圆柱凸轮的三维参数化设计及数控加工编程
谈圆柱凸轮的数控加工
Y Pe 一 伙 2一 ‘ N， ( T r)。
( 1)
将P。 点沿着槽腔中心线移动，即 可以求出该工序刀位轨迹在x0s平 面 内的展开曲线xs ; 按照加工工序，依 次改变每道工序中的槽宽度B ，即可 i 求出加工所需槽腔所有刀位轨迹的展
开 曲线。
图 圆柱凸轮槽的二维展开图 2
坐标，构造出以下坐标转换公式:
a. 二 尤
圆柱凸轮槽的底部在每一个截面上通常是等深的，一般选用平 底圆柱立铣刀加工。圆柱凸轮铣削加工前通常是一个实心的圆柱 体，要经过开槽、粗加工、半精加工、精加工等工序; 由于槽腔宽 度较大，因此，除开槽工序及粗加工工序的一部分刀位轨迹可以沿
槽腔的中心线生成之外，其余刀位轨迹则必须是沿槽腔中心线向
中图分卷号 : T川 2 交献标识码 : A 空ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ童编号 : 1671一7597 (2006) 0210040- 02
圆柱凸轮槽一般是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽。对圆 柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求: (1) 圆柱凸轮槽的工 作面即两个侧面的法截面线必须严格平行; (2) 圆柱凸轮槽在工作 段必须等宽。这是保证滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动的必要条件。 当圆柱凸轮槽宽度不大时，可以找到相应直径的立铣刀沿槽腔中心 线进行加工，比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽。 据现有 资料介绍，目 前圆柱凸轮的铣削加工都是用这种办法来实现。由于 这种方法有太多的局限性，给实际铣削加工带来许多困难。例如一 旦找不到与槽宽尺寸相等的标准刀具时，就必须对刀具进行改制。 对于槽宽尺寸较大的圆柱凸轮槽，很难找到直径与槽宽相等的 标准刀具。即使有相应的刀具，还要考虑机床主轴输出功率及主轴 和工装夹具刚度的限制，特别是机床主轴结构对刀具的限制。例如 数控机床主轴头为7 : 24的40号内锥，配用JT40的工具系统，则最大 只能使用 f 20m 的立铣刀 ( 不论直柄还是锥柄) 。这对于槽宽为 i m 38m 的圆柱凸轮 ( 就是本文所叙述的加工凸轮) 来说是无法加工 m 的，必须寻求新的加工方法。 下面根据实践经验和分析研究，介绍一种用直径小于凸轮槽宽 的立铣刀对圆柱凸轮槽进行数控加工的方法，称之为宽槽圆柱凸轮 的数控加工。 一、加工工艺 圆柱凸轮槽是环绕在圆柱面上的等宽槽，其加工时沿圆周表面 铣削的范围往往大于360，适于用带有数控回转台的立式数控铣床进 行加工。根据圆柱凸轮的实际结构，选用带键的心轴作凸轮加工时 径向和周向定位基准，以心轴的台肩作轴向定位基准，并用心轴前 端部的螺纹通过螺母压紧圆柱凸轮。 圆柱凸轮的轴向和径向尺寸一般较 大，为了克服由于悬臂加工时切削力 所造成的心轴变形和加工过程中产生 的振颤，使用一个支承于尾座上的、 与数控转台的回转轴线同轴的顶尖顶
基于通用CAM软件的圆柱凸轮数控编程
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圆柱凸轮的数控编程
机械制造 !" 卷 第 !#$ 期
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专题报导
OBP7$ *OAU 可降低槽表面的 粗糙度， 改 变 OBP7$ SRB 值 5 OBP7$ SRB 值 V 刀具直径 L 刀具作圆周运动的直径 6 ， 可使 槽两侧表面保留不同的加工余 量， 在 设 定 OPPQ： PJ 的 情 况 下， 加工余量 V & W / 5 槽宽 L 铣 刀 直 径 6 0 OBP7$ SRB V 分轮 %) ( X 5 &2 L ( 6 0 &%) ( V %， 廓线左、 右， 分别计算并生成如 图(中所示的刀路， 图中的刀路
O G,$,, P., P1( P,,
能满足复杂、 高精度圆柱凸轮数控加工需求的问题。 关键词： 圆柱凸轮 中图分类号： "#$%&’ () ； "*%$$’ $
凸轮 机 构已 广 泛 应用 于 各种 机 械设 备 如 自动 机 床、 包装机械、 纺织机械、 矿山机械等， 它们通过凸轮的 曲线轮廓 0 或凹槽 2 将旋转运动或往复直线运动转变为 从动件的复杂运动， 来满足各自应用场合的不同要求。 凸轮根据形状不同一般分为盘形凸轮和圆柱凸轮两大 类， 由于盘形凸轮为平面曲线轮廓， 加工相对比较简 单， 因此本文主要分析圆柱凸轮的数控编程及加工。
