caxa方程式绘制凸轮实例讲解
巧用CAXA公式曲线设计凸轮轮廓线
巧用CAXA公式曲线设计凸轮轮廓线
巧用CAXA公式曲线设计凸轮轮廓线
辽宁轨道交通职业学院郝永波
【摘要】CAXA软件具有强大的绘图功能，其“公式曲线”命令更是为用户提供了一种方便、精确的作图手段，以满足某些有确定规律的精确型腔、轨迹线型或具有某些曲线轮廓外形的零件的作图设计。
使用者只要交互输入数学公式，给定参数，计算机便能自动生成该公式描述的曲线。
本文详细介绍了如何巧妙使用CAXA“公式曲线”来对凸轮轮廓进行解析法设计。
【期刊名称】河北农机
【年(卷),期】2017(000)003
【总页数】2
【关键词】CAXA；公式曲线
1 引言
CAXA是一款优秀的国产计算机辅助设计及加工软件，目前已经在制造行业得到广泛应用，成为机械工程师的一件得心应手的工具。
其中的“公式曲线”为用户提供了一种方便、精确的作图手段，使用者只要交互输入数学公式，给定参数，计算机便能自动生成该公式描述的曲线。
2 C A X A“公式曲线”的应用
CAXA“公式曲线”命令对话框如图1所示，坐标系可选用直角坐标系或极坐标系，如果涉及数控机床加工，则一般选择直角坐标系。
参变量只能用字母“t”表示，它有一个起始值、一个终止值，单位是弧度或角度，曲线的X坐标和Y 坐标都是t的函数，不能写成Y是X 的函数。
3 凸轮轮廓线设计方法。
凸轮设计 程序
1、建立凸轮轮廓的数学模型。
图为往复式偏心从动件盘形凸轮的机构运动简图，B 为理论轮廓线上的任意一点，在图示的直角坐标系中，B 的坐标，即凸轮理论廓线上的直角坐标参数方程为：X=OE+EF=（S0+S ）*Sin （J ）＋e*Cos （J ）Y=BD – FD=（S0+S ）*Cos （J ） – e*Sin （J ）式中：X ，Y ：凸轮理论廓线上的某一点坐标 (mm)e ：从动件的偏心距(mm)，OCR ：凸轮的基圆半径(mm)，OAS 0：220E R S -=(mm)，CKJ ：凸轮的转角 S ：S ＝f(J)从动件运动方程，KBBC ＝CK 十KB ＝S 0十S因为工作廓线在法线方向的距离处处相等，且等于滚子半径r ’,故当已知理论廓线上的任意一点B(X,Y)时，只要沿理论廓线在该点的法线的方向取距离为r ’，即得到工作廓线上的相应点B ’(X ’,Y ’).由高等数学可知，理论廓线B 点处的法线n-n 的斜率（与切线斜率互为负倒数）应为 Tan a=-dx/dy=(dx/dJ)/(dx/dJ)/(-dy/dJ)=sina/cosa注： a 为理论廓线B 点处的法线和X 轴的夹角。
根据（1）（2）两式有dx/dJ=(ds/dJ-e)sin(J)+(s0+s)cos(J) (3)dy/dJ=(ds/dJ-e)cos(J)-(s0+s)sin(J) (4)可得Sin a=(dx/dJ)/((dx/dJ)^2+(dy/dJ)^2)^0.5 (5)Cos a=-(dy/dJ)/((dx/dJ)^2+(dy/dJ)^2)^0.5 (6)工作廓线上对应的点B ’(x ’,y ’)坐标为：x ’=x-r ’cos ay ’=y- r ’sin a2、从动件运行规律：五次多项式运行规律推程（升）δ1远休止（停）δ2回程（降）δ3近休止（停）δ4等加速等减速S1=10h(δ/δ1)^3-15h (δ/δ1)^4+6h(δ/δ1)^5); S2=h 等减速等加速S1=h-h(10(δ/δ3)^3-15(δ/δ3)^4+6(δ/δ3)^5)S4=03、绘制凸轮曲线的程序框图（１）升回程运动函数的子程序框图（２）d s/dδ运动函数的子程序框图while(3)绘制凸轮轮廓的主程序框图（4）绘制S－δ曲线的程序框图4.编程%（１）升回程运动函数的子程序%s.mfunction y = s(x) %申明从动件运行规律函数deg=pi/180; %转化为弧度制的参数h=8; %从动件行程if (x<0)|(x>2*pi)error('Input Range error(0~2*pi)'); elseif x<(60*deg)&(x>=0)y=h*(10*(x/(60*deg))^3-15*(x/(60*deg))^4+6*(x/(60*deg))^5); %升程运动规律elseif(x>=60*deg)&(x<70*deg)y=h; %远休运动规律elseif(x>=70*deg)&(x<130*deg)y=h-h*(10*((x-70*deg)/(60*deg))^3-15*((x-70*deg)/(60*deg))^4+6*((x-70*deg)/(60 *deg))^5);%回程运动规律elsey=0; %近休运动规律endendendend%（２）绘制ds/dδ运动函数的子程序%ds.mfunction d=ds(x) %申明ds/dδ运行规律函数h=8; %凸轮2行程deg=pi/180;if (x<0)|(x>2*pi)error('Input Range error(0~2*pi)');elseif