【正文】 變形 Fig . Stress Fig . The Displacement 靈敏度分析1．局部靈敏度分析定義設計參數(shù)，建立、運行靈敏度分析任務，顯示局部靈敏度分析結果同二齒平頭立銑刀的步驟一樣，不再祥述。 Fig DXH2ZR1_DRGC1 芯厚1Fig DXH1ZR1_DRGC1。2． 從變形圖來看，刀齒在切向力的方向上的變形最大，這和刀齒所受切向方向的力最大有關。計算機圖形功能使設計者可用多種辦法研究物體：將物體在計算機屏幕上旋轉、將其分成幾段、將物體局部放大以仔細研究以及在運動程序的幫助下研究機構的運動。可使用多種不同辦法在計算機屏幕上生成圖形。在用這種方法時，待分析物體用很多有壓力及彎曲特征的小元素組成的模型表示。他們可以生成三維零件圖并且可以無限制地修改以獲得所需的結果。實體模型是最復雜的建模層次，并且用于建立實體模型的程序在一段時期內(nèi)只用在大型計算機上。CAD/CAM是一個統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)，其中CAD部分是在計算機內(nèi)與CAM連接在一起的。在航空航天工業(yè)中，要用CAD/CAM處理器完成航天器設計，系統(tǒng)必須能夠容納從不同用戶處得到的新的數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的修改。CAD/CAM技術是朝向未來工廠設計方向邁出的重要一步。如果在一部臺式計算機平臺上能實現(xiàn)自動優(yōu)化設計，那就可以節(jié)省大量的時間和金錢。優(yōu)化設計程序將允許工程師們監(jiān)督該設計步驟和進度，必要時停止設計，改變設計條件和重新開始。此外，工程師們應該能夠通過多學科的不同類型的優(yōu)化分析使多種約束條件結合起來。AutoCAD軟件可根據(jù)需要多次復制所需模型的形狀和幾何尺寸，快速自動地進行剖面填充及尺寸標注。這些數(shù)據(jù)也可被傳送給繪圖機，打印出常見的圖紙，通過直接連接到計算機輔助制造機床或電話線傳到地球的任何地方。除了最初購買CAD工作站的花費，CAD的唯一缺點是它是一個小軟件，而它能容易被克服。 a task which is performed by the puter, the deflections of the object can be displayed on the puter screen by generating animation of the model.With any of these methods, or other which are used, the CAD system generates at the design stage a single geometric data base which can be used in all phases of the design and later in the manufacturing, assemble, and inspection processes.CAD/CAM SystemsComputeraided design (CAD) means the use of a puter to assist in the design of an individual part or a system, such as an aircraft. The design process usually involves puter graphics.Computeraided manufacturing (CAM) means the use。修改計算機以某種便于修改的形式存儲數(shù)據(jù)并且不斷地提供反饋給用戶。最明顯的位置是監(jiān)視器。用計算機計算零件的變形量是一個重要功績。為了使產(chǎn)品從簡單輪廓圖形到三維實體模型系統(tǒng)化、系列化，設計者必須廣泛接觸設計目標和特性約束條件。第二步，定義優(yōu)化目標和響應約束。這樣一種方法使得即使是很簡單的設計任務也變的困難，因為通常它要花更長的時間，需要廣泛的人一機交互配合，且偏于用設計組的經(jīng)驗來設計。當CAM系統(tǒng)中涉及數(shù)控檢驗程序以及加工時要求同時觀測零件的變化狀況時，固體幾何模塊描述就很重要。單個數(shù)據(jù)庫從實質上減少了認為誤差，極大的縮短了從產(chǎn)品設計構想到制造出最終產(chǎn)品所需的時間。計算機輔助制造（CAM）意思是用計算機來幫助制造零件。一旦這樣生成后，模型就可以被渲染，使得圖形看上去更逼真。為了有利于工程設計的變化，可使用帶有自動尺寸變化的系統(tǒng)對零件進行尺寸標注。采用成組技術可使工廠減少所用零件得數(shù)量，并使零件在工廠中的制造、運輸效率更高。計算機生成的圖形是線框圖線。盡管CAD系統(tǒng)并非一定要包含計算機繪圖，但能將設計的產(chǎn)品顯示在屏幕上是CAD系統(tǒng)的最有價值的特征之一。