从该程序可以看出， 在加工过程中， 刀具轴线沿槽 腔中心线移动， 且每移动一个 56789 :5;< 后， 移动暂 停 = ! 轴不动 > ， 在该位置上刀具作切槽腔中心线于该 一周后刀具又回到该位 点的平面 = "# 平面 > 圆周运动， 置上， 又开始下一个 56789 :5;< = " 与 ! 联动 > ， 如此 循环完成整个加工。 对 # 值放大通常采用两种方法： ! 用 3?@ABC803 软件的文件编辑功能， 对 D8 文件用 38;E$5 编辑器 打开， 在 D8 FAGH@ 的下拉菜单中 选 :I?HBJ 即可放大 # 值； " 用 8 语言编写一小程序进行处理。 = - > 特殊圆柱凸轮的编程分析 特殊圆柱凸轮的 编程在此之前一直未能有效地解决。 用“ 偏距 ” 的方法加工， 则易产生卡死现象。 如图 1 所示为加工上述圆柱凸轮回程部分槽腔， 槽 宽 为 *. 用直径为 + KK 的铣刀 “ 偏距 ” 加工。 在槽腔法向截 KK， “ 面 $$ 上， 偏距 ” 加工点 !、 及槽腔 % 的铣刀中心线， 中心线上加工点 & 的铣刀中心线， 在实际加工时均通 过圆柱凸轮的回转轴线， 因此加工 !、 %、 & 点的铣刀 中心线互不平行， 也不在同一平面上， 在 $$ 截面上可
圆柱凸轮加工工艺及数控编程
摘要机械产品正沿着两个方向发展：一是大型化、自动化、精密化、高速化和成套化，二是小型化、多功能、结构简单、使用可靠和成本低廉。
在此发展进程中，各种各样的自动机械占有令人瞩目的重要地位。
以凸轮机构为核心，已发展出成千上万种高效、小型、简易、精密、价廉的自动机械，遍布各行各业。
本文针对圆柱凸轮的特点，并结合五轴高速铣削加工技术，对圆柱凸轮的造型，加工工艺，CAM编程以及后置处理均进行了探讨研究，来提高圆柱凸轮加工质量。
关键词：圆柱凸轮；五轴数控加工；高速铣削加工技术AbstractMechanical products along two directions: one is the large-scale, precision, automation, high speed and complete, two is miniaturization, multifunction, simple structure, reliable use and low cost. In the course of development, the important position of various automatic machinery occupies a great. In cam mechanism as the core, has developed the automatic mechanical thousands of high efficiency, small, simple, precise and cheap, in all walks of life.Based on the characteristics of globoid indexing cam, and the combination of processing technology of five axis high-speed milling, the cam shape, processing technology, CAM programming and post processing were conducted a study, to improve the processing quality of the globoidal cam.Keywords: globoidal cam; five axis NC machining; high-speed milling technology目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (1)图表目录............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
基于Creo2.0参数化设计的凸轮机构教学研究--以圆柱凸轮为例
2021年第2期(总第145期)济南职业学院学报.r.«：Apr.2021No.2(Siri：l No.145)基于Creo2.0参数化设计的凸轮机构教学研究----以圆柱凸轮为例孙悦史建国刘晴(济南职业学院，山东济南250103)摘要：目前，在讲解凸轮机构时，均采用图解法进行教学，但对于圆柱凸轮,其从动件的导路与凸轮的运动平面垂直，属于空间凸轮机构，用图解法表达空间曲面比较困难。
通过圆柱凸轮作为实例，利用Creo2.0的参数化设计功能，分别绘制出推程角轮廓线、远休角轮廓线、回程角轮廓线、近休角轮廓线与凸轮外圆线，利用Creo2.0扫描功能，生成凸轮实体，并利用变参功能获得不同的圆柱凸轮轮廓，克服了图解法的缺点。
关键词:Creo2.0；设计；凸轮机构中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1673-4270(2021)02-0048-04一、弓言凸轮机构是机械中的一种常用机构，是凸轮作为主动件连续等速运动，而从动件能按任意要求的预期运动规律运行。
常用的从动件运动规律一般采用等速运动、等加速等减速运动、简谐运动等，任何一种运动规律都是一个连续的轨迹[1]。
在我们的教学中，对凸轮轮廓的设计目前都采用图解法进行教学，图解法就是做出从动件运动规律的位移线图，从中截取适当点，然后在基圆上绘制凸轮轮廓。
