用建立三維立體模型，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)其相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)范圍加以合理控制和把握，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用一些比較簡(jiǎn)單的體素，比如長(zhǎng)方體、正方體、球體等結(jié)構(gòu)，然后在設(shè)計(jì)過(guò)程中，只要能夠正確的測(cè)量出各個(gè)體素結(jié)構(gòu)的尺寸大小以及各個(gè)參數(shù)要素之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，就可以直接形成體素模型結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)已經(jīng)形成的體素結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行變量幾何法參數(shù)設(shè)計(jì)和研究，能夠?qū)ζ湓O(shè)計(jì)參數(shù)的尺寸大小、位置、方向等在約束條件范圍內(nèi)加以生成，同時(shí)在研究過(guò)程中，由于其利用的結(jié)構(gòu)是三維模型，因此在參數(shù)研究過(guò)程中，可以將其作為一個(gè)一個(gè)簡(jiǎn)單的體素模型結(jié)構(gòu)組成，然后就將其子模型經(jīng)過(guò)多次組合運(yùn)算后形成一個(gè)完整的體素結(jié)構(gòu)模型，這也是充分的利用了三維模型結(jié)構(gòu)都含有一級(jí)子模型、兩級(jí)子模型或多級(jí)子模型的特征加以發(fā)展形成的[9-10]。同時(shí)在參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中需要準(zhǔn)確的對(duì)一些比較簡(jiǎn)單的體素，比如長(zhǎng)方體、正方體、球體等結(jié)構(gòu)的體素特征和尺寸大小，及其轉(zhuǎn)換到平面后的尺寸大小進(jìn)行準(zhǔn)確把握，比如長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)最重要的三個(gè)尺寸大小就是長(zhǎng)、寬和高的三項(xiàng)要素的尺寸大小，再比如球體的結(jié)構(gòu)最重要的一個(gè)尺寸大小就是半徑這一項(xiàng)要素的尺寸大小，只有準(zhǔn)確的測(cè)定了體素結(jié)構(gòu)各個(gè)要素尺寸大小、位置等，才能夠保證銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)的高效性。

2 銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)的常用軟件及應(yīng)用實(shí)例

常用的參數(shù)化設(shè)計(jì)CAD軟件中，主流的應(yīng)用軟件有Pro/Engineer、UGNX、Solidworks和CATIA四大軟件，四大軟件各有特點(diǎn)并在不同的領(lǐng)域分別占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。

2.1 Pro/Engineer

Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一。Pro/Engineer操作軟件還提供了Pro/TOOLKIT程序設(shè)計(jì)工具包。該工具包使設(shè)計(jì)者可通過(guò)C程序代碼來(lái)調(diào)用Pro/ENGINEER中的底層函數(shù)，并可設(shè)計(jì)出便捷的人機(jī)對(duì)話界面，與Pro/ENGINEER實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，從而大大提高系統(tǒng)的使用效率[11]。

（1）主偏角為45°的可轉(zhuǎn)位面銑刀，四川大學(xué)的唐才學(xué)等利用Pro/TOOLKIT建立了該系列面銑刀的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)[12]。該系統(tǒng)采用的是同步模式，整個(gè)軟件是一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）文件，在Pro/E啟動(dòng)后，加載這個(gè)文件，該系統(tǒng)才能運(yùn)行。首先，在Visual C++中建立DLL文件，之后確定包括刀尖伸出量、鍵槽的高度和寬度、銑刀的直徑等12個(gè)重要尺寸設(shè)為參數(shù)。然后采用Visual C++ 6.0來(lái)完成系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)。之后讀取和修改面銑刀原始模型中參數(shù)。最后用Pro/TOOLKIT中提供的函數(shù)ProSolidRegener-ate來(lái)完成模型的再生，它直接負(fù)責(zé)模型的重新生成[13]。結(jié)果如圖1所示。