x<(60*deg)&(x>=0)d=h/(60*deg)*((30*(x/(60*deg))^2-60*(x/(60*deg))^3+30*(x/(60*deg))^4)); %对S求导elseif(x>=60*deg)&(x<70*deg)d=0; %对S求导elseif(x>=70*deg)&(x<130*deg)d=-h/(60*deg)*((30*((x-70*deg)/(60*deg))^2-60*((x-70*deg)/(60*deg))^3+30*((x-7 0*deg)/(60*deg))^4)); %对S求导elsed=0; %对S求导endendendend%(3）绘制凸轮轮廓的主程序%main.mclear;i=1;r0=55; %基圆半径rr=4; %滚子圆半径e=0; %偏距eta=1; %凸轮顺时钉转向s0=(r0^2-e^2)^0.5;deg=pi/180;st=0.05*deg; %步长a=0;while (a<2*pi)x(i)=(s(a)+s0)*sin(eta*a)-e*cos(eta*a); %定义理论轮廓线的X座标y(i)=(s(a)+s0)*cos(eta*a)+e*sin(eta*a); %定义理论轮廓线的Y座标dx=ds(a)*sin(eta*a)-eta*(s(a)+s0)*cos(eta*a)-e*eta*sin(eta*a);dy=ds(a)*cos(eta*a)+eta*(s(a)+s0)*sin(eta*a)-e*eta*cos(eta*a);sino=dx/(dx^2+dy^2)^0.5;coso=dy/(dx^2+dy^2)^0.5;X(i)=x(i)-rr*coso; %定义实际轮廓线的X座标Y(i)=y(i)+rr*sino; %定义实际轮廓线的Y座标i=i+1;a=a+st;endplot(x,y,X,Y); %绘制理论和实际轮廓线axis('square','equal');grid on主程序运行的结果为凸轮轮廓曲线：%(4）绘制S－δ曲线的程序为：%myline.mh=10;deg=pi/180;t1=linspace(0,60*pi/180); %定义升程角范围y1=h*(10*(t1/(60*deg)).^3-15*(t1/(60*deg)).^4+6*(t1/(60*deg)).^5); %升程运动规律t2=linspace(60*pi/180,70*pi/180); %定义远休角范围y2=h; %远休运动规律t3=linspace(70*pi/180,130*pi/180); %定义回程角范围y3=h-h*(10*((t3-70*deg)/(60*deg)).^3-15*((t3-70*deg)/(60*deg)).^4+6*((t3-70*deg)/(60*deg)). ^5);%回程运动规律t4=linspace(130*pi/180,360*pi/180); %定义近休角范围y4=0; %近休运动规律plot(t1,y1,t2,y2,t3,y3,t4,y4) %绘制S－δ曲线xlabel('t');ylabel('y');grid程序运行的结果为：。
CAXA课程设计-凸轮
CAXA课程设计-凸轮CAXA课程设计（凸轮）任务书一凸轮的实体造型1 绘制草图详细说明构造草图的过程，文字叙述+图片说明每画一条线都要作为一步进行说明2实体造型详细说明由草图生成三维实体的过程，文字叙述+图片说明二凸轮的加工1加工工艺参考：（须注明所查找的资料的出处）①材料的选择：说明被加工工件的材料，详细阐述选择的材料的主要依据（不少于200字）②材料的性能特点：力学特性、机械特性、加工特性等，列出条目详细阐述，可以根据自己的思考添加条目。
（不少于300字）③材料的加工工艺要求：加工过程中，进给量、切削速度、铣削方向选择冷却情况等，可以根据自己的思考添加条目。
（不少于300字）④材料加工刀具要求：主要叙述刀具的热稳定性要求，强度和韧性要求，硬度和耐磨性要求，化学稳定性要求，导热性要求和耐热冲击性能，结构刚性及刀口要求，最后结论：选择什么规格的刀具。
（不少于300字）2加工工艺过程：详细说明毛坯尺寸，加工过程中一共有几个工步，每一个工步的具体加工内容，必须配以必要的图表说明。
3 加工前的准备工作：①设定加工刀具（文字叙述+图片说明）；②后置设置（文字叙述+图片说明）；③设定毛坯（文字叙述+图片说明）；4 粗加工刀具轨迹生成：针对粗加工工步生成加工轨迹①选择什么类型的加工轨迹，以及为什么（不少于100字）；②生成加工轨迹的步骤：要详细轨迹参数的设置过程（文字叙述+图片说明）加工参数切入切出切削用量下刀方式刀具参数都要说明；5 精加工刀具轨迹生成：针对精加工工步生成加工轨迹①选择什么类型的加工轨迹，以及为什么（不少于100字）；②生成加工轨迹的步骤：要详细轨迹参数的设置过程（文字叙述+图片说明）加工参数切入切出切削用量下刀方式刀具参数加工边界都要说明；三轨迹仿真对生成的加工轨迹进行仿真，详细说明设置仿真的过程（文字叙述+图片说明）四 G代码的生成详细说明生成G代码的过程（文字叙述+图片说明）五生成工艺清单：详细说明生成工艺清单的过程（文字叙述+图片说明），并把生成的工艺清单放在说明书中。
基于CAXA软件的圆柱凸轮数控加工研究