但是对于圆柱凸轮，其从动件的导路与凸轮的运动平面垂直，属于空间凸轮机构，用图解法表达空间曲面比较困难，因此在教学过程中，圆柱凸轮机构的教学往往是一大难点。
随着计算机软件的应用，将Creo2.0的功能与机械工程相结合，解决了原来教学中的棘手问题。
Creo2.0是美国PTC公司推出的一套博大精深的机械三维CAD/CAM/CAE参数化软件系统，能运用到工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出和生产加工成产品的全过程。
在航天、汽车、机械等领域被广泛应用。
本文从这一角度出发，选择凸轮机构中难度较大的圆柱凸轮作为实例，利用Creo2.0的参数化功能,实现其设计,克服了图解法的缺点。
基于Creo的凸轮机构三维参数化设计及运动仿真
基于Creo的凸轮机构三维参数化设计及运动仿真刘鹏冯立艳李静卢家宣蔡保杰冷腾飞苗伟晨（华北理工大学以升创新基地河北·唐山063210）摘要本文主要介绍用Creo对凸轮机构进行参数化设计并以圆柱槽状凸轮机构为例进行运动仿真，再通过C#软件完成人机交互，即操作人只需在程序界面输入槽状凸轮相应参数即可完成凸轮的三维建模，从而绘制出相应的位移、速度、加速度曲线进入仿真和分析环节。
这样即缩短了凸轮的设计周期提高了设计质量，并且解决了凸轮教学课程存在的设备成本高、设备数量少、实验时间和空间受限等难题。
关键词凸轮Creo参数化仿真中图分类号：TP391.9文献标识码：A1基于Creo软件下的凸轮三维建模1.1Creo环境下槽状凸轮机构三维参数化造型基本思路（1）参数化过程需准备可变参数包括行程、推程角、远休角、回程角、近休角、外径、壁厚、基底高度、凸轮高度、槽深、槽宽，以上变量成为参数组。
（2）通过根据凸轮不同运动规律编写推程、远休止、回程、近休止段凸轮轮廓线方程，本例应用的凸轮推程回程为正弦加速度运动规律。
（3）分段绘制出理论轮廓曲线，将各段曲线首尾相连封闭，即为完整的凸轮理论廓线。
（4）生成凸轮实体；加入参变量，实现参数化。
1.2三维建模具体步骤Creo是如今今应用最广的三维绘图软件之一，主要用于参数化实体设计，它所提供的功能包括实体设计、曲面设计、零件装配、建立工程图、模具设计、、电路设计、装配管件设计、加工制造和逆向工程等。
其系统特性主要包含单一数据库、全参数化、全相关、基于特征的实体建模等，不仅能实现零件的参数化设计，也可以方便地建立各零部件的通用件库和标准件库，从而提高设计的效率和质量。
1.2.1槽状凸轮机构的三位参数化建模自行设定初步参数组，注意推程角、远休角、回程角、近休角之和为360，（2）运行creo软件，新建零件，进入界面。
（3）选择【工具：程序】，出现菜单管理器，选择编辑设计，出现记事本，在IN PUT和END PUT语句中间输入语句，然后存盘，确认将所做的修改体现到模型中，最后在菜单管理器中输入设定的初步参数值。
圆柱分度凸轮的曲线设计与数控加工解析
为保证凸轮的制造精度和滚子沿凸轮凹槽的滑行顺利，
必 须 要 求 两 方 面 的 运 动 同 步 且 动 作 协 调 。根 据 这 种 要 求 ，
圆柱分度凸轮就必须采用带有数控分度头的四坐标联动
数控铣床或加工中心来加工。
2 曲线的计算和曲线修正
圆 柱 分 度 凸 轮 的 凹 槽 曲 线 是 一 条 复 合 运 动 曲 线 ，这 条
圆柱分度凸轮是自动机械中常见的一种用于转位的 凸 轮 ，又 叫 圆 盘 转 位 凸 轮 ，其 外 形 与 圆 柱 凸 轮 相 似 ，但 曲 线 凹 槽 是 不 封 闭 的 ，滚 子 可 以 轻 松 的 进 入 和 退 出 凹 槽 （ 如 图 １ 所示）。工作中，凸轮作为主动轴，分度盘作为从动轴 旋 转 ， 分 度 凸 轮 回 转 一 定 角 度 ，则 固 定 在 圆 盘 上 的 滚 子 就 可以进入凸轮曲线凹 槽 中 ，并 在 曲 线 凹 槽 中 运 动 ，从 而 带 动圆盘转动一 定角度，形 成 了 分 度 盘 的 间 歇 运 动 ，完 成 了 使圆盘分度的目的。
3 引导圆弧线的计算
为 方 便 滚 子 能 够 轻 松 的 进 入 和 退 出 圆 柱 分 度 凸 轮 ，有
必要在凸轮的入口处和出口处设计引导圆弧。引导圆弧
的设计原则如下：
① 圆 弧 半 径 选 择 合 理 ，既 能 保 证 滚 子 到 达 正 确 的 预 定
位置，又能避免滚子在进入凸轮时发生碰撞 。
消 除 反 向 间 隙 。当 数 控 分 度 头 带 动 凸 轮 再 沿 反 向 旋 转 加 工
时 ，同 样 也 加 入 一 段 消 除 反 向 间 隙 的 额 外 行 程 即 可 。
（５）刀具的半径补偿：在数控机床上加工圆柱形凸轮时，
柱面凸轮的三维设计及数控加工
柱面凸轮的三维设计及数控加工作者：杨延波来源：《CAD/CAM与制造业信息化》2013年第07期本文介绍柱面凸轮在数控加工中，使用Pro/ENGINEER、CAXA制造工程师以及VERICUT软件进行三维造型、NC程序生成和仿真校验的过程。
在实际加工之前，检查出多轴加工中的干涉及碰撞问题，并进行调整和修改，提高了多轴数控加工中NC程序的准确性和可靠性。
