共軛凸輪的設(shè)計制造CADCAM及工藝說明書

1、共軛凸輪的設(shè)計制造(cad/cam)及工藝目 錄前言-3一、設(shè)計任務(wù)的基本要求-4二、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用-4三、凸輪機構(gòu)的組成-4四、凸輪機構(gòu)的特點-4五、共軛凸輪機構(gòu)的選擇-5六、從動件的常用運動規(guī)律-7七、凸輪機構(gòu)的分類-9八、共軛凸輪運動規(guī)律的選擇-10九、共軛凸論的設(shè)計-12十、共軛凸輪的工藝方案及相應(yīng)的工裝設(shè)計-13十一、共軛凸輪制造與檢驗-15十二、課題小結(jié)-16小結(jié)-17參考文獻-18前言課題：共軛凸輪的設(shè)計制造(cad/cam)及工藝目的：根據(jù)我們所學(xué)的知識設(shè)計并制造出織機的凸輪使織機在織造中順利進行和提高織機的生產(chǎn)率及織物質(zhì)量課題簡介凸輪是常見的機械零件之一，傳統(tǒng)的基于人工設(shè)計和

2、計算機的凸輪設(shè)計方法，依靠模具、夾具等實現(xiàn)制造的工藝遠不能達到高精度機械的運行要求，在現(xiàn)代設(shè)計理論基礎(chǔ)上，利用計算機輔助設(shè)計（cad）和制造（cam）技術(shù)可以使凸輪的設(shè)計和制造到很高的精度，提高凸輪機構(gòu)的運動平穩(wěn)性。本題目是一種紡機用共軛凸輪為設(shè)計制造對象，利用目前先進的設(shè)計制造軟件pro/e，根據(jù)凸輪設(shè)計的原則，將高次方函數(shù)的凸輪曲線，用公式方法由軟件繪出主動凸輪的輪廓曲線，然后通過數(shù)學(xué)建模，推導(dǎo)出與其共軛的輪廓曲線，從而建立起凸輪的三維模型，本設(shè)計結(jié)果還為凸輪的運動分析、仿真奠定了良好的基礎(chǔ)。 完成三維造型以后，利用目前通用的mastercam軟件實現(xiàn)編程，生成數(shù)控機床能執(zhí)行的g代碼，通過

3、計算機與數(shù)控機床的通訊接口，將加工程序傳入機床（或計算機直接控制加工）。從而加工出所需的凸輪廓形整個設(shè)計制造過程基本實現(xiàn)無圖紙化操作（因圖紙不能確切表達凸輪的廓形 ）。一、設(shè)計任務(wù)的基本要求1 了解凸輪機構(gòu)的類型及各類凸輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用場合，能根據(jù)工作要求和使用場合選擇凸輪機構(gòu)的類型。2 熟悉該共軛凸輪所應(yīng)于設(shè)備上所起的功能和性能，以及使用工作條件（例載荷性質(zhì)等）3 熟練掌握凸輪輪廓曲線的設(shè)計原理與方法。繪制該共軛凸輪的升程曲線圖，并分析其特點。4 了解凸輪機構(gòu)承載能力計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本問題，初步具有建立凸輪機構(gòu)計算機輔助設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計模型的能力。5 用pro/e軟件，生成該共軛凸輪的技術(shù)

4、資料（三維造型及二維技術(shù)圖紙等）及動力運動分析。6 編制該產(chǎn)品的工藝過程卡片，及相應(yīng)工裝設(shè)計。7 數(shù)控加工工序的nc程序。8 產(chǎn)品檢驗方法及誤差分析。二、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用 1氣閥桿的運動規(guī)律規(guī)定了凸輪的輪廓外形。當(dāng)矢徑變化的凸輪輪廓與氣閥桿的平底接觸時，氣閥桿產(chǎn)生往復(fù)運動；而當(dāng)以凸輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓弧段輪廓與氣閥桿接觸時，氣閥桿將靜止不動。因此，隨著凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動，氣閥桿可獲得間歇的、按預(yù)期規(guī)律的運動。2.當(dāng)圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時，凹槽側(cè)面迫使擺動從動件擺動，從而驅(qū)使與之相連的刀架運動。至于刀架的運動規(guī)律則完全取決于凹槽的形狀。三、凸輪機構(gòu)的組成通過學(xué)習(xí)我們可以知道，凸輪機構(gòu)一般由凸輪、從動

