花键拉刀作为一种高效、高精度的多齿复杂刀具已被广泛用于花键孔的加工中。由于花键拉刀设计时涉及的参数多、计算量大、齿形设计繁琐，所以设计周期较长。此外，由于花键拉刀属于结构复杂的精加工刀具，制造成本较高，如果设计时出现计算失误，将会造成很大的经济损失。为了提高花键拉刀的设计精度和缩短设计周期，笔者开发了基于AutoCAD 2000的花键拉刀CAD系统，该系统可在AutoCAD 2000环境下实现花键拉刀的计算机辅助设计与绘图。

2 系统的应用对象及构成

应用对象

根据被加工工件的情况，花键拉刀的设计一般有以下三种情况：

当被加工花键孔内、外径的同轴度要求较低时，工艺上通常要求孔的内径在拉削之前已达到要求的加工精度，此时只需设计一把加工花键部分的拉刀；

当被加工花键孔内、外径的同轴度要求较高时，需设计能进行倒角、拉削圆孔和花键的复合式拉刀；

当加工深槽花键孔或粗拉铸、锻孔时，常需设计多把拉刀，组成花键拉刀组进行加工。因此，分别建立花键拉刀、圆孔—倒角齿—花键复合拉刀及花键拉刀组的设计模块。用户可根据加工情况选择不同的设计模块设计出相应的花键拉刀。

系统构成

本系统是在微型计算机上开发出的花键拉刀CAD系统，采用了Visual C++ 6.0和ObjectARX 3.0(AutoCAD 2000的二次开发软件)混合编程技术以及模块化编程的思想，可用于花键拉刀、复合花键拉刀及花键拉刀组的设计与绘图。

图1 花键拉刀CAD系统总体结构图
 
系统运行环境

硬件环境：PC 微型计算机(PⅡ450，32M内存，10G硬盘)；软件环境：WINDOWS95 / 98 / 2000 操作系统，VisualC++ 6.0、ObjectARX 3.0和Access数据库软件等应用开发工具。

系统总体结构

系统总体结构如图1所示。

该系统共包含五个功能模块：

系统主界面设计模块

该模块的功能是采用对话框的方式进行参数输入及加工条件的选择，并可对其它模块进行操纵管理，实现花键拉刀的总体设计；

花键拉刀设计模块

该模块是本系统的核心部分，它又分成三个子模块，即花键拉刀、复合拉刀及花键拉刀组三个设计子模块。其主要功能是完成拉刀结构形式的确定、拉削方式的选择(即普通式或轮切式)、花键齿刃形设计、倒角齿几何参数设计、圆孔齿几何参数设计、切削参数的确定、分屑槽及容屑槽的设计、花键拉刀强度及拉床拉力校验、花键拉刀切削部分各刀齿的齿数确定、刀齿尺寸的计算、结构尺寸设计以及技术条件的确定。

数据库管理模块

由于在花键拉刀设计中需要从刀具设计手册中查阅大量的数据，因此，用Access软件建立了数据库，以数据表格的形式将拉刀设计中所涉及的数据储存在该数据库中。而数据库管理模块的主要功能就是通过其界面对数据库进行各种操纵与维护，并将查询结果储存到数据文件中，供绘图模块或其它模块调用。

图形处理模块

拉刀工作图中的内容比较多，包括拉刀总体视图、各种刀齿的齿形截面局部视图、切削部分及校准部分齿槽局部视图、工件图以及各刀齿的尺寸排列表和技术要求等。为实现花键拉刀的参数化绘图，本系统将花键拉刀工作图上的内容分解成单元图块，分别用objectARX 3.0编制相应的参数化绘图程序，以便程序的调试与应用。

帮助模块

帮助模块可为用户提供该软件各功能模块的详细使用说明。

3 设计与绘图的一体化

通常的刀具CAD软件是将刀具设计计算和绘图分为两个部分，分别在两个工作平台上完成设计与绘图工作。如刀具设计的计算部分用VB或VC语言编写并以其为工作平台，而刀具绘图软件采用AutoLISP或ADS语言编程以AutoCAD为工作平台，因此两者之间需进行繁琐的数据传递，使用不便。AutoCAD从R14版本起提供了objectARX编程技术，为开发基于AutoCAD工作平台的各种CAD应用软件提供了强大的开发工具，其速度、性能、功能远远高于ADS和AutoLISP语言。ObjectARX 以C++为基本开发语言，以Visual C++为开发环境，具有数据可封装性、可继承性及多态性等特点；用其开发的CAD软件具有模块性好、独立性强、连接简单、用户界面友好及使用方便等优点。利用objectARX与MFC基本库的资源开发出的花键拉刀CAD软件，在AutoCAD 2000环境下能够利用一个系统主界面分别调用设计模块与绘图模块，从而实现设计与绘图的一体化。

在花键拉刀CAD系统中设计模块与绘图模块之间的数据传递采用以下三种方法：

直接从数据库中调用。利用MFC与ODBC的连接可以为objectARX3.0 FOR AutoCAD 2000提供与数据