基于Excel和Solidworks的刀具零件参数化设计
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“D@ 草图 2”= D3 + 1
把 D3 格中的值加 1 后赋值给“D@ 草图”，D3 格中是“d1@ 草图”的参数。
“Kr@ 草图 1”= LOOKUP（ MID（ A3，1，1） ，Sheet2！ ￥ A ￥ 1： ￥ A ￥ 20，Sheet2！ ￥ B ￥ 1： ￥ B ￥ 20）
取单 元 格 A1 中 的 第 一 个 字 母，然 后 在 表 “Sheet2”中 A1 到 A20 中查找并把对应 B1 到 B20 中的值赋给“Kr@ 草图 1”表 Sheet2 中 A 栏与 B 栏 的值是预先设定好的。
收稿日期： 2012 年 10 月
图 1 刀垫即尺寸代号 表 1 各型号刀垫对应相关参数
型号 C09B － 5． 8 C12B － 6． 8 D15B － 6． 8 D19B － 7． 8 S12B － 6． 8 V16B － 5． 8
……
d 8． 53 11． 7 11． 7 14． 88 11． 7 8． 53
图 5 Excel 参数表
（ 4） 把 Excel 表与 Solidworks 关联，形成系列零 件表
在 Excel 中操作步骤如下： 插入→表格→设计 表→从对话框中选择（ 见图 6） →保存 Solidworks 文 件→系列化零件生成完毕，结果如图 7 所示。
3 建立零件数据库
当一类零件都具有相同的几何关系和几何特征 时，可通过上述方法进行系列化设计，但如果零件数 量庞大，大量数据处理时极易出错。经过反复试验 和计算，Excel 中对每个单元格进行函数化处理，从 而在零件名称一栏中输入零件代号，对应参数就出 现在对应单元格中，即利用 Excel 建立简易的数据 库，仍以前例进行说明。
图1
在刃磨工序中，选用磨粒硬度高、切削性能好的 碳化硅砂轮来刃磨硬质合金材料。为了减小钻孔时 的径向力 和 被 钻 孔 的 偏 斜 程 度，选 择 144° 的 钻 尖 角。为了防止崩刃现象，前角不宜过大。磨制切削 齿时，一般选择 0° － 2°的前角。但在加工韧性较大 的材料时，为便于断屑，也可选择 2° － 3° 的 前 角。 为了减轻后角的磨损，可根据所加工材料选取 8° － 12°的后角。
在深孔加工过程中，刀具容易产生轴向颤动，钻
头切削刃部分容易发生变形。因此，在刀具设计时 将导向块长度适当减小，即在铣刀槽工序前将刀片 长度磨短 2． 0mm。这样，铣出的导向槽长度也相应 减小 2． 0mm，从而提高了钻头耐用度。位于刀具结 构最外端的中心齿选用高硬度的 92545YW3 材质， 有利于提高钻头的强度和耐磨性。深孔钻头的尾部 采用方牙内螺纹，应与钻杆 I 配车加工，以达到定位 准确、松紧适度、连接良好的要求（ 见图 2） 。
Keywords： Solidworks，parametric design，database，assembly design．
1 引言
Solidworks 是美国 Solidworks 公司开发的 三 维 设计软件，操作简便，拥有友好的界面、强大的参数 化设计系统、开放的体系结构以及丰富的三方支持 软件［1］。利用 Word、Excel 等办公软件实现与 Solidworks 对接完成系列零件的参数化设计，建立数据 库，并运用到装配设计中，具有重要的意义。参数化 设计有两个重要因素： 一是参数化设计图元，确定其 几何关系，给出各特征的基本尺寸参数； 二是参数化 设计引擎，对图元相对几何关系和基本尺寸参数进 行扩充。
Abstract： The parts database is established based on the serial parts，with Excel as the parametric design engine of Solidworks． Taking the frequently used parts in cutting tools industry as example，the importance of parametric design during the assembly design is explained，and the whole operation process is presented．