（2）復(fù)雜螺旋面成型銑刀，浙江水利水電學(xué)院的王鐵流等根據(jù)螺旋面的成型原理，利用應(yīng)用比較普遍的Pro/E三維CAD軟件，給出了一種集計(jì)算、三維實(shí)體設(shè)計(jì)和干涉校驗(yàn)一體化的設(shè)計(jì)方法和步驟[14]。根據(jù)已知的工件外形尺寸和螺旋面參數(shù)進(jìn)行螺旋面工件建模，計(jì)算消除過(guò)渡表面的條件。然后建立完整的包絡(luò)面，同時(shí)使工件法向截形輪廓平緩、對(duì)稱地朝向上方來(lái)確定銑刀的安裝位置，截交線與相切圓的切點(diǎn)即為接觸點(diǎn)，使截形曲線繞銑刀中心線旋轉(zhuǎn)360°即可做出銑刀廓形的回轉(zhuǎn)面。最后進(jìn)行干涉校驗(yàn)完成參數(shù)化設(shè)計(jì)。

（3）木工槽銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)，東北林業(yè)大學(xué)的王敏珠等進(jìn)行了一種木工槽銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)[15]。見圖2，對(duì)于該銑刀的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)說(shuō)，外部參數(shù)只是一個(gè)變量。要用該變量來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，還需要通過(guò)特定的函數(shù)和C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編輯和定義，并編譯為相應(yīng)的可執(zhí)行程序，以實(shí)現(xiàn)利用參數(shù)化方法驅(qū)動(dòng)新模型的再生。

2.2 Unigraphics NX

UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。

UG/Open二次開發(fā)模塊為UG軟件的二次開發(fā)工具集，用來(lái)進(jìn)行UG的二次開發(fā)工作，利用該模塊用戶可對(duì)UG系統(tǒng)進(jìn)行用戶化剪裁和開發(fā)，滿足用戶的開發(fā)需求。UG/Open包括以下五個(gè)部分：UG/Open Menuscript開發(fā)工具，它可以對(duì)UG軟件操作界面進(jìn)行用戶化開發(fā)，無(wú)須編程即可對(duì)UG標(biāo)準(zhǔn)菜單進(jìn)行添加、重組、剪裁或在UG軟件中集成用戶自己開發(fā)的軟件功能；UG/OpenUIStyIe則可以用來(lái)創(chuàng)建人機(jī)交互界面，利用該工具，用戶可為UG/Open應(yīng)用程序開發(fā)獨(dú)立于硬件平臺(tái)的交互界面；UG/Open API開發(fā)工具，提供UG軟件直接編程接口，支持C、C++、Fortran和Java等主要高級(jí)語(yǔ)言；UG/Open GRIP開發(fā)工具是一個(gè)類似APT的UG內(nèi)部開發(fā)語(yǔ)言，利用該工具用戶可生成NC自動(dòng)化或自動(dòng)建模等用戶的特殊應(yīng)用[16]。

（1）整體球頭銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，哈爾濱理工大學(xué)的張輝等[17]首先就柱面上等導(dǎo)程螺旋線，球面上等導(dǎo)程螺旋線，退刀槽掃掠曲線，刀具截面幾何參數(shù)等進(jìn)行球頭銑刀參數(shù)優(yōu)化分析。然后利用UG/Open開發(fā)工具[18-19]，采用C++編程語(yǔ)言，并結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)球頭銑刀建模過(guò)程中的關(guān)鍵幾何參數(shù)，參數(shù)值與變量一一對(duì)應(yīng)。之后是參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟：自定義菜單的創(chuàng)建，UI對(duì)話框和MFC對(duì)話框的設(shè)計(jì)，對(duì)話框應(yīng)用程序的編寫，用UG/Open Grip開發(fā)參數(shù)化設(shè)計(jì)程序，利用MFC資源實(shí)現(xiàn)兩層C/S結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問。利用上述開發(fā)的軟件系統(tǒng)，通過(guò)用戶交互界面修改相關(guān)參數(shù)，成功實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)刀具模型的建立。圖3為建模實(shí)例。