5、件和機架三個構(gòu)件組成。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運動時，通過高副接觸可以使從動件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運動。四、凸輪機構(gòu)的特點1、凸輪機構(gòu)的優(yōu)點只需設(shè)計適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞憧墒箯膭蛹玫饺我獾念A(yù)期運動，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計方便，因此在自動機床、輕工機械、紡織機械、印刷機械、食品機械、包裝機械和機電一體化產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。2、凸輪機構(gòu)的缺點 1) 凸輪與從動件間為點或線接觸，易磨損，只宜用于傳力不大的場合；2) 凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機床進行加工； 3) 從動件的行程不能過大，否則會使凸輪變得笨重。五、共軛凸輪機構(gòu)的選擇1 消極式開口機構(gòu)（1）綜框聯(lián)

6、動式凸輪開口機構(gòu)用這種開口機構(gòu)織制斜緞紋類織物時，需根據(jù)rw在中心軸與凸輪軸之間選定合適的過橋齒輪，安裝凸輪時要注意凸段的輪廓的曲線，以使各頁凸輪有相同回轉(zhuǎn)方向。同時要區(qū)別凸輪的大小，第一頁綜框配以大小半徑差最小的凸輪，最后一頁綜框則配以大小半徑差最大的凸輪。綜框聯(lián)動式凸輪開口機構(gòu)簡單，安裝維修方便，制造精度要求不高，但是吊綜皮帶在使用過程中會逐漸伸長，故必須周期地檢查梭口位置；其次因踏綜桿掛綜處做圓弧擺動，致使綜框在運動中產(chǎn)生前后晃動，增加經(jīng)紗與綜絲摩擦，容易起經(jīng)紗斷頭，不適應(yīng)高速織機。經(jīng)驗表明，這種開口機構(gòu)的極限轉(zhuǎn)速為230r/min左右；同時，由于凸輪與織機主軸的傳動比為1/rw，當(dāng)所織

7、品種的rw比較大（例如rw=6）凸輪只回轉(zhuǎn)很小的角度（60）便要完成一次開口動作（開口，靜止，閉口），勢必使凸輪表面的壓力角增大，導(dǎo)致其外緣迅速磨損。為了減小壓力角，必須放大凸輪的基圓直徑（偏心度不變），但由于開口凸輪尺寸受到其它機構(gòu)的空間限制，因此這種開口機構(gòu)一般只適合織制rw5的織物；此外，由于轆轤式吊綜裝置安裝在織機的頂梁上，影響了機臺的采光，不利于擋車工檢查布面，同時還有可能造成油污疵點。因此，在新型織機中，不采用這種聯(lián)動式凸輪開口機構(gòu)。（2）彈簧回綜式凸輪開口機構(gòu)在實際生產(chǎn)中，凸輪靈活應(yīng)用，如緯重車織引用一般平紋凸輪來織制。用2/2斜紋凸輪，改變穿綜方法，可以織破斜紋和山形斜紋，相間