從優(yōu)化后模型的受力和變形分析中可以看出相比優(yōu)化前，模型所受應力和變形有所下降，這說明我們所得出的結果符合實際情況，結果很合理。3. 全局靈敏度分析步驟與二齒平頭立銑刀全局靈敏度分析一樣，在此也不細說。 靜態(tài)分析劃分網(wǎng)格與靜態(tài)分析的過程與二齒平頭立銑刀一樣，在這也不細述了。 優(yōu)化前 優(yōu)化后 Before optimization After optimization 二齒球頭立銑刀建模及有限元分析過程1. 建模過程和二齒平頭立銑刀建模過程一樣，采用混成法建立三維模型，然后陣列以得到最終的模型，與之不同的是在利用混成法掃溝槽的時候，二齒平頭立銑刀僅用了兩步混成，而二齒球頭立銑刀用了多步混成才實現(xiàn)了建模，然而，原理是一樣的，在此就不再贅述了。運算信息最后給出優(yōu)化結果。f. 單擊Goal右側的Select按鈕，我們選擇測量值max_stress_vm。l. 單擊OK按鈕完成結果窗口的定義。d. 選擇上方工具欄中的圖標 。a. 選擇圖標 ，系統(tǒng)彈出Analyse and Design Studies對話框。具體方法如下：左鍵單擊圖ZGAM_STRESS，選擇FormatGraph，出現(xiàn)Graph Window Options對話框。f. 定義ZALF1結果窗口。e. 單擊Accept按鈕完成局部靈敏度的定義，返回到分析設計研究對話框，新建的靈敏度分析任務已經(jīng)出現(xiàn)在對話框中。b. 單擊Create ...按鈕新建一個設計參數(shù)，系統(tǒng)彈出設計參數(shù)對話框。 進行局部靈敏度分析，可以較容易地知道那些參數(shù)對性能影響較大，從而縮小研究范圍。 結果定義 （3）單擊ok按鈕完成應力結果窗口定義。 靜態(tài)分析1. 網(wǎng)格劃分：（1） 改變AutoGEM參數(shù)設置：點選“自動幾何設置”，打開AutoGEM SETTING對話框，再次對話框的中上部選擇Limits，然后將允許的最小角度由原來的值5都改為16，單擊ok完成設置的修改。 二齒立銑刀有限元分析過程[３，５，10］?！耙话?，草繪截面，完成”然后選擇“光滑，完成”再選草繪平面“TOP面，正向，缺省”進入草繪界面。芯厚1 ( dx1 )DXH1芯厚2 ( dx2 )DXH2容屑槽半徑( r1 )R12齒背弧半徑( r2 )R26切削刃長（l2）L2303．螺旋溝槽2及周刃后角設計 。實踐證明不對稱順銑用于加工不銹鋼和耐熱金屬時，可是切削速度提高40%～60%，并可減少硬質合金的熱烈磨損。實踐表明，順銑時，銑刀使用壽命比逆銑提高2～3倍，表面粗糙度也可減小。（210HV左右）和模具鋼（370HV左右）作為被加工材料，選用立銑刀材料。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼(CBN) 。（3）優(yōu)化設計分析：在基本分析的基礎上，用戶指定研究目標、約束條件、設計參數(shù)，然后在參數(shù)的給定范圍內(nèi)求解出滿足研究目標和約束條件的最佳方案。 基于Pro/M的有限元分析任務在Pro/M中，將每一項能夠完成的工作稱之為設計研究。 有限元分析（Pro/MECHANICA）簡介Pro/MECHANICA是美國PTC（Parametric Technology Coporation，參數(shù)技術公司）開發(fā)的有限元軟件。一旦網(wǎng)格劃分完成，模型可以輸出到先導FEA程序中。滿足工業(yè)上使用物理模型作為新設計起點的需求。能夠使產(chǎn)品的設計人員從圖紙、照片、透視圖或者任何其它二維圖象中快速的生成一個三維模型。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。1. 主要特性 CAE子系統(tǒng)框架Fig . The Framework Of CAE Subsystem 基于Pro/MECHANICA的有限元分析原理 Pro/ENGINEER軟件簡介1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。其主要功能是基于Pro/ E強大的參數(shù)化功能，在Pro/ Toolkit的模塊環(huán)境中，實現(xiàn)了立銑刀三維造型的參數(shù)化設計。本課題提出了“基于Pro/MECHANICA的立銑刀有限元分析”的研究課題。（2）基于知識的智能化系統(tǒng) 未來的CAM系統(tǒng)不僅可繼承并智能化地判斷工藝特征，而且具有模型對比、殘余模型分析與判斷功能，使刀具路徑更優(yōu)化，效率更高。 CAM系統(tǒng)概述CAM中的核心技術是數(shù)控技術，編制零件加工程序是數(shù)控技術應用的重要環(huán)節(jié)，靠手工編程無法滿足復雜零件數(shù)控加工的需求，50年代初期，美國開始了數(shù)控自動編程技術APT語言的研究，形成了早期的CAM系統(tǒng)；如20世紀60年代開發(fā)的編程機及部分編程軟件∶FANUC、Siemens編程機。