（2）TC18鈦合金銑削加工專用硬質(zhì)合金平底立銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)。

西北工業(yè)大學(xué)的韋建偉等介紹了TC18鈦合金銑削加工專用硬質(zhì)合金平底立銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)的一般方法，建立了平底立銑刀參數(shù)化模型，（見圖4）并基于UG環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了兩種MFC接口調(diào)用，拓展了UG/Open API的開發(fā)功能，利用InstallShield制作了TC18欽合金銑削加工專用硬質(zhì)合金平底立銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件安裝包[20]。

2.3 SolidWorks

SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)，它全面采用非全約束的特征建模技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中的任何環(huán)節(jié)修改設(shè)計(jì)，同時(shí)牽動(dòng)相關(guān)部分的改變。為了方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)SolidWorks提供了幾百個(gè)API函數(shù)，這些函數(shù)就是SolidWorks的OLE或者COM接口，通過(guò)這些接口，就可以使用VB /VBA/VC/Delphi等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，建立需要的、專用的SolidWorks功能模塊[21]。

對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā)，一般采用以下兩種方法：

一種是模擬實(shí)際建模過(guò)程——通過(guò)SolidWorks軟件提供的API函數(shù)，通過(guò)選擇基準(zhǔn)面，建立草圖，進(jìn)行特征操作等一系列同實(shí)際建模過(guò)程相同的步驟，得到所需要的實(shí)體模型。使用這種方法，每個(gè)步驟完成之后都需要詳細(xì)計(jì)算所需要的點(diǎn)、線、面的坐標(biāo)用于下一步的選擇[22-23]。這種方法適用于結(jié)構(gòu)形狀不一致，但建模使用的特征較少的三維模型（如主軸、組合夾具等）的建模過(guò)程。

第二種方法是修改標(biāo)準(zhǔn)模版一通過(guò)SolidWorks建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三維模型實(shí)例，對(duì)互相聯(lián)系的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立三維模型圖形庫(kù)。通過(guò)API函數(shù)，對(duì)其中的驅(qū)動(dòng)尺寸進(jìn)行修改，得到所需要的實(shí)體模型[24]。

（1）成形銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)，河北建筑工程學(xué)院的劉春東等首先用阿基米德螺旋曲線設(shè)計(jì)成形銑刀刀齒齒頂?shù)囊粋€(gè)齒。然后進(jìn)行成形銑刀程序設(shè)計(jì)，包括創(chuàng)建成形銑刀齒形的掃描草圖，利用掃描特征生成齒形三維圖，容屑槽的繪制，圓周陣列容屑槽4部分。最后利用SolidWorks內(nèi)部所含的VBA開發(fā)成形銑刀，并在VBA建立用戶界面，如圖5，在用戶界而上添加各種控件，建立友好的符合一般用戶習(xí)慣的人機(jī)界面[25]。

（2）四刃球頭銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)西華大學(xué)的吳小東等采用仿形面切除法，通過(guò)以下的建模過(guò)程可以建立出三維實(shí)體模型，并以二維圖中的尺寸作為建模時(shí)的驅(qū)動(dòng)尺寸，對(duì)建模過(guò)程中的其它尺寸進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到參數(shù)化設(shè)計(jì)的模版[26]。建模過(guò)程如圖6。

2.4 CATIA

CATIA （Computer-graphics Aided Three-dimensi-onal Interactive Application），是法國(guó)Dassauit公司于1975年起開始發(fā)展的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一體化軟件；它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、三維建模、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖的生成到加工生產(chǎn)成產(chǎn)品的全過(guò)程；CATIA不但能夠保證企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)部門之間的協(xié)同設(shè)計(jì)功能，而且還可以提供企業(yè)整個(gè)集成的設(shè)計(jì)流程和端對(duì)端的解決方案[27-28]。