8、采用不同的穿綜方法，可織物2/2斜紋和2/2方平組織相間的條子織物，代替多臂開口機構(gòu)。凸輪開口機構(gòu)的不足之處，其一是只能生產(chǎn)簡單組織的織物，如果織制較為復(fù)雜的織物，凸輪外形曲線將變得非常復(fù)雜，為減小壓力角，又必須將凸輪基圓直徑放大，以致開口機構(gòu)變得過分笨重；其次，一定的凸輪外形只能生產(chǎn)一定開口規(guī)律的織物品種，為了適應(yīng)織物品多變的要求，必須儲備大量的各種開口凸輪，這在實際生產(chǎn)中是不經(jīng)濟的。2積極式凸輪開口機構(gòu)（1）共軛凸輪開口機構(gòu)在以上消極式凸輪開口機構(gòu)中，由于回綜不是開口凸輪驅(qū)動，控制，因此容易造成綜框運動的不穩(wěn)定。積極式凸輪開口機構(gòu)可克服此缺陷，共軛凸輪開口機構(gòu)就是隨金屬加工技術(shù)的進展發(fā)展起

9、來的積極式開口機構(gòu)。它的加工精度要求很高。 共軛凸輪開口機構(gòu)利用雙凸輪積極地控制綜框的升降運動，不需吊綜裝置。其傳動過程如圖。凸輪2從小半徑至大半徑時（此時凸輪2從大半徑經(jīng)轉(zhuǎn)至小半徑）推動綜框下降，凸輪2從小半徑轉(zhuǎn)至大半徑時（此時凸輪2從大半徑轉(zhuǎn)至小半徑）推動綜框上升，兩只凸輪依次輪流工作，因此綜框的升降運動都是積極的。由于共軛凸輪裝于織機外側(cè)，能充分利用空間，可以適當(dāng)加大凸輪基圓直徑和縮小凸輪大小半徑之差，達到減小凸輪壓力角的目的。此外，共軛凸輪開口機構(gòu)從擺桿到提綜桿都是剛性連接，因此綜框運動更為穩(wěn)定和準(zhǔn)確。（2）溝槽凸輪開口機構(gòu)溝槽凸輪開口機構(gòu)為另一種積極式凸輪開口機構(gòu)，其傳動過程如圖所示

10、，當(dāng)凸輪從小半徑轉(zhuǎn)向大半徑時，綜框上升，此時溝槽內(nèi)側(cè)受力；反之，凸輪從大半徑轉(zhuǎn)向小半徑時，綜框下降，此時溝槽外側(cè)受力。在此機構(gòu)中，綜框的升降運動都是積極的。 （3）連桿和開口機構(gòu)凸輪開口機構(gòu)能按照優(yōu)化的綜框運動規(guī)律進行設(shè)計，所以工藝性能好，但凸輪容易磨損，制造成本高，因此，在織制簡單的平紋織物時，尚需尋求更為簡單的高速開口機構(gòu)。連桿開口機構(gòu)就能滿足這種需要。如圖，綜框處于上下位置時沒有絕對靜止時間，其相對靜止時間則由曲柄和連桿的長度，以及各結(jié)構(gòu)點的位置而定，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，以求得較長的相對靜止時間。與凸輪開口機構(gòu)相比，連桿開口機構(gòu)易加工，運動平穩(wěn)，機構(gòu)磨損小，適應(yīng)高速，但只用于平紋織制，因此，這

11、種開口機構(gòu)用于加工平紋織物的高速噴氣織機和噴水織機。共軛凸輪開口機構(gòu):1、凸輪軸2、2一共軛凸輪3、3轉(zhuǎn)子 4、擺桿 5、連桿 6、雙臂桿 7、7拉桿 8、8傳遞桿 9、9豎桿 10、綜框溝槽凸輪開口機構(gòu)1凸輪軸2溝槽凸輪3轉(zhuǎn)子4擺桿5支點6連桿77提綜桿88傳遞桿六連桿開口機構(gòu)1輔助軸22開口曲柄33連桿44搖桿55搖桿軸66提綜桿77傳遞桿88 、綜框六、從動件的常用運動規(guī)律1. 基本運動規(guī)律 基本運動規(guī)律系指由單一函數(shù)式表達的從動件運動規(guī)律。常用的基本規(guī)律有以下四種。（1）等速運動規(guī)律 從動件運動的速度為常數(shù)時的運動規(guī)律，稱為等速運動規(guī)律。 由于材料的彈性變形，加速度和慣性力不會達到無窮