一、引言柱面凸轮的加工一般需要在4轴数控加工中心机床上进行，可保证数控加工的高效率和高质量。
手工编程已不能满足多轴加工编程的要求，须借助CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。
本文介绍柱面凸轮加工过程中的三维造型、NC编程和仿真校验过程，可提高多轴NC 程序的准确性和可靠性。
二、使用Pro/ENGINEER软件进行三维造型根据柱面凸轮零件图可知：需在圆柱面上加工1个0°～360°范围内的空间曲线槽，槽的宽度和深度均为16mm，凸轮行程为40mm，其他尺寸和参数如图1所示。
在Pro/ENGINEER软件中进行三维造型时，使用关系、图形基准特征和可变剖面扫描的方法进行柱面凸轮的三维造型设计。
1.创建柱面凸轮的基础实体使用拉伸或旋转命令创建柱面凸轮的基础实体，并创建键槽和倒角特征。
创建柱面凸轮的基础实体时，应确保Pro/ENGINEER实体模块中坐标系的Z轴与该基础实体的轴线方向一致，如图2所示。
2.创建公式曲线选择“插入”菜单→“基准模型”→“图形”命令，输入名称“gr1”，绘制二维曲线，该曲线为柱面凸轮的行程，如图3所示。
该图左下角为草绘界面中创建的坐标系。
3.创建基准平面和草绘曲线创建基准平面DTM1，并在该基准平面上创建草绘曲线，该曲线为Φ98mm的圆，如图2所示。
4.创建柱面凸轮的槽特征使用“可变剖面扫描”命令创建柱面凸轮的槽特征，选取上个步骤中创建的草绘曲线为轨迹，点击“草绘”按钮，绘制二维剖面，如图4所示。
选择“工具”→“关系”命令，输入关系式sd3=evalgraph““gr1”，trajpar*360”。
空间圆柱凸轮槽的数控加工及编程实例
需采 用 多 个 走 刀加 工 ， 可 先 中 间 开槽 ， 然 后 的 位 置 要 求 ， 防止铣 刀在铣 削的过程 中由
侧面的法截面线必 须严格平行 ； （ ２ ） 圆柱 凸 再 分 别 加 工 两 侧 面 ， 如 果在 编 写 程 序时 ， 不 于 凸 轮 轮 槽 的 一侧 是 逆 铣 加 工 ； 另一 侧 是
具规格 ／ ａ ｒ ｍ 西１ ０ 中１ ２ 西１ ３
士轴转速 进 给速 度 背吃 厂 Ｊ 量 备注
ｒ ／ｍ ｌ ｎ ｍ ｍ ／ｍ ｍ ／ ｍ ｍ
６ ０ ０ ６ ０ ０ ｌ Ｏ ０ ｏ
６ ０ ６ ０ ８ ０
３ ． ５ ７ ． ５ ７ ． ５
鳊程 过 程 中举 一 反 三 。
荚 键词 ： 数控 壕程 圆柱凸轮槽 加工 工艺 中 图分 类 号 ； Ｔ Ｇ ６ ５ ９ 文献 标 识 码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ —３ ７ ９ １ （ ２ ｏ １ ３ ） ０ ９ （ ａ ） 一 ０ ０ １ １ － ０ ２
４５。
积小 、 结 构 紧凑 、 刚性好、 转 动 扭 矩 大 等 优
点。 但 圆 柱 凸轮 机 构 属 于 空 间 凸轮 机 构 ， 数
手 工 编 程 过程 如 下 所 述 。
开 曲线 图 形轨 迹 ， 不 考 虑 刀具 半 径补 偿 。
（ ２ ） 对 于 槽 宽 尺 寸 较 大 的 圆柱 凸轮 槽 ，
轮槽在 工作段必须等 宽 。 这 是 保 证 滚 子 在 使 用 刀具 半 径 补 偿 ， 那 么加 工 槽 腔 两 个 侧 顺 铣 加 工 ， 这 样 使 刀具 受 到 的 切 削 力 不等 ， 圆柱 凸轮 槽 中平 稳 运 动 的 必 要 条 件 。
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计
空间圆柱凸轮的数控加工工艺设计3俞 庆1,刘荣昌2,陈春明2,马淑英2,张 侃1(1.常州工学院机电学院,江苏常州 213002; 2.河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004)摘 要:根据空间圆柱凸轮的结构特征、使用和工作特性等要求,确定空间圆柱凸轮数控加工的具体内容,拟定空间圆柱凸轮的数控加工工序,介绍工件坐标系、对刀点及换刀点的确定办法和切削用量的计算调整办法,在Fadal 立式加工中心加工后的零件经用户检测和使用,完全满足圆柱凸轮的使用要求。
关键词:空间圆柱凸轮;数控加工;工艺中图分类号:T H164 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2006)04-0078-02Techn i ca l desi gn for NC processi n g of spa ti a l cyli n dr i ca l camYu Q ing 1,L iu Rong -chang 2,Chen Chun -m ing 2,Ma Shu -ying 2,Zhang Kan1(1.School of m echanical and electronic engineering,Changzhou university,Changzhou J iangsu 213002,China;2.Hebei nor m al university of science and technology,Q inhuangdao