什么是cad的刀位数据

CAD即计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)。

利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称cad。

在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。

在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

cad能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量.CAM(computerAidedManufacturing，计算机辅助制造):利用计算机来进行生产设备管理控制和 *** 作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。

一、创建刀具几何结构参数数据库

在实际加工应用中，需要对一个工件或多个工件编制加工工艺及程序时，都有可能用到多种

规格、不同类型的加工刀具。如果我们在编制程序时，每次都要重新创建并设置这些刀具参

数，包括刀具的几何结构、材料等，效率必将大大下降，而且所完成的也只是些简单的重复

劳动。

在UG系统的 CAM模块中，我们可以通过在Create Tool对话框中选择 Retrieve Tool按钮，直

接调用UG刀具库中定义的30多种不同类型的刀具，如图1和图2所示。但UG库中的刀具多数并

不是我们需要的规格尺寸的刀具，因此我们希望可以一次性地定义好需要的刀具几何结构参

数，在以后的 *** 作中能够像调用UG库中刀具一样，直接使用。

在UGⅡ系统中，刀具几何结构参数库主要存放在 ${UGⅡ_BASE_DIR}\Mach\resource\

library\tool\ 目录下，主要由以下几个文件构成：ASCⅡ子目录下Dbc_tool_ ascⅡ.def、

Dbc_tool_ascⅡ.tcl和English或Metric 子目录下的Dool_ database.dat。 文件

Dbc_tool_ascⅡ.def 定义了刀具库必要的刀具几何结构参数变量及库的类型层次结构；文件

Dbc_tool_ascⅡ.tcl则包含了各个刀具库 *** 作事件处理器，它们主要用于UG与刀具库的连接

。在文件Tool_database.dat中存放的就是我们最关心的东西，所有的刀具几何结构参数和材

料信息都在其中。

用户定义新的刀具，可以直接修改Tool_database.dat文件中的刀具记录。另外，也可以在

UG中先定义好刀具的几何结构参数，然后通过执行Shop Documentation，选择最后一个输出

模板Export Tool Library to ASCⅡ datafile，把刀具参数输出到一个文件。接下来，需要

做的工作就是把输出到这个文件中的刀具记录添加到Tool_database.dat文件中。

至此，应该说，基本可以达到最初的目的了。但在实际使用中，随着自定义的刀具不断增多

，用户自己也不清楚到底定义了多少、定义了哪些种类的刀具，从库里调用刀具时，更需要

搞清楚要调用的刀具究竟属于UG刀具库中哪个类型的刀具，如图2所示。通过深入研究，发现

在Dbc_tool_ascⅡ.def文件中对刀具库的类型层次结构定义时，UGⅡ系统用CLASS MILLING、

CLASS DRILLING和CLASS TURNING定义了刀具库的三个主类，在这三个主类下又定义了30多个

子类。在Tool_database.dat文件中的每条刀具记录，都以DATA开头，都包含有T和ST数据，

实际上它们就是此条记录定义的刀具主类TYPE和子类SubType信息。

在向文件Dbc_tool_ascⅡ.def中加入主类代码时，注意前后“{}”的位置，并跟系统定义的

CLASS MILLING、CLASS DRILLING和CLASS TURNING主类结构保持平行，嵌入在CALSS TOOL的

定义中。其中定义的主类类型值不能重复。在每个主类下，可以根据主类自行定义相关的子

类，即用SubType 代替 QUERY "[DB(Type)] = = [01]"中的 Type，并且类型代码值也可以重

新排序。

完成了刀具库自定义类型层次结构的定义，需要从库中检索刀具，还得修改刀具几何结构参

数数据库（Tool_database.dat）中的刀具记录，即修改记录中的T和ST对应的值，则该条记

录进入相应的主类和子类检索，得到如图4所示检索结果。要建立一个完整的刀具几何结构参

数库，类型层次结构定义是基础，后续要做的就是不断地把相应的刀具记录添加到数据库文

件Tool_database.dat中，形成用户自定义的刀具库。

