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弧面分度凸輪的三維實體建模與仿真加工.pdf

'弧面分度凸輪的三維實體建模與仿真加工.pdf'
制造技術/I藝裝備現代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第9期弧面分度凸輪的三維實體建模與仿真加工侯喜林,劉濤(蘭州理工大學機電工程學院,蘭州730050)摘要:在已推導出的弧面分度凸輪廓面方程的基礎上,提出弧面分度凸輪輪廓曲面三維實體建模的一種方法:以MAT—LAB為編程工具編寫廓面程序,應用三維設計軟件Pro/E4.0完成弧面分度凸輪機構的三維實體建模,同時在仿真加工模式下對弧面分度凸輪進行了加工刀具軌跡的模擬,給弧面分度凸輪機構的設計與數控加工提供了參考。關鍵詞:弧面分度凸輪;三維實體建模;數控加工;運動仿真中圖分類號:TP391.9文獻標志碼:B文章編號:167l—3133(2012)09—0071—053DsolidmodelingandsimulationmachiningofgloboidalindexingcamHouXilin.LiuTao(SchoolofMechatronieEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China)Abstract:Putsforwardgloboidalindexingcamcontoursurface3Dsolidmodelingofakindofmethod,onthebasisofprofilesur-faceequationhasbeenderivedofgloboidalindexingcam:MATLABisforprogrammingtooltowritecontoursuIfaceprogram,byusing3DdesignsoftwarePro/E4.0.completegloboidalindexingca曲mechanismofthe3Dsolidmodeling.Atthesalnetimeitintroducesmachiningtoolpathsimulationofgloboidalindexingcamthroughsimulationmachiningmodule,providesareferenceforthedesignandnumericalcontrolmachiningofthegloboidalindexingcammechanism.Keywords:globoidalindexingcam;3Dsolidmodeling;NCmachining;motionsimulation0引言弧面分度凸輪機構用于兩垂直交錯軸間的間歇分度步進傳動。主動凸輪的基體為圓弧回轉體,凸輪輪廓制成突脊狀。從動轉盤上裝有若干個沿轉盤圓周均勻分布的滾子,滾子的軸線沿轉盤的徑向線。這種機構不必附加其他裝置,就能獲得很好的定位作用,并且可以通過調整中心距來消除滾子與凸輪突脊之間的間隙及補償磨損。轉盤在分度期的運動規律,可按轉速、負荷等工作要求進行設計,所以這種機構特別適用于高速、高精度分度的場合¨J?;∶娣侄韧馆喌耐馆嗇喞遣豢烧沟目臻g自由曲面,無法通過交互式的作圖方法得到它的三維實體圖形,因此在二維工程圖中難以表達其輪廓全貌。目前常用三維實體繪圖工具為輔助手段構建弧面凸輪的空間實體模型‘21。本文在已推導出的弧面分度凸輪廓面方程的基礎上,提出弧面分度凸輪輪廓曲面三維實體建模的一種方法:以MATLAB為編程工具編寫廓面程序,應用三維設計軟件Pro/E4.0,完成弧面分度凸輪機構的三維實體建模,同時在仿真加工模式下對弧面分度凸輪進行了加工刀具軌跡的模擬。1弧面分度凸輪的數學建模在弧面分度凸輪機構上建立四個右手直角坐標系,弧面分度凸輪結構的設計坐標系如圖1所示,圖1中,r、沙為滾子圓柱形工作面方程式的曲面參數,P為滾子半徑。1)選取坐標系:S。一0。XoYoZo為與機架相連的定坐標系,So’0。7Xo7ro’Zo’為與機架相連的計算用輔助定坐標系,S,-0。X,Y1Z。為與凸輪1相連的動坐標系,S:一0:X2y2Z:為與轉盤2相連的動坐標系。2)限于篇幅省去具體推導過程?,推導出通用的弧面分度凸輪工作輪廓的曲面方程式為:戈1=X2cos自ocos0一PY2sin9cos0一Z2sin0一Ccos0、Y1=一X2cos妒sinO+py2simpsin0一Z2cos0+CsinOIz1:∥2sin妒+,,2c。s妒J(1)式中:戈。、Y。、z。為凸輪工作輪廓的左右兩側的坐標;戈:、71
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