Hebei 066004,China )Abstract:Based on the structural character and the kine matic and kinetic de mand of cylindrical ca m,detailed contents of NC p r ocessing of s patial cylindrical ca m are worked out and the NC working p r ocedure is p repared .The selecting methods of the zer o point and changing point of the cutting t ool and the coordinate syste m of workp ieces and the calculati on and adjusting method is intr oduced .Finished p r oducts,which manufactured by fadal machining centre,are fully meeting t o the using re 2quire after users ′testing and using .Key words:s patial s patial cylindrical ca m;NC p r ocessing;technics 空间圆柱凸轮具有体积小、结构紧凑、传递扭矩大和转速高等优点,它在包装、农业机械、纺织、轻工、食品及制药等自动化机械中广泛应用。
基于UGNX的圆柱凸轮轮廓曲线的参数化设计
基于UGNX的圆柱凸轮轮廓曲线的参数化设计摘要凸轮机构是一种广泛应用于各种机械和控制装置中的高副机构，只要能正确设计出凸轮的轮廓曲线，就可以通过凸轮机构实现各种复杂的预定的运动规律。
针对传统凸轮轮廓曲线设计方法的缺陷和不足，本文介绍了集cad/cae/cam于一体的三维参数化软件ugnx在设计复杂圆柱凸轮轮廓曲线中的应用，为优化凸轮轮廓曲线设计方法提供了一定的参考依据。
关键词 ugnx；圆柱凸轮；轮廓曲线；参数化设计中图分类号th112.2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）37-0106-010 引言凸轮机构是一种常见的高副机构，它结构简单紧凑，能够实现各种复杂运动，广泛应用于各种机械装置中。
只要正确设计出凸轮机构的轮廓曲线，就可以使从动件实现预期的各种复杂的运动规律，所以凸轮轮廓曲线的设计是整个凸轮机构设计中决定成败的重要环节。
在实际工程应用中，凸轮机构的轮廓曲线通常采用两种方式获取，即作图法与解析法，作图法设计过程简单，设计的轮廓曲线的精度较低，能满足不重要的场合，而对于高速高精度的凸轮必须采用解析法建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线，精确度较高，能满足在数控机床加工，但计算的工作量很大。
因此，采用传统方法来设计凸轮轮廓曲线，存在很多缺点，造成产品的设计周期长和产品更新换代慢，不适宜在现代化生产中应用。
本文将通过使用当今世界上先进的集cad/cae/cam于一体的三维参数化软件ugnx，运用ugnx的强大功能对凸轮轮廓曲线进行参数化设计，能有效解决传统设计中存在的诸多问题，优化凸轮轮廓曲线的设计方法。
1 凸轮理论轮廓线数学模型建立直角坐标系，a0点为凸轮轮廓线起始点，r1为基圆半径。
当凸轮转过θ角度时，推杆产生相应位移l，此时滚子中心位于a 点，凸轮的理论轮廓线方程为式中：e-偏距，2 凸轮轮廓曲线的参数化设计2.1 创建圆柱凸轮主体特征进入ugnx6.0，单击工具栏中的“新建”按钮，选择模型菜单中的“模型”，单位使用系统默认的“毫米”，再选择存储路径，然后单击“确定”按钮。
C6146车床圆柱凸轮的加工方法
零件 尺寸要 求 ：保证 外 圆直径 为 ￣ １ ８ ０ ｈ ｌ ｌ ，内孔
参 蠡 籼 …
薹 ２ ７
Ｔ 妯 山 。 Ｉ 工 艺
Ｃ ６ １ ４ ６车床圆柱凸轮的加工方法
广州市轻工技师学院 （ 广东
中 捷 机 床 有 限公 司
５ １ ０ ２ ２ ０ ） 刘泳生
刘 佩 茹
直径 为 ０ Ｈ ７ ，圆 柱 凸 轮 槽 宽 为 （ １ ０±０ ． ０ ５）ｍ ｍ，
（ 辽 宁 沈 阳 １ １ ０ １ ４ ２ ）
随着 科 学 技 术 的发 展 ，机 械 加 工 技 术 不 断 提 升
改进 ，由于数 控 设 备 的 诞 生 ，像 圆 柱 凸 轮 等 复 杂 零
部件 的加 工 技 术 也逐 步成 熟 。 圆柱 凸轮 槽 这 种 较 为
槽 深为 １ ０ ｍ ｍ， 槽 两 侧 表 面粗 糙 度 值 为Ｒ ＝ ３ ． ２ ｔ ｘ ｍ，
槽 两侧 与 内孔 ４ ， ５ ｏｍｒ ｆ ｌ 垂 直度 为 ０ ． ０ ３ ｍ ｍ。
６ ７ 。 ：
特殊 的线 性 圆柱 面沟 槽 也 在 各 种机 构 中得 以更 广 泛 应用 ，主要 应用 于机 械 机构 中的 移动 和 旋转 控 制 中 。 本文 针对 Ｃ ６ １ ４ ６车 床 副柱 凸轮 以往 的陈 旧加 工 方法 ，