12、大，不過會引起強烈的沖擊，這種沖擊稱為剛性沖擊。因此，如果單獨采用這種運動規(guī)律，只宜用于低速輕載的場合。（2）等加速等減速運動規(guī)律方程為：s=1/2at2 =1/2a(2/2)（3）余弦加速度運動規(guī)律 質(zhì)點在圓周上作等速運動時,它在這個圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運動稱為簡諧運動.速度和加速度方程:s=h/2(1-cos/02)v=h/20*sin/02 a=2 h2/200*cos/02由上式可知,加速度按余弦規(guī)律變化,故這種規(guī)律稱為余弦加速度運動規(guī)律,也稱為簡諧運動規(guī)律.這種運動規(guī)律在始末兩點加速度有突變,故也會引起柔性沖擊,因此在一般情況下它也只適用于中速凸輪機構(gòu).需要指出的是,當(dāng)從動件作升

13、-降-升循環(huán)運動時,若在推程和回程都采用余弦加速度運動規(guī)律,則有可能獲得包括始末點的全程光滑連續(xù)的加速度這種情況下既無剛性沖擊也無柔性沖擊,故可用于高速凸輪機構(gòu)中.(4)正弦加速度運動規(guī)律方程式為: s=a0b-rsin=r-rsin=h(/2-1/2sin)加速度按正余弦規(guī)律變化,故這種運動規(guī)律稱為正余弦加速度運動規(guī)律.其速度和加速度曲線都是光滑連續(xù)的,因此沒有柔性沖擊,也沒有剛性沖擊,故多用于高速凸輪機構(gòu).2.組合運動規(guī)律簡介 上述各種基本運動規(guī)律各有一定的優(yōu)點,對于工作要求比較嚴(yán)格的凸輪機構(gòu),為了克服單一的基本運動規(guī)律的某些缺陷,可以將幾種基本運動規(guī)律曲線銜接起來,這種由幾種基本運動規(guī)律

14、組合的運動規(guī)律,稱為組合運動規(guī)律.曲線銜接時,應(yīng)遵循以下原則:(1) 對于一般轉(zhuǎn)速,要求位移曲線在銜接點處相切,以保證速度曲線連續(xù),即要求在銜接點處的位移和速度應(yīng)分別相等,此時加速度可能有突變,但其突變值必為有限值.(2) 對于較高轉(zhuǎn)速,則還要求速度曲線在銜接點處相切,以保證加速度曲線連續(xù),即要求在銜接點處的位移,速度和加速度應(yīng)分別相等.組合運動規(guī)律的設(shè)計比較靈活,易于滿足特定要求,故應(yīng)用日益廣泛.3. 從動件運動規(guī)律的選擇在選擇從動件運動規(guī)律時,需要考慮的問題主要有:（1）應(yīng)滿足機器工作的要求 有的機器工作過程要求從動件按一定的運動規(guī)律運動.（2）應(yīng)使凸輪機構(gòu)具有良好的工作性能 對凸輪機構(gòu)工

15、作性能影響較大的因素，除了剛性沖擊和柔性沖擊外，還有以下幾個參數(shù)：1） 最大速度v v越大，則從動件系統(tǒng)的最大量mv（m為從動件系統(tǒng)的質(zhì)量）越大，故在啟動，停車或突然制動時，會產(chǎn)生很大沖擊。因此，對于質(zhì)量大的從動件系統(tǒng)，應(yīng)選擇v較小的運動規(guī)律。2） 最大加速度a a越大，則慣性力越大。由慣性力引起的動壓力，對機構(gòu)的強度和磨損都有很大影響。a是影響動力學(xué)性能的主要因素，因此對高速凸輪機構(gòu)，要注意a不宜太大。3） 應(yīng)考慮使凸輪輪廓加工方面 有些從動件只要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過某一角度0時，完成一定的行程h或擺角（對于擺動從動件），而對運動規(guī)律沒有嚴(yán)格要求。七、凸輪機構(gòu)的分類1. 按凸輪的形狀分:(1) 盤形