［2］符纯华． 计算机辅助制造［M］． 西南交通大学出版社， 2006．
［3］王先逵． 计算机辅助设计［M］． 清华大学出版社，1999． 第一作者： 李代刚，成都工具研究所有限公司，610500
成都市 First Author： Li Daigang，Chengdu Tool Research Institute
（ 2） 数据库说明 Sheet2 表是一个简易的数据库，当零件代号增 加时，只需在数据库中增加相应的参数。按上述方 式把参数化设计表格中的所有参数都函数化后，只 要在名称栏中输入相应的零件代号，即可得到对应 的参 数。 由 于 Excel 和 Solidworks 相 互 关 联，在 Solidworks 中就可建立三维图模型。
5 结语
本文通 过 实 例 探 讨 了 参 数 化 设 计 的 方 法，以 Excel 作为 Solidworks 的参数化设计引擎，建立参数
化设计数据库，并在装配设计中运用此方法。这不 仅简化了参数化设计的工作，体现了自上而下的新 型设计理念［3］，也便于设计管理。
参考文献
［1］董西军． 基于 Solidworks 的参数化设计［M］． 机械制造 与研究，2008，36（ 2） ： 26 － 27．
图 7 系列化列表
（ 1） 参数函数化 由于零件参数较多，以“d1 @ 草图 2 ”、“D@ 草 图 2”、“Kr@ 草图 1”几个代表性参数为例。
“d1@ 草图 2”= MID（ A3，6，3）
即取 A3 格 中 第 六 个 字 符 后 的 三 个 字 符 赋 予 “d1@ 草图”，A3 格中是刀垫的代号。
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Baidu Nhomakorabea
首先把要调用变量的尺寸全部显示出来（ 见图 3） ； 把所有不设变量的尺寸全部隐藏，只保留主要 驱动尺寸； 然后给相关尺寸重新设定名称。
图 3 显示尺寸的方法
把三维图中所有的驱动尺寸名称改为图 1 中的 变量名称，如图 4 所示。
图 6 链接文件
图 4 尺寸改名
（ 3） 在 Excel 中输入相关参数 新建一个 Excel 表，依次输入三维图中各尺寸 的名称，并在相应栏中输入其它型号刀垫的相关参 数，如图 5 所示。
收稿日期： 2012 年 10 月
4 参数化设计在装配设计中的应用
在复杂机构和机械的设计中，有许多相互关联 的装配尺寸，可运用成组技术中零件分类的方法把 零件分成若干类（ 通常有视检法、生产流程法、编码 分类法） ［2］，再按类别进行系列化设计，并把各个系 列中有联系的尺寸用同一参数化引擎进行驱动。当 设计方案中有一个零件尺寸需要调整时，通过参数 化设计引擎可将相互关联的尺寸和几何特征全部调 整。
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工具技术
连接式深孔钻的加工
赵秀芳
哈尔滨第一工具制造有限公司
现代工业对深孔加工的需求在不断增长，需要 大量不同规格的 BTA 单长深孔钻、喷射钻和 DF 深 孔钻。由于孔加工深度不断增加，深孔钻的钻杆长 度也需要加长，为此设计制造了采用连接方式加长 的硬质合金深孔钻（ 见图 1） 。这种刀具分为三部 分： 深孔钻头部分、钻杆Ⅰ和钻杆Ⅱ。先分别对钻头 部分、钻杆Ⅰ和钻杆Ⅱ进行独立加工，然后以螺纹拧 紧方式将其连接到一起。
s 3． 18 3． 17 4． 76 4． 76 3． 18 3． 18
d1
D
S1
r
Kr
5． 8 6． 8 2 0． 4 80°
6． 8 7． 8 2 0． 4 80°
6． 8 7． 8 2． 8 0． 4 55°
7． 8 8． 8 2． 8 0． 8 55°
6． 8 7． 8 2 0． 4 90°