在CAE分析軟件開發(fā)方面，我國目前至少落后于美國等發(fā)達國家十年。通過CAE與CAD、CAM等技術的結合，使企業(yè)能對現(xiàn)代市場產(chǎn)品的多樣性、復雜性、可靠性和經(jīng)濟性等做出迅速反應，增強了企業(yè)的市場競爭能力。 CAE系統(tǒng)的主要功能產(chǎn)品的生產(chǎn)過程均可分為初步設計、詳細設計、生產(chǎn)準備和制造四個階段。對設計模型進行仿真和分析，模擬真實環(huán)境中的工作狀況進行分析和判斷，以盡早發(fā)現(xiàn)設計缺陷（如：零件結構中應力、應變分布是否合理、運動副運動中的干涉狀況等）和潛在的失敗因素，提前進行改善和修正，從而有效地減少了設計周期，也為優(yōu)化設計奠定了良好的基礎。軟件系統(tǒng)是由支持軟件和應用軟件組成。CAM（Computer Aided Manufacture）可完成自動生成零件加工的數(shù)控代碼，并可進行加工過程的動態(tài)模擬、干涉和碰撞檢查等。CAE技術比起CAD、CAM發(fā)展得晚，在20世紀6070年代，處于探索階段，有限元技術主要針對結構分析問題進行發(fā)展，以解決航空航天技術發(fā)展過程中所遇到的結構強度、剛度以及模擬實驗和分析。50年代后半期出現(xiàn)了光筆，由此開始了交互式計算機圖形學的研究。從此以后，CAD技術與CAM技術便相輔相成地發(fā)展起來，在過去的40多年中，CAD/CAM技術經(jīng)歷了如下四個主要發(fā)展階段【14~15】：① 20世紀50年代的初始準備階段美國麻省理工學院(MIT)于1950年在“旋風”計算機上采用陰極射線管(CRT)做成圖形終端，并能顯示圖形。30年來，工業(yè)發(fā)達國家的CAD技術不斷創(chuàng)新、完善，逐步發(fā)展形成一個從研究開發(fā)、生產(chǎn)制造到推廣應用和銷售服務的完整的高技術產(chǎn)業(yè)。機構分析能完成機構內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計算，機構的運動模擬及機構參數(shù)的優(yōu)化。硬件系統(tǒng)是由計算機及其外圍設備和網(wǎng)絡組成。機器的運動仿真及分析，是采用CAD系統(tǒng)的應用軟件。大力推進我國計算機輔助工程技術的科學研究和工業(yè)化應用勢在必行[17]。就CAE技術的工業(yè)化應用而言，西方發(fā)達國家目前已經(jīng)達到了實用化階段。我國的計算機分析軟件開發(fā)是一個薄弱環(huán)節(jié)，嚴重地制約了CAE技術的發(fā)展。提高我國工業(yè)企業(yè)的科學技術水平，將CAE技術廣泛應用于設計與制造過程還是一項相當艱巨的工作。系統(tǒng)將能夠按照工藝要求自動識別并提取所有的工藝特征及具有特定工藝特征的區(qū)域，使CAD/CAE/CAM的集成化、自動化、智能化達到一個新的水平。Pro/E是一套具有優(yōu)秀的三維造型功能、強大的參數(shù)化設計和同意數(shù)據(jù)庫管理等特點的CAD軟件。（2）CAD子系統(tǒng)：基于Pro/ E開發(fā)環(huán)境，利用Pro/ Toolkit和ACCESS開發(fā)工具Visual C++“CAD子系統(tǒng)”。靈敏度分析是對優(yōu)化設計作鋪墊，優(yōu)化設計是由用戶指定研究目標、約束條件、設計參數(shù)，然后在參數(shù)的給定范圍內(nèi)求解滿足研究目標和約束條件的最佳方案。例如：設計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 （3）裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結構能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。 Pro/PERSPECTASKETCH Pro/SCANTOOLS對Pro/ENGINEER中創(chuàng)建的實體模型和薄壁模型進行自動的有限元網(wǎng)格劃分，能夠使擁護快速的評價不同描寫在各種條件下的不同模型構造。除此以外還有很多模塊，由于篇幅限制，就不贅述了。使用Pro/MECHANICA不需要較深的有限元知識，用戶只要略懂材料屬性和應力應變基礎就可以進行復雜模型的分析工作。用戶可以用靈敏度分析來研究哪些設計參數(shù)對模型的應力或質量影響較大。刀具材料的發(fā)展， 高速切削技術發(fā)展的歷史，也就是刀具材料不斷進步的歷史。 刀具材料的選擇依據(jù)切削工具的硬度必須是工件硬度的2~4倍。由于銑刀刀刃切入工件時的切削厚度不同，刀齒與工件的接觸長度不同，所以順銑和逆銑時給銑