二、创建自定义刀具材料库、零件材料库以及刀具切削参数库

通过以上工作所建立的刀具库，笔者称为刀具几何结构参数库，它主要由刀具的几何结构数

据组成。对于编程人员来说，创建一个Operation，生成可以使用的刀位程序，还需要设置刀

具的相关切削用量参数，包括主轴转速、切削深度、进给速度等。在UG系统的CAM模块中，执

行Feeds and Speeds对话框中的Reset from Table，系统可以根据切削深度、刀具材料、零

件材料及切削方法，自动从库中调用并计算出相应的切削用量值。

除切削深度需要手动设定外，用户从相应的库中可以直接调用不同的切削方法、零件材料和

刀具材料。其中刀具材料，我们也可以在创建刀具时从刀具几何结构参数库中直接得到，关

键是在建立刀具几何结构参数库时，刀具记录中包含了正确刀具材料信息MATREF，即引用刀

具材料库的某一材料参考信息。在UG系统中，切削方法、零件材料、刀具材料都以库参考值

存在，分别对应于CUT_METHODS. DAT、PART_MATERIALS.DAT、TOOL_MATERIALS.DAT文件中的

LIBRF值。系统执行Reset from Table，根据各库参考值和切削深度，在切削参数库

FEEDS_SPEEDS.DAT文件中进行检索，引用被检索出记录的数据，如Surface Speed、

Feed_per_Tooth等的值，进而计算出相应的主轴转速、进给速度等。

因此，在建立刀具材料库、零件材料库时，应系统规划，统一标准，避免混乱，而建库本身

就比较简单了，可以参照UGⅡ系统相应的库，增加或修改以DATA开头的记录。建立刀具切削

参数库的工作就要烦琐得多。一般来说，在实际加工中，要根据不同刀具材料、零件材料，

以及不同的切深和切宽，选择不同的刀具切削用量。一个成熟的工艺技术人员，可根据长期

积累的经验，并参照刀具商提供的参数，结合加工实际状况，选择合适的切削用量，也可以

反过来根据实际加工情况，修正经验值，完成经验的不断积累。创建自定义刀具切削参数库

，就是把用户的经验积累起来，并予以数值化提供给其他技术人员。

三、创建刀具几何图形库

谈到建立刀具库，不能不涉及到刀具几何图形库的使用。创建刀具几何图形库，主要目的就

是在最新的Unigraphics NX2.0 系统中进行刀位机床仿真时，可以调用用户构建的刀具计算

机三维几何模型，如图6所示。没有用户自定义的刀具几何图形库，或者调用UG系统自带的刀

具模型，显然达不到机床仿真的目的。

系统刀具几何图形库，由${UGⅡ_BASE_DIR}\Mach\resource\ library\tool\graphics 目录

下一系列刀具的实体模型文件构成，包含用于显示刀具装配的信息。构建用户自定义的刀具

装配模型，推荐在非主模型文件中，将用户自定义刀具、刀柄及相关部件进行装配。对于钻

削或铣削的刀具，在模型装配时，刀具轴应与X轴正方向一致，坐标系零点在刀柄夹持点（

Tool Tracking Point）。另外，构建的刀具非主模型文件名应与刀具几何结构参数库

tool_database.dat文件中DATA记录的LIBRF值相同。这样，按照以上原则，系统进行刀位机

床仿真或需要显示刀具时，才能够按照刀具的库参考值，调出刀具装配模型，并以系统缺省

方向和位置显示出用户自定义的刀具模型。

四、在创建自定义刀具库过程中需要注意的几个问题

(1)建立刀具库时，在dbc_tool_ascⅡ.def文件中定义刀具主类或子类时，UI_NAME 后面可以

采用中文字串。另外，库中所有记录的刀具描述、材料描述都可以采用中文字串。但目前不

建议刀具库记录中的LIBRF值采用中文。

(2)建立刀具几何结构参数库、刀具材料库、零件材料库及切削参数库过程中，应保持每个库

中的LIBRF值的唯一性，原因在于它是作为系统其他库引用和系统内部识别的标识。

(3)调用刀具库创建刀具时，为增加检索查询项目，可以在dbc_tool_ascⅡ.def文件内，相应

刀具主类或子类定义的“DIALOG libref Diameter”行中，加入需要增加的刀具查询参数。

当然，要提高CAD/CAM系统效率，以及工艺制造技术人员的快速反应能力，本文所涉及到的仅

仅是系统里很小的一个环节。更多的工作还需要技术人员不懈的努力，脚踏实地地收集和积

累制造系统中的各个基础数据，结合现代新技术不断完善和健全，从而提高系统整体的协作

水平和工作效率

我目前知道的是刀位文件，由3D编程软件生产，如PowerMill，（其它软件是否能生产不知）。cut文件一般不能直接用于加工（特殊控制器除处），一般需要后处理编译后，生成标准G代码，才能用于加工。可用使用PMPost软件打开。

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