化分析 ， 提炼 出必须的加工要素 ， 绘制圆柱 凸轮 的轮廓展 开曲线 ， 轮廓的 包络线 ， 创建 圆柱凸轮 的三维数模 ； 并经编程设 计、 加 工仿真、 机床偏 置调整等工艺设计， 实现用四轴联 动数控机床完成 圆柱 凸轮 类零件 的加工工艺过程 关键词 ： 四轴联动 ； 圆柱 凸轮； 线面映射 ； 条线曲线 ； 刀具参数 ； 刀路轨迹
Ｗ Ａ ＮＧ Ｌｅ ｉ ．ＤＵＡＮ Ｘｉ ａ ｏ — Ｘ Ｈ
（ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ４ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｂ ｒ ｉ ｅ ｛ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ｃ Ｌ ￣ ｓ ｉ ｉ ｆ ｅ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃ （ ｂ ｑ ￣ ｎ ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ｒ ａ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｍｉ ｎ ｇ ， ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ￣ ａ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｃ ａ ｔ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．
巧用CAXA公式曲线设计凸轮轮廓线
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从 动件 等 加速 等 减 速
位移 ｓ
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凸轮 转 角 中 上 升
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Ｉ ， Ｉ Ｌ ｒ 的 Ｉ ‘ ｉ 』 ｔ ｌ ＇ ｌ ＂ ｊ “ Ｊ Ｉ ＝ ＝ Ｉ ｔ ｔ ｔ 线” 为川 户提 供 Ｊ ・ 种， Ｊ ＿ ｆ 蜓、 精 确 的 ｆ １ ： ｒ － 段， 他… ｔ Ｉ ｝ 世 交 ｆ ： 输 人数 、 公式 ， 给 定 参数 ， 汁算ｆ Ｊ 【 他
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（ ５ ） 曲线 合成
最 终 四段 ｆ ｝ ｝ Ｉ 线 方氍ｑ ｉ 成｝ 矧６ 轮轮 廓线 ，近 停 程 和 远 停程
网 弧 组 成
： — １ 广、 、
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SolidWorks与CAXAWEDM相结合模拟加工精密凸轮
方案二 ： 因为方案一 不能 保证精 度 ，是 由
方案用 “ 式 于 “ Ａ Ａ 切割 ”软件 的 自身功 能的 １在 Ａ Ａ 公 Ｃ Ｘ线 曲线 ”命 令 应用 曲线方 程生成 一个 凸 限 制造成 的 。可行 的办 法就是 将 曲线 越多 ，精度也就越 高。 按 照 图 样 设 计 意 图 ，生 成 凸轮 刀模 拟加 工的方 法来 生成 凸轮 ，刀具
“ 式 曲线 ”命令 生成 曲线 ，并另存 公
应符合 方程段 曲线 方程 。给 出起始 点 计 量 室 检 测 后 ，数 据 超 差较 大 ，在
位 置 ，并 附 加 Ｒ Ｉ 的 顶 尖 检 测 用 表 Ｏ０ ｍＩ以 上 ，效 果 不 理 想 。 后 来 又 反 为 ★ｄ ｇ 式 。 ＝ ｍｍ ．３ ｌ ｌ ．ｗ 格
公 司的两 台新线 切割机 床均 为近 轮 零件 ，凸轮 工作 轨迹 为钢球 测 量轨 打 断 ，打 断 的点越 多 ，线 切割 程序就
几 年来新 购置 的设备 ，特 别是２ ０ 年 迹。将 曲线另存为 ． ｇ ０３ ｄ 格式。 ｗ 新 添置 的 “ 量 ”线 切 割机床 ，精 度 大 （） ２再在 “ ｏ １ Ｗ ｒ ｓ Ｓ ］ｄ ｏ ｋ ”三维软件
屏 幕 已 经完 全 看 不 清 楚 ， 已无 法加 切 割编程 。 工 精 度 稍 高 的 零 件 了 。 为 了能 顺 利 序 只 有３ 条 ，这 样切 出来 的 凸轮 不可 ３ 在 编制线 切割 程序 时 ，经 历 了以 能保证精度在００ ｍ 内。 ．２ ｍ
完 成 加 工任 务 ，我 们 决 定 采 用线 切 下过程 ： 割 加 工 凸轮 曲线 ，因 此 进 行 了相 关
２工艺攻 关过程
对凸轮 曲线 描述为 ：凸轮 表 面有 切线
caxa
一，草图绘制（1）单击“标准工具栏”上的图标，新建一个图形文件。
（2）按F5键，确定在XOY平面内绘图；单击“曲线生成按钮”中的公式曲线命令图标f （x），弹出如图1-0所示对话框，选中“极坐标系”单选按钮，设置参数如图所示。
单击确定按钮，此时公式曲线图形跟随鼠标光标移动，选择原点为曲线定位点，凸轮曲线如图1-1所示。