关键词： Solidworks； 参数化引擎； 数据库； 装配设计
中图分类号： TG702
文献标志码： A
Parametric Design Engine of Cutting Tools Parts Based on Excel and Solidworks
Li Daigang，Liu Xing，Feng Qiuwang，Yang Jiankang
1 深孔钻头的加工
加工深孔钻头的工艺路线为： 下料→铣各部→ 焊接、喷砂→车各部→磨外圆→刃磨各部→烧字。
将硬质合金刀片焊接在刀体上，刀片由导向块 831100YT14 × 2 和 切 削 齿 （ 中 心 齿） 92545YW3 组 成。深孔钻头上的导向块起导向和定心作用，可减 小钻孔时的钻头偏斜和切削振动。深孔钻切削齿和 导向块的布置主要需要考虑分屑功能和切削径向力 的平衡。使用过程中，如果钻头部分的刀片损坏，可 将其取下重新焊接，并重新加工刀头部分，然后再与 钻杆连接。
2 用 Excel 作为参数化设计引擎
（ 1） 建立参数化图元 首先确定模型尺寸和特征之间的相对位置关 系。建立图元模型时一定要把各特征之间的关系表 达清楚，并考虑到若尺寸有变化的情况下是否有几 何关系因为尺寸变化而出现错误。本部分用刀垫来 作说明。刀垫是刀具设计中使用较多的零部件之 一，不同型号和尺寸的刀垫之间有很密切的几何关 系。系列化配置对提高效率有很大的意义； 表 1 为 部分有代表性刀垫参数。
Co． Ltd． ，Chengdu 610500，China
64
工具技术
基于 Excel 和 Solidworks 的刀具零件参数化设计
李代刚，刘星，冯秋旺，杨建康
成都工具研究所有限公司
摘要： 利用 Excel 作为 Solidworks 的参数化设计引擎，在系列化零件的基础上建立零件数据库。以刀具行业
常用的零件作为示例进行说明了参数化设计的意义，对整个操作过程进行了简要说明。
5． 8 6． 8 2 0． 4 35
根据表 1 给出的参数任选一种，画出三维图，并
把几何关系表达清楚，如图 2 所示。
图 2 三维模型
（ 2） 对已建立的图元赋变量 三维图中的图元在未赋值前仅是三维图形，并 不能改变其自身参数。为其特征尺寸命名，以便后 续使用。
2013 年第 47 卷 No． 2
把 D3 格中的值加 1 后赋值给“D@ 草图”，D3 格中是“d1@ 草图”的参数。
“Kr@ 草图 1”= LOOKUP（ MID（ A3，1，1） ，Sheet2！ ￥ A ￥ 1： ￥ A ￥ 20，Sheet2！ ￥ B ￥ 1： ￥ B ￥ 20）
取单 元 格 A1 中 的 第 一 个 字 母，然 后 在 表 “Sheet2”中 A1 到 A20 中查找并把对应 B1 到 B20 中的值赋给“Kr@ 草图 1”表 Sheet2 中 A 栏与 B 栏 的值是预先设定好的。
收稿日期： 2012 年 10 月
图 1 刀垫即尺寸代号 表 1 各型号刀垫对应相关参数
型号 C09B － 5． 8 C12B － 6． 8 D15B － 6． 8 D19B － 7． 8 S12B － 6． 8 V16B － 5． 8
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d 8． 53 11． 7 11． 7 14． 88 11． 7 8． 53
图 5 Excel 参数表
（ 4） 把 Excel 表与 Solidworks 关联，形成系列零 件表
在 Excel 中操作步骤如下： 插入→表格→设计 表→从对话框中选择（ 见图 6） →保存 Solidworks 文 件→系列化零件生成完毕，结果如图 7 所示。
3 建立零件数据库
当一类零件都具有相同的几何关系和几何特征 时，可通过上述方法进行系列化设计，但如果零件数 量庞大，大量数据处理时极易出错。经过反复试验 和计算，Excel 中对每个单元格进行函数化处理，从 而在零件名称一栏中输入零件代号，对应参数就出 现在对应单元格中，即利用 Excel 建立简易的数据 库，仍以前例进行说明。
图1