垂 直度 要 求 ，保 证 加 工 的稳 定 性 和 提 高 生 产 效 率 ，
图１ Ｃ ６ １ ４ ６ ／ Ｃ ６ ２ ４ ６ 车床主轴箱
特 别制作 一个 零 件 锁 紧 装 置 （ 见图３ 、图 ４ ） ，通 过
前端 压块 和 卡 盘 端 面压 紧 圆柱 凸轮 ，后 端 压 块 顶 住
根据该 圆柱 凸轮 有 ＋１ ４ ０ ｍｍ 内孑 Ｌ ，所 以加 工 圆
圆柱凸轮参数化建模方法研究
圆柱凸轮参数化建模方法研究侯青林①(中冶集团北京冶金设备研究设计总院 北京100029)摘要 Solid Works 软件具有强大的曲面、实体建模能力,利用其成熟的三维技术,结合圆柱凸轮的机构特点,分别采用三种方法实现了一种圆柱凸轮的参数化建模,并验证了此三维模型。
通过对建模方法的比较,找出了一种最简洁,灵活,实用的全参数化方法,对建立其他形式复杂圆柱凸轮参数化模型具有一定的参考价值。
关键词 Solid Works 圆柱凸轮 参数化模型Research on Param etr i c M odeli n g of Cyli n dr i ca l CamHou Q inglin(Beijing Central Research &Design I nstitute f orMetallurgical Equi pment ofMCC Gr oup,Beijing 100029)ABSTRACT Solid Works is a very powerful design s oft w are for modeling surface and s olid .By making use of its advanced three 2di m ensi onal technical,this paper adop ts three methods t o realize the para metric modeling of a cy 2lindrical ca m according its structure characteristics,and this 3D model is verified subsequently .Thr ough comparis ons of build modeling,the method of para metric modeling is very concise,flexible and p ractical,which p r ovides a refer 2ence on the para metric modeling of the other comp licated cylindrical ca m.KE YWO R D S S olid Works Cylindrical ca m Para metric model1 引言圆柱凸轮机构在机械工程领域中得到了广泛的应用,与平面凸轮机构相比,具有体积小、结构紧凑、刚性好、分度数大和传动扭矩大等优点[1]。
圆柱分度凸轮机构的设计及凸轮的数控加工
是由 s1 ( z , y) 和 s2 ( x , z) 两个圆周运动组合产生的 z 、 y 、x 三轴曲线联动而成的空间曲面 。三坐标联动插补
算法是在“函数跟踪法”的基础上提出的 。它能够插补
任意二次曲线 ,并能保证其一阶偏导数连续 。
图 2 曲线展开图
圆柱分度凸轮的廓面为三维空间曲面 。它可以分 解为两个相关坐标系内的二次曲线 。如三维空间曲面 ( x , y , z) ,可以分解为两个相关坐标系 ( x , y) 与 ( y , z) 内的二维曲线 ( y 为公共轴) 。应用“函数跟踪法”原理 可以计算出各自的进给方向 , 但是计算结果并不直接 产生输出 ,而是以公共轴为媒介 (以 y 轴为例) 计算出 最终结果联合输出 。
《液压气动与密封》征订启事
根据科学技术部国科财函 [ 2002 ]号文 ,由中国液压气动 密封件工业协会主办的《液压气动与密封》刊物已正式办理 了从山西迁入北京办刊的手续 ,领取了北京市新闻出版局颁 发的期刊出版许可证 (京期出证字第 4839 号) ,并与北京市 邮政局签订了 2003 年的代发合同 。敬请广大读者 、作者 、广 告客户一如既往 ,继续关注 、支持本刊 ! 同时 ,在订阅 2003 年《液压气动密封》时 ,请使用本刊新的国内统一刊号 : CN11 - 4839/ TH 和新的邮发代号 :82 - 152 。
圆柱凸台(带H)的数控加工工艺与编程(FANUC 0系统)
圆柱凸台（带H）的数控加工工艺与编程(FANUC 0系统)1 零件分析（1）零件图样如图图1，零件包括外圆柱阶梯面，通孔，H字型等加工。
材料为08F低碳钢，毛坯尺寸。
（2）精度分析本零件无特殊精度要求。
对于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，正确设置刀补以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。
（3）表面粗糙度加工面要求均为。
对于粗糙度要求，主要是通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。