16、凸輪: 它是凸輪的最基本型式。這種凸輪是一個繞固定軸線轉(zhuǎn)動并具有變化矢徑的盤形構(gòu)件。(2) 移動凸輪: 當(dāng)盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠時，凸輪相對機架作往復(fù)移動，這種凸輪稱為移動凸輪。(3) 圓柱凸輪: 這種凸輪可認為是將移動凸輪卷成圓柱體而演化成的。比較：盤形凸輪和移動凸輪與從動件之間的相對運動為平面運動；而圓柱凸輪與從動件之間的相對運動為空間運動，所以前兩者屬于平面凸輪機構(gòu)，后者屬于空間凸輪機構(gòu)。2. 按從動件的型式分:(1) 尖底從動件: 尖底能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動件實現(xiàn)任意運動。但因尖底易于磨損，故只宜用于傳力不大的低速凸輪機構(gòu)中。(2) 滾子從動件: 這種從動件耐

17、磨損，可以承受較大的載荷，故應(yīng)用最普遍。(3) 平底從動件: 這種從動件的底面與凸輪之間易于形成楔形油膜，故常用于高速凸輪機構(gòu)之中。比較：以上三種從動件亦可按相對機架的運動形式分為作往復(fù)直線運動的直動從動件和作往復(fù)擺動的擺動從動件。3. 按凸輪與從動件維持高副接觸（鎖合）的方式分:（1）力鎖合: 利用從動件的重力、彈簧力或其它外力使從動件與凸輪保持接觸。（2）幾何鎖合: 依靠凸輪和從動件的特殊幾何形狀而始終維持接觸。1）凹槽凸輪機構(gòu): 其凹槽兩側(cè)面間的距離等于滾子的直徑，故能保證滾子與凸輪始終接觸。顯然這種凸輪只能采用滾子從動件。2）共軛凸輪機構(gòu): 利用固定在同一軸上但不在同一平面內(nèi)的主、回兩

18、個凸輪來控制一個從動件，主凸輪驅(qū)使從動件逆時針方向擺動；而回凸輪驅(qū)使從動件順時針方向返回。3）等徑凸輪機構(gòu)和等寬凸輪機構(gòu): 其從動件上分別裝有相對位置不變的兩個滾子和兩個平底，凸輪運動時，其輪廓能始終與兩個滾子或平底同時保持接觸。顯然，這兩種凸輪只能在1800范圍內(nèi)自由設(shè)計其廓線，而另1800的凸輪廓線必須按照等徑或等寬的條件來確定，因而其從動件運動規(guī)律的自由選擇受到一定限制。比較：幾何鎖合的凸輪機構(gòu)可以免除彈簧附加的阻力，從而減小驅(qū)動力和提高效率。其缺點是機構(gòu)外廓尺寸較大，設(shè)計也較復(fù)雜。八、共軛凸輪運動規(guī)律的選擇綜框運動規(guī)律表示綜框在運動（閉口、開口）過程中的位移與織機主軸回轉(zhuǎn)角t之間的關(guān)系

19、，它對經(jīng)紗斷頭和織機振動都有較大的影響。常見的綜框運動規(guī)律有簡諧運動規(guī)律和橢圓比運動規(guī)律。隨著織機速度的提高，多項式運動規(guī)律也得到了較多的采用。1.簡諧運動規(guī)律一個動點在圓周上繞圓心做角速度運動時，此點在直徑上的投影點的運動即為簡諧運動。取綜框在最低處（或最高處）位移s為0，綜框開始閉合時織機主軸回轉(zhuǎn)角t為0，并設(shè) k=b,則綜框做簡諧運動的位移方程：s=sx/2(1-cost/ax)式中： sx-任一頁綜框動程； -織機主軸角速度； t- 織機主軸回轉(zhuǎn)角； y- 綜框運動角，y=b+k=2b對上式求導(dǎo)一次和二次，可得出綜框運動速度v和加速度a(公式從略)?，F(xiàn)設(shè) ay=ak+ab=(120&#