在刃磨工序中，选用磨粒硬度高、切削性能好的 碳化硅砂轮来刃磨硬质合金材料。为了减小钻孔时 的径向力 和 被 钻 孔 的 偏 斜 程 度，选 择 144° 的 钻 尖 角。为了防止崩刃现象，前角不宜过大。磨制切削 齿时，一般选择 0° － 2°的前角。但在加工韧性较大 的材料时，为便于断屑，也可选择 2° － 3° 的 前 角。 为了减轻后角的磨损，可根据所加工材料选取 8° － 12°的后角。
在深孔加工过程中，刀具容易产生轴向颤动，钻
头切削刃部分容易发生变形。因此，在刀具设计时 将导向块长度适当减小，即在铣刀槽工序前将刀片 长度磨短 2． 0mm。这样，铣出的导向槽长度也相应 减小 2． 0mm，从而提高了钻头耐用度。位于刀具结 构最外端的中心齿选用高硬度的 92545YW3 材质， 有利于提高钻头的强度和耐磨性。深孔钻头的尾部 采用方牙内螺纹，应与钻杆 I 配车加工，以达到定位 准确、松紧适度、连接良好的要求（ 见图 2） 。
Keywords： Solidworks，parametric design，database，assembly design．
1 引言
Solidworks 是美国 Solidworks 公司开发的 三 维 设计软件，操作简便，拥有友好的界面、强大的参数 化设计系统、开放的体系结构以及丰富的三方支持 软件［1］。利用 Word、Excel 等办公软件实现与 Solidworks 对接完成系列零件的参数化设计，建立数据 库，并运用到装配设计中，具有重要的意义。参数化 设计有两个重要因素： 一是参数化设计图元，确定其 几何关系，给出各特征的基本尺寸参数； 二是参数化 设计引擎，对图元相对几何关系和基本尺寸参数进 行扩充。
Abstract： The parts database is established based on the serial parts，with Excel as the parametric design engine of Solidworks． Taking the frequently used parts in cutting tools industry as example，the importance of parametric design during the assembly design is explained，and the whole operation process is presented．
［2］符纯华． 计算机辅助制造［M］． 西南交通大学出版社， 2006．
［3］王先逵． 计算机辅助设计［M］． 清华大学出版社，1999． 第一作者： 李代刚，成都工具研究所有限公司，610500
成都市 First Author： Li Daigang，Chengdu Tool Research Institute
（ 2） 数据库说明 Sheet2 表是一个简易的数据库，当零件代号增 加时，只需在数据库中增加相应的参数。按上述方 式把参数化设计表格中的所有参数都函数化后，只 要在名称栏中输入相应的零件代号，即可得到对应 的参 数。 由 于 Excel 和 Solidworks 相 互 关 联，在 Solidworks 中就可建立三维图模型。
5 结语
本文通 过 实 例 探 讨 了 参 数 化 设 计 的 方 法，以 Excel 作为 Solidworks 的参数化设计引擎，建立参数
化设计数据库，并在装配设计中运用此方法。这不 仅简化了参数化设计的工作，体现了自上而下的新 型设计理念［3］，也便于设计管理。
参考文献
［1］董西军． 基于 Solidworks 的参数化设计［M］． 机械制造 与研究，2008，36（ 2） ： 26 － 27．
图 7 系列化列表
（ 1） 参数函数化 由于零件参数较多，以“d1 @ 草图 2 ”、“D@ 草 图 2”、“Kr@ 草图 1”几个代表性参数为例。
“d1@ 草图 2”= MID（ A3，6，3）
即取 A3 格 中 第 六 个 字 符 后 的 三 个 字 符 赋 予 “d1@ 草图”，A3 格中是刀垫的代号。
65
