ug模具设计培训-常州零度教育

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1、弧面分度凸轮多轴数控加工方法的研究与应用【摘要】应用UG软件的建模和加工功能，进行弧面分度凸轮的三维设计和多轴数控程序编制，并结合后处理软件和五轴机床，设计出此类凸轮数控加工的新方法。关键词：多轴数控编程；UG；弧面分度凸轮中图分类号：TH文献标识码：TheResearchandApplicationofMulti-axisCNCMachiningMethodsofGloboidalIndexingCam[Abstract]ByusingthemodelingandmachiningfunctionofUG,theg

2、loboidalindexingcam3Ddesignandmulti-axiscuttingprogramiscarriedout,andcombinedwiththepost-processingsoftwareandfive-axisCNCmachines,anewmethodisprovidedforthemachiningofthesecam.Keywords:Multi-axisCNCprogramming;UG;Globoidalindexingcam引言弧面凸轮分度机构是由输入轴上的弧面凸轮与输出轴分

3、度轮上的滚动轴承无间隙垂直啮合,从而实现间歇输出的新型传动机构。由于其良好的性能，因此广泛应用于包装，印刷，制药，化工，烟草，汽车制造等自动化生产线及各种通用机械设备，它们作为自动化机器的核心传动装置，发挥着至关重要的作用。由于凸轮是机构中的关键部件，因此凸轮的加工特别是空间弧面的加工要求就非常严格，现有弧面分度凸轮的加工方法有采用靠模加工的，这种加工方法生产的凸轮往往精度较差，使用场合有限[1]；另外也有采用专业加工机床的，但设备往往不是很成熟[2]。随着高档数控加工中心特别是五轴机床的普及，结合计算机辅助数控编程

4、软件，以往困扰凸轮加工过程中程序编制复杂，工装夹具制作繁琐的问题能够得到很好的解决，特别是针对高精度的弧面分度凸轮，采用计算机编程并结合五轴机床加工可以获得良好的产品质量。计算机数控编程的核心是三维精确模型的建立，Siemens公司的NX软件能够提供完善的设计与制造方案解决，数据之间具有可靠的衔接性，能确保CAD和CAM数据之间的准确转化，为此本文选用NX7.0作为CAD/CAM软件进行造型设计和数控编程，在软件的建模模块中完成分度凸轮的三维精确模型的造型，并以此为最终的产品在加工模块中完成数控程序的编制，结合后置处

5、理软件和五轴机床，设计了高精度凸轮加工的一种新方法，整个操作流程如图1所示图1NX7.0操作数控编程流程图1弧面分度凸轮的设计要求与三维造型在弧面分度凸轮机构中假设凸轮旋转角度在0°~120°之间为转盘分度期，转盘运动形式为改进正弦加速度曲线规律，分度角为45°，均布8个工位；120°~360°之间为转盘停歇期，转盘停止旋转；凸轮转速n=250r/min,匀速旋转，中心距C=180mm，相关参数标注如图2（a）所示，依此条件确定凸轮机构的主要几何设计参数如表1所示。表1凸轮机构几何设计参数名称参数数值中心距C180m

6、m压力角αp30°转盘节圆半径Rp284mm凸轮节圆半径Rp196mm滚子中心角φZ45°滚子半径Rr22mm滚子宽度b24mm传动间隙e6mm滚子顶圆直径H0192mm滚子底圆直径Hi144mm定位环面侧面长度h30mm定位环面外圆直径Do210.12mm定位环面内圆直径Di154.59mm凸轮宽度B90mm图2（a）相关参数标注图2（b）三维造型图根据主要的几何尺寸，在NX7.0Modeling模块中采用表达式模块，结合余振华等[3]介绍的三维造型方法，最终完成的分度凸轮如图2（b）所示（此处省略了转盘结构）。2

7、弧面分度凸轮的多轴数控编程弧面分度凸轮的空间结构复杂，特别是工作弧面有严格的运动规律要求，因此在编制数控程序过程中必须选用CAM软件借助计算机数控编程的方式来生成准确的加工刀路。NX软件的CAM模块能够基于三维造型自动生成加工所需的刀路，完成数控编程的过程，特别是对于复杂曲面的数控编程可以结合多轴数控编程模块来生成精确的加工刀路，另外CAM模块能够与CAD模块之间实现数据的无缝衔接，减少几何数据转换所引起的尺寸误差，因此直接借助于1生成的三维造型利用NX的CAM模块实现数控程序的编制。加工策略与工艺路线规划：分度凸轮

8、采用五轴联动数控机床进行加工，其中机床的A、C轴为旋转轴，凸轮在机床上的装夹方式如图3（a）所示，利用心轴加螺母将分度凸轮固定在工作台上，如图3（b）所示着色显示为最终加工的部件，线框显示为毛坯。按照图2（b）所示，将弧面分度凸轮分为工作弧面（两处）、间歇弧面（两处）、内底面和外底面（两处），这四处弧面加工的精度直接决定了凸轮产品的质量，因此必