弧面凸轮的计算机辅助设计与加工工艺研究

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1、山东理工大学硕士学位论文摘要弧面凸轮分度机构作为自动机械中实现高速、高精度间歇分度运动的新型传动装置，被公认为目前最理想的分度机构，需求量日益增大。但是由于弧面凸轮廓面形状复杂，且为空间不可展曲面，使得其设计与加工比较困难。本文借助UnigraphiesNX4．0软件实现了弧面凸轮的参数化设计，简化了设计过程，并提出了一种利用五轴联动加工中心加工弧面凸轮的方法。根据空问啮合原理，以齐次变换矩阵法为工具，推导出了弧面凸轮的理论廓面方程，并利用其理论廓面为直纹面且与工作廓面互为等距曲面这一特性，完成了弧面凸轮的计算机辅助设计，形成装配模型，并对分度机构进行运动仿真，动态的观察和分析了弧面凸轮分

2、度机构的运动和啮合状态，在制造前进行了可靠的评估。重点研究了弧面凸轮常用的几种加工方法，论述了利用五轴联动加工中心加工弧面凸轮的原理，并推导出刀具中心坐标和刀具偏移量的计算公式。结合弧面凸轮加工的工程实际，确定了采用高速加工技术，改进加工工艺，利用铣刀的侧刃精加工凸轮廓面。结合实验室的五轴联动加工中心，对弧面凸轮进行加工试验，验证了本文中加工方法的正确性。本文中所用弧面凸轮实例的参数根据企业要求选择，CAD设计与装配、运动仿真均在UnigraphicsNX4．0环境下完成，并利用加工中心进行了加工，突出了先进制造技术在工程实际中的具体应用。关键词：弧面凸轮；等距曲面；加工工艺；CAD；UG

3、ABSTRACT山东理工大学硕士学位论文Fergusoncammechanismisanewdrivingdevicewhichadoptedinautomaticmachinethatcallachievehighspeedandhighprecisiondividingmovement。Itisrecognizedasthebestdividingmechanismatpresentandthedemandincreasinghighly．However,becauseofthecomplicatedshapeofgloboidalcamprofileandnon-developabl

4、esurface，makingitmoredifficulttodesignandmachineit．WiththehelpofCADsoftware，thecomputeraideddesigningofgloboidalcamisachievedinthispaperwhichsimplifiesthedesigningprocess．Atthesametime，amethodofmachiningthecamon5-axiesmachiningcenterisproposed．Theequationofcamtheoreticalcontoursurfaceisdeductedbas

5、edonthecoordinatetransformationandspatial—engaging—principle．Atthesametime，thedesigningofgloboidalcamviaUnigraphicsNX4．0isdoneutilizingthecharacteristicofruledsurfaceandbeingtheoffsetsurfaceoftherealcontoursurface．Theassemblymodelisformedandsimulated，SOwecanobservethemotionandengagingofgloboidalca

6、mandmakeareliableevaluationbeforethemachining．Severalcommonmachiningmethodsarestudiedspecially．Themachiningprincipleofgloboidalcamon5-axiesmachiningcenterisproposedinthispaperandthecoordinateoftoolcenterisdeduced．Highspeedmachiningandimprovedprocesstechnobgyareadoptedinassociationwiththeengineerin

7、greality,andthecamprofileismachinedbysidemilling．Alsothemachiningexperimentisdoneandverifiedthecorrectnessofthismachiningmethod．Parametersoftheexampleinthepaperarechosenaccordingtotherequirementsofenterprise．Thed