20、176;+120°)*/180°=4.19rad,sx=110mm,=200*/30=20.94rad/s.由此可做出綜框位移s、速度v、加速度a的曲線，如圖7-7中曲線a所示。圖7-7 簡諧運動規(guī)律和橢圓比運動規(guī)律比較由圖7-7中曲線a 可見在綜平前后，綜框運動速度快，此時經(jīng)紗張力小。非但不會造成斷頭，而且有利于開清梭口；二在閉合開始后的一個時期，綜框運動緩慢，對梭子飛出梭口有利。但由于綜框從靜止到運動和從運動到靜止之間過渡時的加速度值不為零，使綜框產(chǎn)生振動，不利于做高速運動。因此，簡諧運動規(guī)律一般用于低速織機（如有梭織機）的開口機構(gòu)。 圖7-7簡諧運動規(guī)律2. 橢圓比運

21、動規(guī)律一個動點在橢圓上繞中心做等角速度轉(zhuǎn)動時，此點在橢圓短軸上的運動即為橢圓比運動規(guī)律。當(dāng)橢圓的長、短半軸之比為1時，既為簡皆運動規(guī)律。橢圓的長、短半軸之比的大小對綜框運動加速度變化幅度影響很大，一般此比值取1.21.3。若sx、和y取值同前，上述比值1.2008時，綜框加速度最大值與簡皆運動規(guī)律相同，但綜框從靜止到運動和從運動到靜止之間過渡時的加速度值比簡皆運動規(guī)律??；比值大于1.2008時，綜框加速度最大值超過簡諧運動規(guī)律相同，但綜框從靜止到運動和從運動到靜止之間過渡時加速度最大值超過簡諧運動規(guī)律，而綜框從靜止到運動和從運動到靜止之間過渡時的加速度值變得更小。圖7-7中虛線b分別是橢圓比運

22、動規(guī)律的位移、速度、加速度的曲線，與簡諧運動規(guī)律相比，在綜平前后經(jīng)紗張力小時，橢圓比運動規(guī)律的綜框運動速度更快，更有利于開清梭口；在閉合開始后的一個時期，綜框運動更緩慢，更有利于梭子飛出梭口；綜框從靜止到運動和從運動到靜止之間過渡時的加速度值較小，從而綜框產(chǎn)生的振動小。3. 多項式運動規(guī)律綜框的多項式運動規(guī)律有多種，其中一種的位移方式為： s=(sx/2)35(t/y)4-84(t/y)5+70(t/y)6-20(t/t)7 (7-6) 該運動規(guī)律可使綜框運動開始和運動結(jié)束的瞬時加速度都為零，從而避免綜框產(chǎn)生運動，適用于織機高速運轉(zhuǎn)。綜上所述,為了使設(shè)計出來的凸輪能表達到預(yù)先的目的,根據(jù)紡機的

23、要求及實際中的運動規(guī)律,再綜合凸輪機構(gòu)的比較,選用在簡諧運動規(guī)律前途下的積極式開口機構(gòu)中的共軛凸輪開口機構(gòu).九、共軛凸論的設(shè)計pre/engineer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（parametric technology corpration,簡稱ptc）的主要產(chǎn)品。pre/engineer軟件能將設(shè)計到制造的全過程集成在一起，同時進行同一產(chǎn)品的設(shè)計制造工作，即實現(xiàn)所謂的并行工程。pre/engineer系統(tǒng)可以實現(xiàn)真正的相關(guān)性，任何修改都會自動反映到所有相關(guān)對象；它具有真正管理并發(fā)進程，實現(xiàn)并行工程的能力；具有強大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計者的設(shè)計意圖，可以極大的提高設(shè)計效率。它的系統(tǒng)界面