2 工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备（1）确定装夹方案，定位基准，编程原点，加工起点，换刀点由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。
加工中心的换刀点是固定的，故编程原点取为工件上表面圆心点。
（2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用加工中心加工。
数控系统选用FANUC-0。
机床选用标准立加工中心。
加工路线为：铣外圆柱阶梯面→铣H字→铣通孔→完成。
（3）刀具的选用根据加工内容，可选用SC215.17.16-20的平底刀，DZ2000-10的平底刀，两刀具的刀片材料均选用硬质合金。
具体情况见下表：表1序号刀具号刀具名称及规格切削刃数数量加工表面1T01φ20的平底刀21侧面+全底面2T02φ10的平底刀21铣H字和孔（4）确定加工参数主轴转速（n）：硬质合金材料的刀具切削低碳钢工件时切削速度v取45~60m/min，根据公式及加工经验，T01刀具的主轴转速取为800r/min,T02刀具的主轴转速取为1600r/min。
进给速度（）：加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下可选择较高的进给速度，查询相关资料可取铣外圆柱表面的进给速度为120mm/min，铣H字和孔取240mm/min。
（5）轮廓基点坐标的计算（6）制定加工工艺经上述分析，加工工艺见下表：表2材料08F低碳钢零件号0001系统FANUC工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/min）1铣外圆柱阶梯面T018001202铣H字型T021600240 3铣孔T021600 240（7）机床参数设定G54 X= -300.0mm Y= -215.0mm Z= -334.0mmH002= -60.0mm3 编写加工程序加工程序卡表3程序号O0010编程系统FANUC-0程序简要说明N010 G00 G90 G54 X0. Y50.; N020 S800 M03;N030 Z10. M08;N040 G01 Z-10. F150;N050 G02 X0. Y50. I0. J-50.; N060 G00 Z50. M09;N070 M05;N080 G91 G28 Z0.;N090 T02 M06;N100 G00 G90 G54 X-13. Y15.; N110 S1600 M03;N120 G43 Z10. H02 M08;N130 G01 Z-5. F150;N140 Y-15.;N150 G00 Z10.;N160 X13. Y15.;N170 G01 Z-5. F150;N180 Y-15.;N190 G00 Z10.;N200 X-8. Y0.;N210 G01 Z-5. F150;N220 X8.;N230 G00 Z10.;N240 G00 G90 G54 X0 Y0;N250 G01 Z-30.F150;N260 G00 Z50.M09;N270 M05 M30G54定位（0,50）主轴正转,转速800r/min快速移到Z=10点，冷却液开直线插补进给速度为120mm/min 下降到Z=-10圆弧插补主轴回到Z=50 冷却液关主轴停转返回换刀平面换T02刀具G54定位（-13,15）主轴正转,转速1600r/min对T02进行刀补冷却液开直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-5直线插补提刀刀具移动（13，15）直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-5直线插补提刀刀具移动（-8，0）直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-5直线插补主轴回到Z=10G54定位（0,0）直线插补进给速度为240mm/min 下降到Z=-30主轴回到Z=50 冷却液关程序结束。
圆柱凸轮加工程序
7.4.1 圆柱凸轮加工程序如图7-36所示的圆柱凸轮，本例用Mastcam 8.0自动编程加工。
图7-36 圆柱凸轮1．工艺分析所谓圆柱凸轮，就是在圆柱面上加工出按一定规律环绕的曲线沟槽，或在其端面上加工出特殊曲面。
这些沟槽可以是首尾相连封闭式的，也可以是首尾不相连开式的。
凸轮沟槽可以是等宽的，也可以是不等宽的，但通常深度是相同的。
圆柱凸轮机构可以实现任意复杂的运动形式，从动件运动机构在行程中可停留或等速运动，同时具有结构简单、体积小的优点，广泛应用在内燃机、包装机械、纺织机械、计算机外围设备以及自动控制系统等众多领域。
本例圆柱凸轮的材料为40Cr ，其基圆直径为32mm ，槽宽为04.002.012++mm ，工作面粗糙度Ra 为1.6μm ，凸轮槽展开线如图7-37所示（包括凸轮槽中心线及上下轮廓线）。
两端面的平行度误差不大于0.01mm ，φ32H7孔的尺寸精度为0.025mm 、圆跳动度不大于0.01mm ，外圆与内孔的同轴度精度为0.01mm 。