CATIA的二次開發(fā)方式主要有兩種，一種是采用CAA C++技術(shù)，另一種是采用CAA AUTOMATION技術(shù)：CAA （Component Application Architecture）C++是CATIA的一整套C++函數(shù)庫(kù)，該函數(shù)庫(kù)在CATIA運(yùn)行時(shí)加載，通過(guò)安裝RARE （Rapid Application Development Environment）模塊，用戶可以在VC++編程環(huán)境下編制程序，與CATIA進(jìn)行通信；Automation技術(shù)是建立在COM基礎(chǔ)之上，由OLE Automation （Object Linking and Embedding Automation）發(fā)展而來(lái)[29]?；贑AA C++的開發(fā)自由度大、開發(fā)難度大，而OLE Automation在用戶定制等方面有所局限，但開發(fā)技術(shù)難度相對(duì)容易，兩者底層技術(shù)相同，開發(fā)時(shí)可以完全相互協(xié)調(diào)和集成[30]。

特殊類型立銑刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)。和普通的立銑刀相比較，這種銑刀結(jié)構(gòu)是一種比較特殊的銑刀設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，能夠利用不等齒間角、變螺旋角等多個(gè)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行很好的參數(shù)化設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)置，利用這些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，能夠有效的降低對(duì)整個(gè)立銑刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的影響，保證了結(jié)構(gòu)的多樣性，其應(yīng)用范圍不斷拓展。

西南交通大學(xué)的王景平等首先進(jìn)行周齒螺旋刃線通用數(shù)學(xué)模型，周齒端截形通用數(shù)學(xué)模型的建立。特殊類型立銑刀參數(shù)化幾何建模采用面向?qū)ο蟮姆绞剑纬芍荦X螺旋槽類、周齒后刀面類等7個(gè)刀齒子特征類；通過(guò)選擇不同類進(jìn)行實(shí)例化組合而形成完整的刀齒特征。之后進(jìn)行刀齒建模，如圖7所示，立銑刀的刀齒特征幾何建模主要分為三個(gè)步驟：首先根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)；基于數(shù)學(xué)模型得到一系列離散的刀齒截形并得到由刃線生成的引導(dǎo)線；然后將截形沿引導(dǎo)線進(jìn)行多截面實(shí)體放樣；最后將立銑刀毛坯體與多截面放樣得到的實(shí)體進(jìn)行布爾運(yùn)算得到刀齒特征。在數(shù)學(xué)模型和幾何建模方法研究的基礎(chǔ)上；以CATIA CAA （Component Application Architecture）二次開發(fā)工具為支撐平臺(tái)；結(jié)合Visual Studio 2010和Oracle 11g搭建特殊類型立銑刀三維參數(shù)化建模系統(tǒng)[31]。

3 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)述了參數(shù)化設(shè)計(jì)的常用方法，分析了銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)常用的CAD軟件的及其應(yīng)用實(shí)例?，F(xiàn)階段參數(shù)化設(shè)計(jì)都是先建立數(shù)學(xué)模型，用戶界面的參數(shù)關(guān)聯(lián)，輸入變量以后運(yùn)行系統(tǒng)程序生成銑刀的三維模型。

在已知刀具三維模型，要求將銑刀優(yōu)化或者派生出同類型的一系列銑刀的情況下，往往需要重新進(jìn)行參數(shù)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。如果可以由銑刀三維模型的一系列簡(jiǎn)單操作直接生成參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將更進(jìn)一步的提高設(shè)計(jì)效率，使操作更加簡(jiǎn)單直觀。這將是以后Pro/E，UG這類CAD軟件在銑刀參數(shù)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)用戶界而直接輸入?yún)?shù)后，系統(tǒng)自動(dòng)生成相應(yīng)的銑刀三維模型，這樣就大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期。

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