所谓刀具的合理几何参数,是在保证加工质量的前提下,能够获得最高刀具耐用度,从而能达到提高切削效率,降低加工成本的刀具几何参数。各种资料表明,刀具的几何参数(刀具角度,刃区型式及参数,刀面型式及参数,刃形等)对切削变形、切削力、切削温度和刀具磨损都有显著影响,从而影响切削加工生产率、刀具使用寿命、加工质量和加工成本。为充分发挥刀具的切削性能,除应正确选用刀具材料外,还应合理选择刀具几何参数。作为专用机床刀具智能CAD系统中的刀具几何参数优化模块,专用机床刀具几何参数选用专家系统综合运用了CBR技术、专家系统、动态链接库、ADO技术等多种技术,采用基于数据库技术的面向对象知识表示,知识库与数据库相结合的策略,用于知识获取和数据获取。通过与用户的交流,实现刀具几何参数的优化与获取,从而为图形生成模块提供优选的刀具几何参数。系统的实现采用面向对象的Visual C++编程语言,利用SQL server关系型数据库技术建立核心知识库部分。通过对实际的工况数据进行推理优化,得出所需的最佳结果,为零件和装配体的三维实体及二维图形图形的生成提供必要的数据支持,真正地与实际加工状况紧密地联系起来,从而在保证加工质量的同时,缩短刀具的设计时间,提高加工效率、延长刀具寿命,达到生产效率和成本的最佳平衡。本论文首先对专用机床刀具智能CAD系统的总体设计、各功能模块及操作流程做了简要介绍,在此前提下着重研究了专用机床刀具几何参数选用专家系统即刀具几何参数优化模块的设计原理和细节,实现了刀具几何参数的优选,并对刀具有限元分析模块进行了探讨和设计。传统的刀具几何参数优化的方法,是先刃磨出不同几何参数的刀具,然后进行大量的切削实验来进行验证,从而优化出合理的刀具几何参数,这个过程往往要耗费大量的时间和财力,相比于此种方法,本论文的研究成果有助于缩短传统理论分析和试验的周期。本论文应用专家系统、动态链接库、ADO技术等多种技术,对单一及复合孔加工刀具(包括镗、钻、扩、铰、镗铰复合、镗钻复合、钻铰复合等形式)的几何参数进行了优化设计,并在切削力预报的基础上采用有限元法分析刀具在切削加工过程中的应力应变情况(如镗刀杆产生的最大挠度等),运用SolidWorks插件COSMOSWorks,对专用机床使用的刀具进行强度分析与校核,为图形生成模块提供最佳的刀具参数,为刀具的结构设计提供必要的信息,以优化刀具的结构设计。本论文研究的方法具有方便、快捷的特点,可大大地提高专用机床刀具研究开发的效率和可靠性。研究结果表明:通过专用机床刀具的几何参数选用专家系统对刀具几何参数进行优化以及对其在具体切削加工条件下运用有限元法进行分析,可以使刀具几何参数的设计更加合理,从而为专用机床刀具的结构设计和专用机床刀具的使用提供了有价值的参考,并提高了刀具使用寿命。因此,本专用机床刀具几何参数选用专家系统可使专用机床刀具的几何参数设计过程更加便捷、合理,图形生成模块的尺寸参数和切削用量的选取方面更加合理适用,生成的二维图形及三维实体也更符合客户需求。