本例圆柱凸轮的加工工序如表7-13所示。
凸轮槽的数控加工是圆柱凸轮加工的关键。
对圆柱凸轮槽的数控铣削加工必须满足以下要求，以确保滚子在圆柱凸轮槽中平稳运动：① 圆柱凸轮槽的工作面即两个侧面的法向截面线必须严格平行。
② 圆柱凸轮槽在工作段必须等宽。
圆柱凸轮槽宽度不大时，通常选择相应直径的立铣刀沿槽腔中心线进行加工，可比较容易加工出符合上述要求的圆柱凸轮槽。
B-凸轮上轮廓线，c-凸轮槽中心线，d-凸轮下轮廓线图7-37 凸轮槽展开线图编制圆柱凸轮的程序是以其展开线为依据的。
2．确定数控加工装夹及刀具三坐标数控铣床只具有X、Y、Z3个直线移动坐标，无法加工圆柱凸轮类零件。
为在三坐标数控铣床上铣削圆柱凸轮，需要增加数控分度头，通过回转轴和直线轴的联动实现凸轮槽的加工。
加工圆柱凸轮前，要先加工一个带有台阶的心轴，台阶端面上配一定位销，并使之和凸轮端面上的定位孔相配合，或者在心轴上加工一键槽，通过键与圆柱凸轮连接，本例采用键连接的方法。
圆柱凸轮数控加工工艺技术研究
工艺与装备３７圆柱凸轮数控加工工艺技术研究玄冠涛邵园园（山东农业大学机电工程学院，泰安２７１０１８）摘要：阐述了圆柱凸轮数控加工工艺的技术方法，重点对圆柱凸轮的加工方法、装夹、工艺路线的制定、加工参数选择、机床反向间隙补偿、圆柱凸轮廓面检测等工艺环节进行了分析研究，并在ＤＭＵ７０Ｖ加工中心上完成了圆柱凸轮的数控加工，提高了圆柱凸轮的加工品质。
关键词：圆柱凸轮数控加工工艺展成法２圆柱凸轮的加工工艺过程２．１数控加工设备加工设备采用德国ＤＥＣＫＥＬＭＡＨＯ公司出品的ＤＭＵ７０Ｖ五轴联动立式加工中心，该加工中心采用的两轴工作台是ＤＥＣＫＥＬＭＡＨＯ公司的专利技术，它是采用４５°斜面达到工作台的立卧转换。
ＤＭＵ７０Ｖ配置有容量６４把刀的刀库，辅助机能可以保证加工中心在加工过程中实现刀具长度、直径自动补偿，螺距误差、丝杠间隙自动补偿，并具有过载保护、故障检测等功能。
它具有能够自动测量刀具的激光测头，及能够检测加工要素的加工精度和定位功能的球形测头。
分度盘圆柱凸轮廓面属于空间复杂曲面，它的加工品质的高低直接影响圆柱分度凸轮机构（图１）的性能。
长期以来，我们往往探讨和重点分析的是如何利用各种先进制造技来提高圆柱凸轮的加工品质，实术（ＣＡＤ／ＣＡＭ，ＮＣ技术等）际上加工工艺对其制造品质也有很重要的影响。
本文将探讨和研究圆柱凸轮的加工工艺技术。
凸轮图１圆柱凸轮机构１圆柱凸轮的加工工艺分析由于圆柱凸轮廓面为三维空间曲面，故采用展成法加工圆柱凸轮（图２），其原理是：一方面将要加工的凸轮毛坯模拟其在工作中的旋转运动（沿其中心轴线），另一方面让铣刀中心模拟圆盘上的某一个滚子中心轨迹运动，两模拟运动协调动作即可加工出圆柱凸轮。
而要使这两方面的模拟动作协调运动，用普通加工方法很难实现，一般最少需要三坐标（如ｘ轴，ｙ轴，机床回转轴Φ）的数控机床。
２．２工装设计空间凸轮的加工至少需要三坐标或两坐标联动以上的数控机床，根据ＤＭＵ７０Ｖ的机床坐标系如图３（直线坐标Ｘ，Ｙ，Ｚ和旋转工作台坐标Ｂ，Ｃ），我们选用Ｘ，Ｙ，Ｃ坐标作为圆柱凸轮加工的三坐标，也就是说一方面让Ｘ，刀具凸轮毛坯图３各轴定义示意图Ｃ轴／第５轴Ｂ轴／第４轴Ｙ联动走圆弧，同时工作台绕Ｃ轴旋转，以加工出符合要求的圆柱凸轮槽。
端面圆柱凸轮数控铣削加工的研究与实现
在压力机上的打料横梁与装在压力机机体上的螺 112
责任编辑：于秀文 收稿日期：2011－03－08
第 32 卷第 08 期
端面圆柱凸轮数控铣削加工的研究与实现— ——黄 杰，等
Vol.32No.08
粗加工过程中对刀具磨损严重。 现将前期数控车圆
柱筒状毛坯长度尺寸保证为 45 mm，然后在数控线
切割机床进行如图 2 所示的切割，直接获得与端面
Vol.32No.08 Aug. 2011
端面圆柱凸轮数控铣削加工的研究与实现
黄 杰， 贺 炜， 刘宏军 （南京工业职业技术学院 机械工程学院， 南京 210046）
摘 要： 分析某纺织机械中端面圆柱凸轮的加工工艺， 分别运用 Pro/E 和 CAXA 制造工程师 软件对端面圆柱凸轮进行三维建模和数控编程，并最终在普通三坐标数控铣床上，加工出合格产 品，取得良好的效果。
摘 要： 焊接可靠性是在生产过程中为保证焊接结构、 接头组织性能而制定的一套预防措施 体系，并为工艺材料等的缺陷提供改进依据和建议。 通过模拟焊接过程，能够得到焊接过程中和焊 接后的变形及焊接残余应力。 根据分析结果对焊接工艺进行修改，然后再分析得到预期结果，最后 通过试验验证焊接结构的可靠性。
关键词： 焊接结构； 可靠性； 数值模拟； 对接变形 中图分类号： TP391.9； TG457 文献标志码： A 文章编号： 1003 － 0794（2011）08 － 0114 － 02
面圆柱凸轮， 工作面为两交截线通过可变剖面扫描 工，所以加工设备选用南通 V600 立式数控铣床，并
获得。 端面圆柱凸轮是一种较为特殊的凸轮，在机械 用通用三爪卡盘进行夹紧，M5 的螺纹孔进行定位。
设备中应用广泛， 圆柱凸轮的加工一般要在多轴的 由图纸分析知道零件的最高处为 29.5 mm， 毛坯可