24、簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計思想和習(xí)慣，整個系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。因此我選用pre/engineer來完成凸輪的三維造型。mastercam是美國cnc soflware公司研制開發(fā)的基于pc平臺的cad/cam一體化軟件在cad/cam領(lǐng)域中享有盛名，其裝機量居世界第一。它使機械工程的設(shè)計和制造發(fā)生了革命性的變化。一個工作者在短時間內(nèi)就能設(shè)計出機械工程上各種曲線，如齒輪齒形輪廓用的漸開線、擺線，凸輪設(shè)計用的阿基米德曲線，并用各曲線來形成復(fù)雜曲面。由于mastercam具有良好的性能價格比，操作簡單，使用方便，易學(xué)易用，可以通過cad模塊繪制幾何圖形，然后通過c

25、am模塊編制刀具路線（nci），再通過后處理轉(zhuǎn)換成nc程序，最后通過計算機通訊端口傳人數(shù)控機床中。所以我選用mastercam軟件。根據(jù)以上選擇，現(xiàn)用pre/engineer三維造型來生成凸輪的三維造型。步驟如下：1 打開pre/engineer軟件2 創(chuàng)建一個新的文件并命名3 在創(chuàng)建新模塊下選擇曲線命令4 輸入由柱坐標(biāo)表示的凸輪輪廓曲線方程： r1=144+9.5*cos(2.45214*theta)-0.9*1-cos(4.90428*theta) theta=73.405*t 0t1 z=05 由于凸輪最大升程是19，由此推導(dǎo)出公軛凸輪的輪廓曲線方程 設(shè)a=r=144+9.5*cos(2

26、.45214*theta)-0.9*1-cos(4.90428*theta) 則b=a2 c=b/38880 d=1.1333-c e=arcos(d) f=90-e g=106.26-f 所以得出r2=sqrt44064-38880*cos(g)/0.9991 theta=73.405*t z=0 0t16 根據(jù)凸輪的輪廓曲線方程畫出凸輪實體圖7 在iges保存類型下保存圖形8 打開mastercam軟件9 取檔，打開保存的圖形10 在刀具路徑下外形銑削編制出刀具軌跡11 通過后處理轉(zhuǎn)換成nc程序，并保存12通過傳輸軟件由pc機把nc程序傳人數(shù)控機床中13 用夾具把工件安裝好，調(diào)出程序，銑出

27、凸輪廓形十、共軛凸輪的工藝方案及相應(yīng)的工裝設(shè)計（一）工藝分析拿到這個零件時，我首先想什么樣的材料能滿足這個凸輪的設(shè)計和工作要求。我選擇了鋁或鑄鐵，因為我準(zhǔn)備用鑄造的方法把工件加工出來。進而我又考慮在保證高質(zhì)量的前提下將工件簡單的制造出來。于是初步構(gòu)思工藝方案如下：鑄造出工件毛坯車工件表面（留余量）鉆孔銑凸輪外形輪廓銑越程槽鉗工去毛刺。經(jīng)過指導(dǎo)老師的初步指正：鑄件的工作性能不夠好；兩步銑可合并，省工序；直接把外形銑到位是非常困難的，尺寸很難保證，且精度不高。在老師的指點和幫助下，我選擇了20crmnti低碳合金鋼，采用鍛模鍛出毛坯。構(gòu)思出另一種較合理的工藝方案：鍛毛坯粗、精車工件鉆孔銑凸輪外形輪

