第12期 2016年12月
组合机床与自动化加工技术
ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechnique
文章编号：10012265(2016)12001303
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.12.004
一种新型微动凸轮的参数化建模与加工仿真
黄登高秦慧斌1，张瑞廷1，王宗彦1，李利民
No.12 Dec.2016
（1.中北大学机械与动力工程学院，太原030051；2.山西汾西重工有限责任公司，太原030027）摘要：针对凸轮机构执行件最大行程不可调的缺点，提出一种新型微动凸轮及其CAD/CAM一体化设计制造方法。凸轮的结构为圆盘形，径向是沿看圆周方向均布的12个子曲面轮廓，同一径向位置处的轮廊曲线为拟合的余弦曲线，可以实现执行件最大行程可调的往复运动。应用VB6.0对Solid-Works进行二次开发，完成了凸轮曲面参数化设计，实现了设计模型、工序模型、装配体仿真模型及 CAM制造模型的自动更新。依据模型进行了运动仿真验证和CAM加工仿真试验。通过分析，验证了该设计方法应用在凸轮的可行性及实用价值。
关键词：新型凸轮；参数化设计；工序模型；加工仿真
中图分类号：TH166；TG506
文献标识码：A
Parametric Modeling and Machining Simulation for a New Type of Micro Motion Cam
HUANG Deng-gao',QIN Hui-bin',ZHANG Rui-ting',WANG Zong-yan', LI Li-min
(1. School of Mechanical and Power Engineering, North University of China ,Taiyuan 030051, China ;2. Shanxi Fenxi Heavy Industry Co. , Ltd. ,Taiyuan 030027,China)
Abstract: Aiming at the disadvantage of the maximum can't be adjusted for the cam mechanism, a new method of CAD/CAM integrated design and manufacturing for micro motion cam is put forward. The struc ture of the cam is a circular disc, and the twelve same surface profiles are evenly distributed in the radial di-rection. The contour curve of the same radial length is the cosine curve fitting, which can realize the recip-rocating motion of the actuator in a certain range of travel. Using VB6. 0 as a tool to develop SolidWorks, finally realized the parametric control of cam surface. It make the design model, process model, assembly simulation model and CAM manufacturing model are updated automatically. According to the model, the motion simulation verification and CAM process simulation are carried out. The feasibility and practical val ue of this design method in cam are proved through analysis.
Key words: new type cam;parametric design;process model;machining simulatior
0引言
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧，广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。南昌大学的高尤坤等人利用7次多项式改进了自动装盒机插舌凸轮曲线，减小了凸轮磨损，延长了使用寿命。新疆大学李长勇等人[2]，根据从动件运动规律曲线设计出了一种新型凸轮实验装置，可以反求出凸轮的外形。文献[3-5] 是应用数学方法对凸轮曲线轮廓进行了优化，使运动能够平稳。综上所述，凸轮研究主要集中在如何优化
收稿日期：2016-07-25；修回日期：2016-08-28
曲线轮廓或根据执行件工作要求反求出曲面轮廓。当凸轮磨损后，达不到工作要求时或工况对执行件的最大行程有新的要求时，以上的设计方法在不重新设计制造新凸轮的前提下，是无法满足要求的。
从凸轮执行件最大行程的柔性出发，设计出一种
新型微动凸轮，可以保证从动件最大行程在一定范围内线性调节，这就解决了上述问题。选用曲线轮廓为平缓的余弦函数Acos(0.1x）来减小摩擦，在圆周方向均布十二个完全相同的子曲面轮廓，在提高效率的同时还避免了从动件与单个子曲面的连续接触，减小了磨损。并且从CAD/CAM一体化的角度，对凸轮进行了加工仿真。
*基金项目：2016年山西省重点研发计划（指南)工业项目“面向智能车间的三维工艺研与应用示范"（2016033
作者简介：黄登高（1992一），男，山西浮山县人，中北大学硕士研究生，研究方向为机械产品数字化设计与制造技术，（E-mail)526985189@qq
om；通讯作者：秦慧斌(1978一），男，山西城人，中北大学讲师，硕士研究生导师，博士，研究方向为机械装备产品数字化设计与制造
技术, (E mail)qhbsss@ 163. com 万方数据