图1-0 公式曲线图1-1 凸轮曲线1（3）按F5键，确定在XOY平面内绘图；单击“曲线生成按钮”中的公式曲线命令图标f （x），弹出如图1-2所示对话框，选中“极坐标系”单选按钮，设置参数如图所示。
单击确定按钮，此时公式曲线图形跟随鼠标光标移动，选择原点为曲线定位点，凸轮曲线如图1-3所示。
图1-2 公式曲线图1-3 凸轮曲线2（4）单击“几何变换工具栏”中的“旋转”按钮，设置参数：转角=98度。
旋转中心为原点，选中凸轮曲线2。
得到结果如图1-4所示。
图1-4（5）单击“曲线生成工具栏”中的“直线”按钮，选择“角度线”，定角度为90度，98度，352度，0度，得到结果如图1-5所示。
图1-5 凸轮曲线（6）单击“曲线过渡”按钮，以半径为6对凸轮曲线过渡，然后裁剪结果如图1-6所示。
图1-6 凸轮曲线（7）单击“曲线生成工具栏”中的“圆”按钮，然后选择原点为圆心，半径=10，画圆。
再单击“曲线生成工具栏”中的“直线”按钮，选择“两点线”，“连续”，“正交”，“长度方式”输入长度=6,按回车。
选择，原点，并单击右侧，绘制长度为6的直线。
之后，单击“几何变换工具栏”中的“移动”按钮，DX=-3,DY=12.8。
选中上述长度为6的直线，单击右键，移动选中直线。
接着，单击“曲线生成工具栏”中的“直线”按钮，“两点线”，“连续”，“正交”，“点方式”。
作直线两条，与圆和长度为6直线相交，并裁剪。
得到结果如图1-7所示。
图1-7 凸轮曲线（8）单击“检查草图环是否闭合”按键，检查草图环是否闭合，如不闭合继续修改。
CAXA制造工程师2008项目5 凸轮造型
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
步骤②：凸轮槽造型
20 副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
小提示：如果所做的平面开始没有隐藏，是看不到槽子的， 可以在这时隐藏即可。
21 副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
主编:张文涛
步骤①：基本轮廓造型
18 副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
小提示：实体完成后，可以点击左键选中圆平面，点击右 键选择隐藏，平面隐藏后，会使得下面的操作更方便。有 时由于某种原因，我们选定某图素比较困难，不易选中。 可以利用软件的“拾取过滤”功能。【设置】【拾取过滤 设置】：先按“清除所有类型”，再选择所需要的类型， 如“空间曲面”，再点击所需图素，即可立刻选中。
3 副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
图5-2凸轮设计过程分析
4 副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
简单凸轮实体造型主要就是拉深增料和拉深除料特征。造型 的难点是分析出机构所需的运动规律后，轮廓曲线的数学计算， 以及我们用图形的描述。
副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
任务4
项目练习与总结
要求：按照下列图纸，在软件中进行简易凸轮的实体造型练习，并 总结相关知识点
24 副主编:黄桂芸、王凯 制作:马冬宝
CAXA制造工程师软件操作训练
主编:张文涛
图5－6 凸轮零件图 5 6
共轭凸轮的设计制造(CADCAM)及工艺说明书
.目录前言------------------------------------------------3一、设计任务的基本要求------------------------------4二、凸轮机构的应用----------------------------------4三、凸轮机构的组成----------------------------------4四、凸轮机构的特点----------------------------------4五、共轭凸轮机构的选择------------------------------5六、从动件的常用运动规律----------------------------7七、凸轮机构的分类----------------------------------9八、共轭凸轮运动规律的选择--------------------------10九、共轭凸论的设计----------------------------------12十、共轭凸轮的工艺方案及相应的工装设计--------------13 十一、共轭凸轮制造与检验----------------------------15 十二、课题小结--------------------------------------16小结------------------------------------------------17参考文献--------------------------------------------18前言课题：共轭凸轮的设计制造(CAD/CAM)及工艺目的：根据我们所学的知识设计并制造出织机的凸轮使织机在织造中顺利进行和提高织机的生产率及织物质量课题简介凸轮是常见的机械零件之一，传统的基于人工设计和计算机的凸轮设计方法，依靠模具、夹具等实现制造的工艺远不能达到高精度机械的运行要求，在现代设计理论基础上，利用计算机辅助设计（CAD）和制造（CAM）技术可以使凸轮的设计和制造到很高的精度，提高凸轮机构的运动平稳性。