Baidu Nhomakorabea
首先把要调用变量的尺寸全部显示出来（ 见图 3） ； 把所有不设变量的尺寸全部隐藏，只保留主要 驱动尺寸； 然后给相关尺寸重新设定名称。
图 3 显示尺寸的方法
把三维图中所有的驱动尺寸名称改为图 1 中的 变量名称，如图 4 所示。
图 6 链接文件
图 4 尺寸改名
（ 3） 在 Excel 中输入相关参数 新建一个 Excel 表，依次输入三维图中各尺寸 的名称，并在相应栏中输入其它型号刀垫的相关参 数，如图 5 所示。
收稿日期： 2012 年 10 月
4 参数化设计在装配设计中的应用
在复杂机构和机械的设计中，有许多相互关联 的装配尺寸，可运用成组技术中零件分类的方法把 零件分成若干类（ 通常有视检法、生产流程法、编码 分类法） ［2］，再按类别进行系列化设计，并把各个系 列中有联系的尺寸用同一参数化引擎进行驱动。当 设计方案中有一个零件尺寸需要调整时，通过参数 化设计引擎可将相互关联的尺寸和几何特征全部调 整。
66
工具技术
连接式深孔钻的加工
赵秀芳
哈尔滨第一工具制造有限公司
现代工业对深孔加工的需求在不断增长，需要 大量不同规格的 BTA 单长深孔钻、喷射钻和 DF 深 孔钻。由于孔加工深度不断增加，深孔钻的钻杆长 度也需要加长，为此设计制造了采用连接方式加长 的硬质合金深孔钻（ 见图 1） 。这种刀具分为三部 分： 深孔钻头部分、钻杆Ⅰ和钻杆Ⅱ。先分别对钻头 部分、钻杆Ⅰ和钻杆Ⅱ进行独立加工，然后以螺纹拧 紧方式将其连接到一起。
s 3． 18 3． 17 4． 76 4． 76 3． 18 3． 18
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6． 8 7． 8 2 0． 4 90°
关键词： Solidworks； 参数化引擎； 数据库； 装配设计
中图分类号： TG702
文献标志码： A
Parametric Design Engine of Cutting Tools Parts Based on Excel and Solidworks
Li Daigang，Liu Xing，Feng Qiuwang，Yang Jiankang
1 深孔钻头的加工
加工深孔钻头的工艺路线为： 下料→铣各部→ 焊接、喷砂→车各部→磨外圆→刃磨各部→烧字。
将硬质合金刀片焊接在刀体上，刀片由导向块 831100YT14 × 2 和 切 削 齿 （ 中 心 齿） 92545YW3 组 成。深孔钻头上的导向块起导向和定心作用，可减 小钻孔时的钻头偏斜和切削振动。深孔钻切削齿和 导向块的布置主要需要考虑分屑功能和切削径向力 的平衡。使用过程中，如果钻头部分的刀片损坏，可 将其取下重新焊接，并重新加工刀头部分，然后再与 钻杆连接。
2 用 Excel 作为参数化设计引擎
（ 1） 建立参数化图元 首先确定模型尺寸和特征之间的相对位置关 系。建立图元模型时一定要把各特征之间的关系表 达清楚，并考虑到若尺寸有变化的情况下是否有几 何关系因为尺寸变化而出现错误。本部分用刀垫来 作说明。刀垫是刀具设计中使用较多的零部件之 一，不同型号和尺寸的刀垫之间有很密切的几何关 系。系列化配置对提高效率有很大的意义； 表 1 为 部分有代表性刀垫参数。
Co． Ltd． ，Chengdu 610500，China
64
工具技术
基于 Excel 和 Solidworks 的刀具零件参数化设计
李代刚，刘星，冯秋旺，杨建康
成都工具研究所有限公司
摘要： 利用 Excel 作为 Solidworks 的参数化设计引擎，在系列化零件的基础上建立零件数据库。以刀具行业
常用的零件作为示例进行说明了参数化设计的意义，对整个操作过程进行了简要说明。
5． 8 6． 8 2 0． 4 35
根据表 1 给出的参数任选一种，画出三维图，并
把几何关系表达清楚，如图 2 所示。
图 2 三维模型
（ 2） 对已建立的图元赋变量 三维图中的图元在未赋值前仅是三维图形，并 不能改变其自身参数。为其特征尺寸命名，以便后 续使用。
2013 年第 47 卷 No． 2