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1 引言
绘图模块不等齿距铣刀设计是一项专业性很强的工作，传统设计中过多地依赖于设计者的素质和经验，重复计算多，设计周期长，而采用计算机辅助设计，只需输入少量必要的原始参数及结构要求，系统就会在很短时间内，自动生成刀具的生产设计图。
2 计算程序设计
为了充分利用各种编程语言的优势，进行了混合编程。如在不等齿距端铣刀优化设计部分，利用可编译的、长于数字运算的C语言编程，接口程序则由Auto CAD开发工具之一的命令组文件写成；而在进行端铣刀参数化绘图时，利用Auto CAD内嵌的AutoLISP语言编写等，最后，将它们有效地连接与结合，就形成了具有友好界面、计算处理迅速的软件包，其结构流程如图1所示。 （图片）
图1 不等齿距端铣刀CAD结构流程图通过理论分析和试验结果表明[1]:不等齿距端铣刀除具有较明显的减振降噪功能外，它的最大优点是结构简单，便于制造，在保持传统端铣刀结构基本不变的前提下，仅须将端铣刀刀齿的分配规律加以调整，便于工具厂在原有的生产条件下尽快地适应新型刀具，并要在全面分析动态端面铣削的基础上，建立符合实际的铣削刀模型，且可根据一定的设计准则，采用优化设计的方法，获得较理想的刀齿分配规律。
设计时不等齿距端铣刀的数学模型以两笔者所著《新型减振端铣刀的研究》为理论依据，整个计算程序由C语言编制而成，整个设计计算程序由三个模块组成：
1）不等齿距端铣刀齿间角优化设计模块；
2）绘制端铣刀铣削力频谱图模块；
3）端铣刀切削角度转换模块。通过三个模块计算，系统将计算结果写成文本文件存入磁盘，然后根据流程进入Auto CAD系统，其设计计算流程如图2所示。（图片）
图2 端铣刀齿间角优化设计流程图3 数据库的建立
根据文献[2]设计端铣刀时，除输入必要的基本参数外，随着计算的进行，还要根据需要随时从各种图表中查找表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、配合公差等相关数据以及空刀槽、容屑槽等结构数据，在程序中这些数据被写成数据文件，以供计算机随时读取。
4 接口程序设计
端铣刀设计计算完成以后，将计算结果存入数据文件，其计算程序结束后，进入绘图程序，即启动Auto CAD进入绘图状态。由于C语言与Auto CAD分属不同系统，因此，如何将二者联系在一起是本软件的关键技术之一。我们利用AutoCAD提供的命令组文件写成的接口程序，成功地解决了从设计程序到绘图程序的过渡衔接，程序清单如下：
| 1 | (生成新图) | | 图形文件名 | (可缺省) | | (load“绘图文件名”) | 装入绘图程序) | | 绘图程序 | (运行绘图程序) |
上述的命令组文件由DOS的批处理文件调用，其格式为：
ACAD X<命令组文件名>
这样，系统就顺利进入AutoCAD,并可直接运行绘图程序。
5 参数化绘图的实现
本系统参数化绘图程序由Auto CAD系统内嵌的AutoLISP语言编制而成，AutoLISP语言为用户提供了一个COMMAND函数，通过COMMAND函数完成了AutoLISP与Auto CAD的接口，这是实现在AutoLISP程序中调用Auto CAD命令进行绘图的唯一途径。
AutoLISP程序读出存有不等齿距端铣刀设计计算结果的文本文件中的数据，经过必要的处理，然后由COMMAND函数调用LINE、PLINE、CIRCLE、ARC等命令，绘制端铣刀实体图形和尺寸线及图幅边框线；通过调用TEXT命令标注尺寸文本、技术要求及图面上所有的文字等，最后借助AutoLISP语言的其它一些功能最终完善图形编辑，形成完整的不等齿距端铣刀设计图，其主要过程如图3所示。（图片）
图3 不等齿距端铣刀图形编辑流程图不等齿距端铣刀的实体图形生成以后，系统停留在Auto CAD的COMMAND命令状态下，此时可以存盘，也可以将图形传送给绘图机，绘制生成不等齿距端铣刀工作图。
6结束语
本系统在386以上微型机上运行通过，支持软件为DOS6.22、TURBOC2.0及Auto CAD11.0等，本软件能在微机上实现f80mm～f500mm等9类不等齿距端铣刀的计算机辅助设计，刀具的设计从输入原始参数到在屏幕上显示完整的设计图只需3～4分钟，比传统的人工设计快几百倍，大大缩短了设计周期，提高了不等齿距端铣刀的设计精度，降低了端铣刀的设计成本，为增强产品的市场竞争力提供了强有力的设计工具，经济效益非常显著。
河北理工学院 刘凤利 石家庄铁道学院 李辉
12/2/2006
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