凸轮画法
3.造型过程以下就一个盘形凸轮的造型过程详细说明此种凸轮的设计思路。
零件如图1所示。
图1 盘形凸轮零件图步骤1：基础特征造型使用拉伸命令作一圆柱形基础特征，草图和拉伸后的特征如图2所示。
图2 草图及拉伸特征步骤2：创建方程曲线在“基准” 工具栏中单击“插入基准曲线”按钮，在弹出的菜单管理器中选则“从方程”选项，单击“完成”，如图3中所示。
弹出“曲线”对话框和次级菜单。
根据系统提示选择系统默认坐标系PRT_CSYS_DEF。
在下一级菜单中选择“笛卡尔”坐标系(如图5、6所示)，随后弹出记事本中定义曲线方程，该方程就是从动件的位移曲线方程，根据设计的不同，可编写不同的曲线方程。
图3 曲线菜单 1图4 “曲线”对话框图5 曲线菜单2图6 曲线菜单 3 在记事本输入图5所示的方程，保存并退出记事本。
图7 曲线方程图8 生成的曲线(图中红色部分)选择菜单“文件/保存副本”，保存格式为IGES，给定输出名称“cuve1”，在随后弹出的“输出IGES”对话框中选则“基准曲线和点”复选框，单击确定，完成IGES文件输出。
图9 “输出IGES”对话框步骤3：创建图形特征选择菜单“插入/模型基准/图形”选项，根据系统提示在消息输入图形名称cuve2，确定后进入草绘模式。
在草绘模式中，在绘图区绘制一个坐标系，同时绘制两条通过此坐标系的中心线。
选择菜单“草绘/数据来自文件”选项，选择刚才输出的“cuve1.igs”文件，打开后，在“缩放旋转”对话框输入比例和角度，拖动曲线至适当位置，单击确定按钮推出。
在草绘模式中对曲线进行编辑增加，最终结果如图10中所示。
图10 最终曲线步骤4：创建变剖面扫描特征选择菜单“插入/可变剖面扫描”命令，单击草绘按钮，进入草绘模式绘制如图11所示的剖面。
图11 剖面选择菜单“工具/关系”选项，将需要驱动的尺寸附加到上步所建图形上，实现在扫描过程中尺寸的实时驱动。
具体方法就是在弹出的“关系”对话框中输入图12中所示的关系式，单击确定按钮退出草绘模式。
CAXA制造工程师实用教程课件任务41凸轮零件造型
任务4-1 凸轮零件造型
（8）单击菜单【造型】→【曲线编辑】 →【曲线过渡】，或直接单击工具 栏按钮，在立即菜单中选择“圆弧 过渡”、半径为20、“裁剪曲线1”、 “裁剪曲线2”，选择凸轮内凹尖角 进行曲线过渡。
• 修改圆弧过渡半径为15，选择凸轮 外凸尖角进行曲线过渡，结果如图 所示。
（9）单击“绘制草图”按钮（或按功 能键F2），退出草图绘制状态。
任务4-1 凸轮零件造型
【任务描述】
完成如图所示凸轮零件造型
任务4-1 凸轮零件造型
➢ 操作
1、绘制凸轮草图 （1）按功能键F5切换当前平面为XY
平面。 （2）选中特征树中的“平面XY”，单
击鼠标右键选择“创建草图”，进 入草图绘制状态。 （3）单击菜单【造型】→【曲线生成】 →【公式曲线】，或直接单击工具 栏按钮，在弹出的公式曲线对话框 中，如图所示设置公式曲线参数。
任务4-1 凸轮零件造型
（3）单击菜单【造型】→【特征生成】 →【倒角】，或直接单击工具栏按 钮，在倒角对话框中选择距离为2、 角度为45度，拾取凸轮轴孔各边， 按“确定”按钮，完成倒角，结果 如图所示
任务4-1 凸轮零件造型
2、凸轮零件造型 （1）单击菜单【造型】→【特征生成】
→【增料】→【拉伸】，或直接单 击工具栏按钮，在拉伸对话框中选 择“固定深度”、深度为30，拾取 凸轮草图为拉伸对象，单击“确定” 按钮，生成凸轮拉伸实体，结果如 图所示。
任务4-1 凸轮零件造型
（2）单击菜单【造型】→【特征生成】 →【过渡】，或直接单击工具栏按 钮，在过渡对话框中选择半径为2、 过渡方式为“等半径”、结束方式 为“缺省方式”，选择“沿切面延 顺”拾取，凸轮上下曲线边，按 “确定”按钮，完成圆角过渡，结 果如图所示。
SolidWorks与CAXAWEDM相结合模拟加工精密凸轮
Ｍｏｄｅｒｎ建是一篇有关凸轮线切割加工技巧的小文章．虽然没有什么高深的理论．但文章结构完整，实用性很好对类似工件的线切割加工有一定的参考价值：如目１所ｉ的凸轮为湖北女目都市中南装备有限公司某产品的＊键重要零＃，此零件凸轮表面自ｉ段曲线』８、８ｒ、ｆ口组成，Ｉ作曲￡昭ｆ自一段非常复杂的指数曲线构成。
＆线制＆公差为００２ｍｍ，精度＃常高。
原来由于Ｉｒ设备曩加Ｉ鞍件的限制，精加ＩＩ艺采月曲磨加Ｉ一钳Ｉ运点佬许一遂＾幢验的Ｉ艺。
曲磨加Ｉ采用的放大目Ｒ能靠描点法手绘完成．曲线精度靠手绘的放大图以厦加Ｉ时的精度来保证，精度较差。
再经过钳Ｉ边修研边经过计量室检测进行加Ｉ．完全靠钳Ｉ手Ｉ边修研选梭测加Ｉ，钳Ｉ和计量Ｉ作人员的Ｉ作强度郭非常太．加１１件需要ｌ周的时间，并目还Ｔ能保证尺寸精度。
