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《凸轮仿形车床靠模设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、凸轮仿形车床靠模设计杭州汽车发动机厂(杭州310006)胡震杭州电子工业学院(杭州310037)陈昕摘要通过对凸轮加工过程的数学模拟,利用原始产品OQ=R0+h()凸轮外形来直接设计凸轮仿形车床的靠模。无论所提供的hdhAQ=原始凸轮参数是以方程式形式还是列表曲线形式,都能利用d计算机辅助设计(CAD)计算出靠模实际形线上各点的坐标OQ1=R0+R1+h()尺寸并转换成线切割加工机床或其他加工机床所需的加工式中R0凸轮基圆半径参数,并直接加工出符合精度要求的靠模。因
2、为A点为圆O1与凸轮的切关键词:计算机辅助设计;凸轮靠模;仿形车床点,过圆心O1作OQ的延长线的垂线交与Q1点,O1AAQ。图2凸轮外廓的1前言O1Q1=AQ实际形线目前,汽车发动机凸轮轴上的进排气门凸轮的粗加工,22OO1=O1Q1+OQ1主要有2种方法:一种为数控铣床加工,多为进口设备,价格22=(dh/da)+[R0+R1+h()](1)昂贵,它的优点是产品变型只需相应更改零件的加工参数就O1Q1可以实现,国内仅少数厂家使用;第二种方法,大部分厂家采tg=OQ1用即凸轮仿形车床加工,
3、其加工原理,如图1所示。O1Q1dh/d=arctg=arctgOQ1R0+R1+h()=z--(2)式中z工作凸轮半包角O1相对与凸轮的滚轮升降程r为:r=OQ1-R0-R1dd=-(1+)dd2th2ddhdh1at=2[R0+R1+h()]-d2ddOO1图1凸轮仿形车床加工原理图drdOO1dOO1d工件凸轮基圆中心O与靠模基圆中心O3在同一水平线d=d=dd上,凸轮轴和靠模轴同步转动,凸轮加工外廓线通过可伸缩OO1dh=-(3)
4、刀杆和靠轮O2由靠模的外廓线来控制。随着汽车工业的飞[R0+R1+h()]d速发展和市场竞争的日益激烈,发动机产品的更新换代速度从靠模部分看,靠模与凸轮同步转动,靠轮O2绕靠模O3也在加快,品种不断增加。不同的产品其凸轮形线也不相同,作纯滚动,如图3示。应用包络理论配套的仿形加工车床的靠模也要更换,另外旧靠模使用过一来确定靠模凸轮工作轮廓坐标。对段时间后也会因磨损而更新。如果委托机床厂制造,生产周于靠轮滚子从动件凸轮,可以得到期长,费用高。而该方法具有生产周期短,简单可靠的优点。2条包络线,一条内包络
5、线,一条外且由于程序中对参数输入采用文件输入的形式,输入不同组包络线,这里只用内包络线。的原始数据,即会产生相应的靠模数据,因而适用于多种不由图3可知,靠轮中心的径向同的产品。距离是:2基本原理及公式推导O2O3=R2+R3-r从工件凸轮部分看,考虑到车加工后凸轮应留有均匀的包络线的一般式为:F(x,y,)=(x-rcos)2+图3靠模与凸轮的磨削余量,所以把以O1为圆心,均匀余量R1为半径的绕凸(y-rsin)2-R2运动示意图轮表面滚动圆的圆心轨迹作为车加工后的凸轮外廓的实际2=0F
6、dr形线。通常配气凸轮外廓形线用平面挺柱升程函数表示,设=2(x-rcos)(rsin-cos)-dh()为此升程函数,从图2可以看到:drOQ-R0=h()2(y-rsin)(rcos+dsin)=0机电工程1999年第2期7nn对应于靠模转角,其轮廓上各点的直角坐标可联立求-xth=yj(6)"解"这两圆方程式而得到。它的内包络线坐标是:AOj=0t=0xj-xt(tj)x=OR2dhhh[i+1]-h[i]2O3cos+2对于起点:=1+(M/N)
7、ddr(4)对于中间点:dh=h[i+1]-h[i-1](7)xM+O2O3dd2y=Ndhh[i]-h[i-1]对于终点:=ddr式中M=O2O3sin-cos实际计算中,以0.01为节距取点计算,已能满足要求。ddr图6,图7分别是列表曲线凸轮平面挺柱升程h()和其一阶N=O2O3cos+sind导数dh/d的计算子程序框图。对以公式即方程式形式给出靠模的极坐标为:的凸轮升程曲线,那么在fh()和fdh()子程序中直接用方x=arctg程式计算就可
8、以了。y22O3P=x+y(5)3计算机编程源程序采用C语言编程,并在普通微机上调试通过。程序采用模块化结构,便于查错调试。数据输入采用文件输入的形式,将所有的原始数据输入到某个文件中,使得任意一组输入数据都能方便地自动输入到程序中。在数据输出时,由程序自动地选出合适的数据,列表后仍采用文件输出的形式输出,用户使用方便易懂。程序的流程图,如图4示。图5计算h()的子图6计算dh/d的程序框图子程序框图4结束语通
