基于CAXA的盘类凸轮CAD/CAM应用

  • 投稿謎称
  • 更新时间2015-09-17
  • 阅读量234次
  • 评分4
  • 19
  • 0

撰文/ 江苏省盐城市教育科学研究院 解太林

传统的盘形凸轮廓形绘制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。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。因此它的应用也就受到了很大的限制。利用CAD 软件的强大作图功能,可以十分方便地进行凸轮的廓形设计,精度好效率高。本文介绍了利用CAXA 系列CAD/CAM 软件进行余弦盘形凸轮的绘制、编程与模拟加工。

一、建立数学模型

以图1 余弦盘形凸轮为例,由图2 凸轮曲线图可知,凸轮曲线由四段曲线组成,A 段为R42 圆弧,B 段为升程余弦曲线,C 段为R52 圆弧,D 段为降程余弦曲线。余弦曲线的通用公式s=h[1-cos(πδ/δ%*p%*p0%*b)]/2, 其中s 为推程,h 为总推程,t 为升程角,t0 为总升程角。由图1 所示,由图可知凸轮的基圆半径为42,而B 段和D 段余弦曲线升程起始角均不为0,故在作这两段余弦曲线时就不能直接套用通用公式。

如果设凸轮的基圆半径为r,余弦曲线升程起始角为t1,那么,余弦曲线通用公式s=h[1-cos(πt/t0)]/2 就要变形为s=r+h[1-cos(π(t-t1)/t0)]/2,故可得B 段余弦曲线公式和D 段余弦曲线公式。

B 段余弦曲线公式:

ρ(t)=42+(10*(1-cos(180*(t-60)/90))/2))

D 段余弦曲线公式:

ρ(t)=52-(10*(1-cos(180*(t-240)/120))/2))

二、图解法绘制余弦盘形凸轮廓形

打开CAXA 二维CAD 软件后,点击公式曲线按钮,弹出如图4 对话框,发现绘制曲线的方式有很多,这里主要介绍极坐标系/ 角度和直角坐标系/ 角度两种方法。

1. 极坐标系/ 角度

(1)B 段余弦曲线。在图3 对话框中填入参数t、ρ(t) 和Z(t),这时在对话框预览中就出现了B 段余弦曲线,然后可以点击确定按钮,再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。

(2)D 段余弦曲线。

在图4 对话框中填入参数t、ρ(t) 和Z(t),这时在对话框预览中就出现了D段余弦曲线,然后可以点击确定按钮,再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。

2. 直角坐标系/ 角度

(1)B 段余弦曲线。

在图5 对话框中填入参数t、X(t)、Y(t) 和Z(t),这时在对话框预览中就出现了B 段余弦曲线,然后可以点击确定按钮,再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。

t=60 ~ 150

X(t)=(42+(10*(1-cos(180*(t-60)/90))/2))*cos(t)

Y(t)= (42+(10*(1-cos(180*(t-60)/90))/2))*sin(t)

Z(t)=0

(2)D 段余弦曲线。

在图6 对话框中填入参数t、X(t) 和Y(t),这时在对话框预览中就出现了D段余弦曲线,然后可以点击确定按钮,再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。

三、用CAXA 的CAM 软件完成其加工

在CAXA 中打开“加工”下拉菜单中,生成加工轨迹,如图7 所示。最后,在“加工”下拉菜单,点击“模拟加工”,软件将进行动态模拟加工,如图8 所示。