近年来，公司的光学曲线磨床目精度严重Ｔ降目不能修复，放大屏幕ｅ经完全看不清楚．Ｂ￡法加Ｉ特度稍高的零件７。
为了能顺利完成加Ｉ任务．我们决定采用线切割加Ｉ凸轮曲线，因此进行了相关Ｉ艺攻关。
Ｉ■，ｒ＿主ｄ＊＂＊ｏ司的两台新线切割机床均为近ｎ年来新购ｉ的设备，特别是２００３年新话ｉ的。
大量“鳢切割机Ａ，精度较高。
凸轮线切割程序编制目Ｈ在电脑±采用１ｃＡｘＡ线切割。
软件进行自动犏程．再用软盘传辅刘机床±进行加Ｉ，底面留椿加Ｉ余量ｏ＿０５ｍｍ，钳Ｉ修研并柱测曲线台格月再磨去底面到尺寸。
经过分析，诬方霉可行ｏ！ｉ￡ｊ≠±Ｈ根据Ｉ艺加Ｉ卡片和产品零＃目目凸轮曲线描述为凸轮表面有切线加、指数曲线８卿直线“孵威．检验指数曲线日Ｃ对盯项尖中心的ｉ动轨迹应符台方程段曲线方《。
给出起始点位ｉ。
井附加Ｒ－ｌｍｍ的硬尖检测用表和Ｒ一４ｍｍ的月具加Ｉ凸轮用表．每Ｓｏ｜．ｄＷｏｒｋｓ与ＣＡＸＡＷＥＤＭ相结合模拟加工精密凸轮口■ｎ＊自＃￥十自＃＊ｉｍｏ目ＩＺ＊￡女目张表格均栗集顶尖轴线和月具轴线曲线数据为６８＾。
曲线方ｇ和柠测月表都Ｔ是针对凸轮的实际曲线表面的．都是条空间曲线，ｔ条曲线无法用于线切割犏程。
基于CAXA的凸轮CAD／CAM技术
开 发 或利 用 Ｃ Ｄ 软件 包 ，设 计 绘制 二 维和 三 维 凸 Ａ
轮工 程 图样 的技术 过程 和方 法 。
而 且 通 过 Ｃ ／ ＡＭ 一 体 化 集 成 ，可 容 易 地 加 ＡＤ Ｃ 工 出高 精 度 的 凸轮 设 计 轮 廓 。 同时 其 最 大 的 优 越
强的推广意义。
关键 词 ： 凸轮 ；Ｃ Ｄ；Ｃ Ａ ＡＭ；Ｃ Ａ ＡＸ 制造工程师
中 图 分 类 号 ：Ｔ １ ４ Ｈ ６ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： １ ０—０ （ ０ １ ３ 下 ） ０ ３ ４ ９ １ ４ ２１ ） （ 一０ ２—０ ０ ３
Ｄｏｉ １ ３ ６ ／ ． ｓ １ ０ －０ ４． ０ １． （ ）． ９ ： ９ ９ Ｊ ［ ｎ． ９ １ ２ １ ３ 下 。 ０． ｓ ０ ３
０ 引言
凸轮 作 为机 械 系统 中 的重 要 零件 ，在 各 种 定
位 装 置 ，特 别是 在 自动 执 行 机 构 中得 到 广泛 的 应 用 。平 面 凸轮 机 构 的 设 计 ，实 际 上 是 凸轮 轮 廓 曲 线 的设 计 ，凸轮 机 构 能 否 按 照 预 期 的运 动 规 律 良 好 地工 作 ，主 要 取 决 于 凸 轮 轮 廓 曲 线 ，凸轮 轮 廓 的 设 计 与制 造 精 度 决 定 了 凸轮 机 构 的 工 作 精 度 。
制 凸 轮 轮 廓 曲线 ， 虽然 设 计 精 度 较 高 ，但 还 是 受 设 计 者设 计能 力 的影 响 。 同时 ，在 制造 环 节上 还
要 受 到 制造 工 艺 方ＡＤ软 件 提 供 的二 维 图素 图 元 的能 力 相 同 ，几 乎
公式曲线在CAXA中的应用
公式曲线在CAXA 中的应用南京工业职业技术学院 (江苏 210007) 屠 岭 设计复杂型面产品时,经常会涉及到公式曲线的绘制。
特别是盘形凸轮,设计方法主要有图解法和解析法,加工方法有手工画线加工和数控铣削加工,大批量生产亦可采用仿形铣加工。
图解法直观、简单,但是手工作图选取的等分数有限、精度差。
以此为基础的手工画线加工的精度和加工表面精度都比较低。
解析法设计虽然解决了凸轮精度问题,但要得到完整的凸轮轮廓曲线就要编制复杂的程序。
用CAX A 制造工程师软件可方便准确地绘制出各种公式曲线的图形,利用它的加工模块可自动生成数控加工机床识别的NC 程序。
下面就盘形凸轮的设计为例,说明公式曲线的应用。
图1为一平面凸轮的轮廓曲线坐标图,图中BC 段为阿基米德螺旋线,CD 和E A段曲线为余弦曲线。
图1 平面凸轮的坐标图11阿基米德螺旋线的画法(1)阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为ρ=at +P 0式中 a ———阿基米德螺旋线系数,mm/°,表示每旋转1°时极径的增加(或减小)量t ———极角,单位为(°),表示阿基米德螺旋线转过的总度数P 0———当t =0°时的极径,mm(2)计算①点B 和点C 之间的阿基米德螺旋线系数a 。
B 点的极径为65155,C 点的极径为58,B 至C 点转过48°,每转过1°时极径的增大量就是a ,故该段的阿基米德螺旋线系数为:a =(65155-58)/(148-100)=011573(mm/°)②起始角和终止角。
由图1中可以直接算出,这段阿基米德螺旋线的起始角为32°,终止角为80°。
③计算当极角t =0°(即X 轴正向)时的极径P 0。
P B 点(极角为80°)时的极径P 80=65155mm ,极角每减小1°时极径减小a =011573mm/°,当极角减小至t =0°时的极径为P 0。
最新第10章凸轮
第10章凸轮的造型与加工凸轮造型凸轮二维图10.1 凸轮的实体造型造型思路：根据上面给出的实体图形，我们能够看出凸轮的外轮廓边界线是一条凸轮曲线，我们可通过“公式曲线”功能绘制，中间是一个键槽。
