凸轮磨削轨迹算法实现与验证.pdf

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1、精密制造与自动化2014年第2期凸轮磨削轨迹算法实现与验证周沈淼孙克己(上海机床厂有限公司上海200093)摘要针对高档数控切点跟踪凸轮磨床在凸轮轴加工生产线上的应用，提出了凸轮随动磨削轨迹算法的实现方法。并在数控机床软件设计完成后直接对实体工件进行试加工的方法进行了验证。结果表明，通过编写SolidWorks宏程序可以验证该算法的准确性，所验证的凸轮轴切点跟踪磨削轨迹算法模型可以集成到数控磨床中去，该凸轮磨削轨迹算法具有一定的参考价值。关键词磨削轨迹算法凸轮磨削切点跟踪SolidWorks宏程序在凸轮轴切点跟

2、踪磨削中，需要根据磨床用户凸轮基圆相切时砂轮的圆心位置；k为砂轮高度安提供的升程数据表格(以下简称“升程表”)，计算装误差，mm；P为切点；为滚子半径，mill；R与之对应的工件回转位置和砂轮位置数据表格(以为砂轮半径，mm；R为凸轮基圆半径，mm；X下简称“位置表”)作为实际磨削时轮廓控制的依为砂轮与凸轮基圆距离，mm；Yk为砂轮位移量，据。凸轮轴切点跟踪磨削轨迹算法即是实现了这mm；为LO1O02，(。)；为与水一转换。凸轮轴切点跟踪磨削通常采用CBN砂轮平坐标线夹角，(。)；C为工件转角，(。)；高速磨削

3、，一旦发生磨削轨迹的控制失误，有可能为滚子角度(升程表角度)，(。)；为—00—1给工件、磨床乃至操作人员带来损伤。为减少对与法线夹角，(。)；为与法线夹角，o)。凸轮轴试磨的次数，提高试磨效率，保证试磨安凸轮轮廓无解析曲线方程拟根据离散的升程表全，通过有效地虚拟仿真手段来验证算法的可靠性坐标点计算曲线方程的近似函数。其方法为采用三成为必要。次样条的插值逼近，边界条件设定为第一类边界条件，一阶导数取0。经插值计算后，得出升程表曲线1凸轮磨削轨迹算法的实现近似方程为在对凸轮轴进行随动磨削加工时，凸轮与砂轮h=Cu

4、rve(O)(1)的几何关系如图1所示。因为点为凸轮一滚子相对速度瞬心⋯，因此可得在凸轮上点处的线速度，该瞬时速度与滚子，，、⋯'--2／一一。向凸轮基圆圆心方向运动的瞬时速度相等。【『I1轮轮翰i0艘线、’'、凸轮罐唰、、设：点处角速度为∞，时间为t，得邀、＼一OM·==dO—OMaodh、·=娩运动斤向／一I／—OM=dh(2)fI·轮旋戢h-向式(2)恰好是式(1)的一阶导数，即图1凸轮与砂轮几何关系示意图一OM=Curve，()(3)图1中，h为升程，mm；M为凸轮一滚子相对而基圆中心与滚子圆心的距离—

5、00—1=Rt+Rg+速度瞬心；为凸轮一砂轮相对速度瞬心；N为Dh，可计算其与法线的夹角为点在法线上的垂足，ONL法线；D为凸轮基圆中OM=tan-~而Curv#(O)(4)n心；O1为滚子圆心；02为砂轮圆心；O20为砂轮与19袁伟基于MATLAB和Solidworks的弧面凸轮设计及3D建模3D建模的方法与其他方法相比较，这种新方法适合反复修改，缩短了开发周期，节约了资金，提高了产于各种形式的弧面凸轮设计，设计方法紧密结合凸反品质量，实现了弧面凸轮开发过程和结果的优化。轮的运动方程，应用最方便的“草稿纸”语

6、言Matlab编程，简单易行。在3D建模过程中，充分发挥了三参考文献咖咖㈣咖咖维工具开发产品的能力，不但拥有丰富的数据接口，[1]彭国勋，肖正扬．自动机械的凸轮机构设计[M]．北京：而且具有独特的配置和特征管理功能，为工作轮廓机械工业出版社，1990．曲面中比较特殊的弧面分度凸轮提供了有效地建模[2]蔡正敏．弧面分度凸轮机构的研究[M]．西安：西安理方案，并且最终对设计部件进行了模拟仿真，完成工大学，2000．设计理论与仿真结果的对比。[3]赵俊武．solidworks产品造型设计实训教程[M]．北京：使用这种

7、方法，可以在设计初始阶段中及时地清华大学出版社，2008．模拟出产品的制造过程以及产品全生命周期过程[4]成大先．机械设计手册(单行本，机构)[M]．北京：化学中的各种状态，尽量减少由于前期设计不当造成的工业出版社，2004．(上接第20页)(5)通过SolidWorks的二次开发，实现了步骤(4)运算误差。另外，如果考虑不同应用软件的性能差的操作自动化，将0~360。工件转角位置的砂轮位异，可以在今后尝试使用其它的CAD软件进行算法置全部输出到指定文件中。验证(~NAutoCAD，UG等)。就软件本身的性能而

8、言，SolidWorks以及类似3结果对比的三维机械设计软件的输出精度已经达到了部分中对于相同的升程表数据，ANSIC++实现的算端磨床的精度要求。若将其直接集成到数控磨床中，法程序和SolidWorks宏程序的输出数据对比结果将造成软件功能和数控计算机资源的严重浪费，但如图4所示。使用该软件作为模拟验证工具，对凸轮磨削轨迹算法程序的计算结果进行检验是可行的。C／C++程序Solidw