自动换刀装置凸轮机构的设计及实体建模
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２机构设计及分析
２１运动循 环 图的设计 及分析 ．
弧 面 凸 轮和 平 面 沟槽 凸轮 的运 动 循 环 图 ， 图 １ 示 。 如 所
以从 动 件 选用 修 正 梯形 运 动 规律 ， 能 够 减少 滚 子 横 越 冲 击 产 这样 生 的噪 声 和磨 损 ， 能 有 效控 制 压 力 角 的大 小 。 并
特 Ｊ 将 弧 面 凸轮 和 平 面沟 槽 凸 轮设 计 为 一 体 ， 是 即在 弧 面 凸 轮 的
Ｊ
端 面上加工 出平面沟槽 凸轮 。此结构 的整体优点是布局紧凑 ， 重
量 轻 ， 刀 时 间短 （ 换 最快 可 达 ０ ｓ， ． ）工作 可 靠 性 高 。 ８ 本 文在 采用 传统 空 间包络 曲面 的共 轭 原理 设 计弧 面 凸轮 的基
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中 图分类 号 ：Ｈ１２ 文 献标 识码 ： Ｔ ３ Ａ
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凸轮和平面沟槽 凸轮组成 ， 中弧面凸轮实现换刀机械手的旋转 其 运动， 平面沟槽凸轮实现机械手 的直线往 复运动 。该凸轮机构的
自 动换刀装置（ 简称 Ａ Ｃ 来实现， Ｔ） 其早期多采用齿轮 、 、 气 ） 连杆 液（
压等机构来实现驱动， 自上世纪 ８ 年代末 出现了依靠凸轮进行驱 ０ 动的 Ａ Ｃ以后， Ｔ 凸轮式 Ａ Ｃ已逐渐取代了其他形式 的 Ａ Ｃ Ｔ Ｔ。
本文 研 究 的 凸轮 机 构 ， 即凸 轮式 Ａ Ｃ 的核 心部 件 ， 由弧 面 Ｔ 它
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第 １ 期 ２ １ 年 １月 ０１
文章编号 ：０ １ ３９ （ ０ １Ｏ 一 １ １０ １０ — ９ ７２ １ ） １ Ｏ ８ — ２
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ １ｌ ８
自动 换 刀装 置 凸轮 机 构 的设 计及 实体 建模 木
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７ 。 ２５
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７ 。 ２５
图 ｌ弧 面 凸 轮 和平 面 沟槽 凸轮 的 运动 循 环 图
础上 ，根据机械手 的直线往复运动规律 ，利用 Ｓｌ ｗ ｒｓ ｏ ｄ ｏｋ 软件 中 ｉ
弧 面凸轮机构要求所选用 的运动 曲线 必须保证运动平稳 、
Ｃ Ｓ Ｓ ｔ ｎ插件 的轨 迹跟 踪功 能直 接生 成平 面 沟槽 凸轮 ， 利 冲击载荷小 、 Ｏ ＭＯ Ｍｏｏ ｉ 并 寿命长 、 分度精确 ， 所以选用综合性能较好 的修正正 用 Ｓｌ ｗ ｒｓ 曲面造 型功能 实 现整个 凸 轮机 构 的实体建 模 。 ｏｉ ｏｋ 的 ｄ 弦加速度曲线 。而平面沟槽 凸轮属于几何封闭型 的凸轮机构， 所
１引言
随着当代制造业的发展 ，越来越多的复杂产 品制造使用 自动 化程度较高的加工 中心来完成 ， 加工中心的最大特点是具有 自动换 刀功能 ， 对工件～次装夹后可进行多工序加工 ， 而这种功能主要 由
程 ， 中两个运动过程分别为一个下 降过程（ 其 实现拔刀动作 ） 和一
个 上 升过 程 （ 现 插 刀动 作 ） 实 。
一一 一一 ～ 一 一 ～ 一
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杨 涛 张丹丹 李 伟
（ 内蒙古工业 大学 ， 呼和浩 特 ０ ０ ５ ） １ ０ １
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自 动换刀装置（ 简称 Ａ Ｃ 来实现， Ｔ） 其早期多采用齿轮 、 、 气 ） 连杆 液（
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本文 研 究 的 凸轮 机 构 ， 即凸 轮式 Ａ Ｃ 的核 心部 件 ， 由弧 面 Ｔ 它
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随着当代制造业的发展 ，越来越多的复杂产 品制造使用 自动 化程度较高的加工 中心来完成 ， 加工中心的最大特点是具有 自动换 刀功能 ， 对工件～次装夹后可进行多工序加工 ， 而这种功能主要 由
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