此造型整体是一个柱状体，所以我们通过拉伸功能可以造型。
然后利用圆角过渡功能过渡相关边即可。
10.1.1 绘制草图1．选择菜单【文件】－【新建】命令或者单击“标准工具栏”上的图标，新建一个文件。
2．按F5键，在XOY平面内绘图。
选择菜单【应用】－【曲线生成】－【公式曲线】命令或者单击“曲线生成栏”中的图标，弹出如图0－0所示的对话框，选中“极坐标系”选项，设置参数如图。
3．点击“确定”按钮，此时公式曲线图形跟随鼠标，定位曲线端点到原点，如图图定位曲线到原点4．点击“曲线生成栏”中的直线工具，在导航栏上选择“两点线”、“连续”、“非正交”如图。
将公式曲线的两个端点链接，如图5．选择“曲线生成栏”中的“整圆”工具，然后在原点处点击鼠标左键，按“Enter”键，弹出输入半径文本框，如图设置半径为“30”，然后按“Enter”键。
画圆如图6．点击“曲线生成栏”中的直线工具，在导航栏上选择“两点线”、“连续”、“正交”、“长度方式”并输入长度为12，按回车键，参数如图。
7．选择原点，并在其右侧点击鼠标，长度为12的直线显示在工作环境中，如图8．选择“几何变换栏”中的“平移”工具，设置平移参数如图。
选中上述直线，点击鼠标右键,选中的直线移动到指定的位置。
9．选择“曲线生成栏”中的直线工具，在导航栏上选择“两点线”、“连续”、“正交”、“点方式”，参数如图。
10．选择被移动的直线上一端点，在圆的下方单击鼠标右键。
如图注意：直线要与圆相交11．通上步操作，在水平直线的另一端点，画垂直线。
如图12．选择“曲线裁剪”工具，参数设置如图。
修剪草图如图13．选择“显示全部”工具，绘制的图形如图14．选择“曲线过渡”工具，参数设置如图，选择如图鼠标处的两条曲线，过渡如图所示。
caxa方程式绘制凸轮实例讲解
图2-112 公式曲线对话框
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Ž 点击“确定”按钮，此时公式曲线图形跟随鼠标，定位曲线端点到 原点，如图2-113所示。 • 点击“曲线生成栏”中的直线工具 ，在导航栏上选择 “两点线”、 “连续”、“非正交”如图。将公式曲线的两个端点链接，如图 2-114所 示。
图2-121 半径为20的的圆弧过渡
图2-122 半径为15的的圆弧过渡
图2-115 画圆
图2-116 画线
• 选择“几何变换栏”中的“平移”工具 ，设置平移参数如图2-117 所示。选中上述直线，点击鼠标右键，选中的直线移动到指定的位 置。 • 选择“曲线生成栏”中的直线工具，在导航栏上选择 “两点线”、“连 续”、“正交”、“点方式”，参数如图2-117所示。 ‘ 选择被移动的直线上一端点，在圆的 下方单击鼠标右键。如图2118所示。
图2-114 链接公式曲线的两个端点 图2-113 定位曲线到原点
步骤 2
绘制凸轮内部轮廓
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Œ 选择“曲线生成栏”中的“整圆”工具，然后在原点处点击鼠标左 键，按 “Enter”键，弹出输入半径文本框，如图设置半径为“30”，然后按回车 键。画圆如图2-115所示。 • 点击“曲线生成栏”中的直线工具 ，在立即菜单上选择“两点线”、“连 续”、“正交”、“长度方式”并输入长度为12，按回车键，参数如图2-116 所示。 Ž 选择原点，并在其右侧点击鼠标，长度为12的直线显示在工作环境 中，如图2-116所示。
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凸轮
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图2-111 凸轮
步骤 1
绘制凸轮外部轮廓
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Œ 选择菜单【文件】－【新建】命令或者单击 “标准工具栏”上的 图标 ，新建一个文件。 • 选择菜单【造型】－【曲线生成】－【公式曲线】命令或者单击 “曲 线生成栏”中的 图标 ，弹出如图 2-112所示的对话框，选中 “极坐标 系”选项，设置参数如图 2-112。
绘制凸轮 (2)
凸轮作为一种通用的传动机构,有其特殊的设计和加工方法.文章探讨了基于UG的凸轮参数化建模技术,建立了绘制凸轮理论轮廓曲线的表达式,成功地实现了盘形凸轮的参数化建模,为在UG中实现凸轮的无图加工及运动、动力分析提供了必备的实体模型1 序言Unigraphics软件是一个集成化的CAD /CAECAM系统软件,它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具,这些工具可以对产品进行设计(包括零件设计和装配设计)、工程分析(有限元分析和运动机构分析)、工程图绘制、数控加工程序编制等,极大地提高了企业的技术创新能力和对市场的快速反应能力。
UG NX基本工作流程是:设计人员先按照有关理论对零件造型,接着就可利用其数字化装配尽早发现问题,如检查干涉和间隙调整。