28、廓及越程槽模工件至尺寸經(jīng)過老師和我的研究，再次商討出一套更加合理完善的工藝方案，方案如下：鍛毛坯熱處理粗、精車工件鉆鉸孔銑凸輪外形輪廓及越程槽去毛刺滲碳淬火磨端面磨內(nèi)孔磨凸輪外形檢驗、作標(biāo)記入庫（注意：每步工序后都要檢驗）。加入數(shù)據(jù)和一些加工裝夾的細節(jié)，便有了詳細具體的工藝方案。（二）加工凸輪的工藝流程1 鍛：鍛出毛坯，外圓直徑為229mm，厚度為19mm,中間內(nèi)孔的直徑為40mm，表面無明顯凹坑及無其它鍛造缺陷檢驗 2 熱：正火（hb197）檢驗 3 車：（1）用三爪卡盤裝夾工件，粗車毛坯各部分。放精車半徑余量2mm(內(nèi)孔表面見光即行)（2）調(diào)面裝夾，粗、精車端面，車外圓至直徑219

29、7;0.02mm，長6mm，內(nèi)孔車至54.6±0.02,孔口倒角（注意尺寸余量）,車直徑177mm的臺階圓，長1.3×45°mm,端面標(biāo)記“a”（3）調(diào)面裝夾，精車端面，原尺寸14mm至14.6±0.05mm，車外圓至直徑219±0.02mm, 外圓接刀. 車177mm的臺階圓，長1.3×45°mm, 臺階外圓長12±0.1mm,孔口倒角（注意尺寸余量）檢驗4 鉗：a面為基準(zhǔn),采用鉆模鉆12h7,5-12.5的孔，鉸12h7的孔，孔口倒角1.3×45°,去毛刺檢驗5 銑：a面為基準(zhǔn)面，內(nèi)孔和孔1

30、2h7定位,螺釘壓緊(1) 粗、精銑凸輪輪廓，凸輪深7.1mm，凸輪深12mm，單邊留磨量0.3mm(2)銑越程槽,達圖要求檢驗 6 鉗：去毛刺檢驗7 熱：滲碳淬火，有效硬代層深度0.81.1mm硬度5861hrc檢驗8 鉗：噴沙，并清理9 磨：a面為基準(zhǔn)裝夾，磨端面，原尺寸14mm至14.3mm.調(diào)面裝夾磨a面，尺寸至14±0.02mm,其表面粗造度為1.6檢驗10 磨：裝夾工件,找正內(nèi)孔,磨內(nèi)孔尺寸直徑為55±0.005mm,粗造度為1.6檢驗11 磨：粗、精磨凸輪、外形輪廓，達圖檢驗：凸輪共軛誤差小于等于0.05mm12 拋光：拋除表面振紋 13 作標(biāo)：主凸輪 zxt

31、 a4/1 回凸輪 zxt b4/1 14 清洗、檢驗、包裝、入庫 （三）銑床類夾具設(shè)計銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。由于銑削時切削力較大，且為斷續(xù)切削，設(shè)計銑床夾具時，應(yīng)注意工件的裝夾剛性和夾具的安裝穩(wěn)定性。由于銑削過程中多數(shù)情況是夾具和工作臺一起做進給運動，而銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)又常常取決于銑削加工的進給方式，因此，按不同的進給方式將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式和仿形進給式三種類型。該凸輪夾具屬于仿形進給式。銑床夾具通常通過過定位鍵與銑床工作臺t形槽的配合來確定夾具在機床上的方位。第一套夾具方案：長方體合金鋼，中間加塊與凸輪內(nèi)孔直徑相配合的圓柱凸臺，裝夾時用墊塊（為了排削），長螺釘、壓塊壓緊。使用長銷定位第二套夾具方案：夾具jj-001，短銷定位使用后比較：凸輪使用內(nèi)孔和定位銷孔定位，螺釘夾緊，所以需要內(nèi)孔和定位銷定位很難。如果用長銷，每次裝夾要么先把銷子拔掉再裝卸工件（很是麻煩），要么長銷和內(nèi)孔一起（很難裝夾）。夾具jj-001比第一種夾具裝夾方便，而且美觀。綜上，所以選用第二套方案。十一、共軛凸輪制造與檢驗（一）銑凸輪輪廓 傳統(tǒng)的凸輪