利用其工程分析功能可以验证其运动学和动力学性能,据此可进一步完善设计。
完善后的零件,一方面可自动转换为工程图以便加工,另一方面可根据需要,将一些复杂型面直接转换为数控加工程序。
显然造型是第一步,也是比较重要的一步。
凸轮机构在现代机械中越来越广泛的得到应用，由于只需设计适当的轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，同时在某些机构中通常要求从动件的位移、速度或加速度按照给定的规律变化;若采用连杆机构实现给定的运动规律比较困难，特别是较复杂的运动规律很难实现;但凸轮机构能较易实现复杂运动规律，同时凸轮机构还具有结构简单、体积小等优点。
当前，在凸轮的设计过程中，利用计算机进行辅助设计已经成为主流，在UG的建模环境中利用UG表达式和规律曲线来快速准确的生成凸轮轮廓曲线，从而完成凸轮的三维实体建模。
在装配环境中将凸轮与从动件按其匹配关系进行装配，从而实现凸轮机构的三维造型。
在运动环境中，通过定义连杆、添加运动副对凸轮机构进行仿真运动和运动分析，通过仿真过程判断凸轮机构的运动结果是否与设计要求相一致，从而对凸轮机构进行改进。
2 盘形凸轮零件分析图1是我公司生产某型号产品中的凸轮零件，偏心距为10mm，机构在运动过程中的运动规律为：当凸轮转过60°时，推杆等加速等减速上升10mm;凸轮继续转过120°推杆停止不动，凸轮再继续转过60°时，推杆等加速等减速下降10mm;最后，凸轮转过所余下120°时，推杆又停止不动。
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图2-112 公式曲线对话框
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Ž 点击“确定”按钮，此时公式曲线图形跟随鼠标，定位曲线端点到 原点，如图2-113所示。 • 点击“曲线生成栏”中的直线工具 ，在导航栏上选择 “两点线”、 “连续”、“非正交”如图。将公式曲线的两个端点链接，如图 2-114所 示。
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图2-118 画直线 图2-117 立即菜单参数
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’ 同上步操作，在水平直线的另一端点，画垂直线。如图2-118所 示。 “ 选择“曲线裁剪”工具 ，参数设置如图。 修剪草图如图2-119所 示。 ” 选择“显示全部”工具 ，绘制的图形如图 2-120所示。
图2-114 链接公式曲线的两个端点 图2-113 定位曲线到原点
步骤 2
Байду номын сангаас
绘制凸轮内部轮廓
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Œ 选择“曲线生成栏”中的“整圆”工具，然后在原点处点击鼠标左 键，按 “Enter”键，弹出输入半径文本框，如图设置半径为“30”，然后按回车 键。画圆如图2-115所示。 • 点击“曲线生成栏”中的直线工具 ，在立即菜单上选择“两点线”、“连 续”、“正交”、“长度方式”并输入长度为12，按回车键，参数如图2-116 所示。 Ž 选择原点，并在其右侧点击鼠标，长度为12的直线显示在工作环境 中，如图2-116所示。
图2-121 半径为20的的圆弧过渡
图2-122 半径为15的的圆弧过渡
图2-119 曲线裁剪
图2-120 显示全部图形
步骤 3
曲线过渡
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Œ 选择“曲线过渡”工具，参数设置如图2-121所示，半径为20，选择 如图鼠标处的两条曲线，过渡如图2-121所示。 • 将圆弧过渡的半径值修改为15，如图2-122，选择如图鼠标处两 条曲线，过渡如图2-122所示。
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凸轮
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图2-111 凸轮
步骤 1
绘制凸轮外部轮廓
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Œ 选择菜单【文件】－【新建】命令或者单击 “标准工具栏”上的 图标 ，新建一个文件。 • 选择菜单【造型】－【曲线生成】－【公式曲线】命令或者单击 “曲 线生成栏”中的 图标 ，弹出如图 2-112所示的对话框，选中 “极坐标 系”选项，设置参数如图 2-112。
图2-115 画圆
图2-116 画线
• 选择“几何变换栏”中的“平移”工具 ，设置平移参数如图2-117 所示。选中上述直线，点击鼠标右键，选中的直线移动到指定的位 置。 • 选择“曲线生成栏”中的直线工具，在导航栏上选择 “两点线”、“连 续”、“正交”、“点方式”，参数如图2-117所示。 ‘ 选择被移动的直线上一端点，在圆的 下方单击鼠标右键。如图2118所示。