下载文档原格式
凸轮曲线设计当根据使用要求确定了凸轮机构的类型、基本参数以及从动件运动规律后，即可进行凸轮轮廓曲线的设计。
设计方法有几何法和解析法，两者所依据的设计原理基本相同。
几何法简便、直观，但作图误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标，所以按几何法所得轮廓数据加工的凸轮只能应用于低速或不重要的场合。
对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮，必须建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线以及加工刀具中心轨迹的坐标方程，并精确地计算出凸轮轮廓曲线或刀具运动轨迹上各点的坐标值，以适合在数控机床上加工。
圆柱凸轮的廓线虽属空间曲线，但由于圆柱面可展成平面，所以也可以借用平面盘形凸轮轮廓曲线的设计方法设计圆柱凸轮的展开轮廓。
本节分别介绍用几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线的原理和步骤。
1 几何法反转法设计原理：以尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构为例：凸轮机构工作时，凸轮和从动件都在运动。
为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线，应当使凸轮与图纸平面相对静止，为此，可采用如下的反转法：使整个机构以角速度(-w)绕O转动，其结果是从动件与凸轮的相对运动并不改变，但凸轮固定不动，机架和从动件一方面以角速度(-w)绕O转动，同时从动件又以原有运动规律相对机架往复运动。
根据这种关系，不难求出一系列从动件尖底的位置。
由于尖底始终与凸轮轮廓接触，所以反转后尖底的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线。
1). 直动从动件盘形凸轮机构尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构：已知从动件位移线图，凸轮以等角速w顺时针回转，其基圆半径为r0，从动件导路偏距为e，要求绘出此凸轮的轮廓曲线。
运用反转法绘制尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的方法和步骤如下：1) 以r0为半径作基圆，以e为半径作偏距圆，点K为从动件导路线与偏距圆的切点，导路线与基圆的交点B0(C0)便是从动件尖底的初始位置。
2) 将位移线图s-f的推程运动角和回程运动角分别作若干等分（图中各为四等分）。
3) 自OC0开始，沿w的相反方向取推程运动角(1800)、远休止角(300)、回程运动角(1900)、近休止角(600)，在基圆上得C4、C5、C9诸点。
机械基础一轮复习资料(凸轮机构)【复习要求】1.了解凸轮机构的分类、应用及特点；2.了解凸轮轮廊曲线的画法，熟悉常用位移曲线的画法；3.掌握基圆半径、行程、压力角等基本参数的概念及它们对工作的影响；4.掌握凸轮从动件的常用运动规律及其特点和应用。
【知识网络】【知识精讲】一、凸轮机构的基本概念1.凸轮：具有控制从动件运动规律的曲线轮廓的构件。
2.凸轮机构：由凸轮、从动件和机架组成的传动机构，该机构中凸轮作主动件并作等速转动(往复移动)。
3.基圆(基圆半径)：以凸轮回转中心为圆心，以凸轮理论廓线的最小回转半径为半径所作的圆称为基圆。
该圆的半径称为基圆半径，用r0表示。
4.凸轮理论廓线：凸轮从动件的参考点(尖端或滚子中心或平底中点)在凸轮平面内的运动轨迹。
5.凸轮实际廓线：直接与从动件接触的凸轮廓线。
6.位移及行程：凸轮转过一个角度，从动件对应移动的距离，称为从动件的位移S。
在凸轮一转中，从动件所能达到的最大位移称为行程，用符号h表示。
7.压力角(α)：凸轮理论廓线上某点的法线方向(即从动件的受力方向)和从动件运动速度方向之间所夹的锐角。
8.S—δ曲线：表达从动件位移S与凸轮转角δ关系的曲线。
9.转角(运动角)δ：凸轮转过的角度。
二、凸轮机构的应用特点1.高副机构易磨损，结构简单、紧凑，传动力较小。
2.能严格实现从动件的运动要求，从动件的运动规律可任意拟定。
3.可高速起动，但高速凸轮精确设计困难。
4.加工方便容易，广泛用于自动化机械中。
三、凸轮机构的分类(见表)四、凸轮机构从动件的常用运动规律及工作特点、应用场合(见表)五、凸轮机构有关参数对工作的影响(见表)为使运动不“失真”r T＜ρmin一般取r T＜0.8ρmin【边缘知识】一、运动角二、理论轮廓线与实际轮廓线的关系尖顶接触的理论轮廓线与实际轮廓线重合；平底接触两曲线接近；滚子接触两曲线为法向等距曲线(此两曲线只有在休止角区域内才是相似曲线)。
西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）圆柱凸轮加工方法及应用年 级：2005级学 号：20055355姓 名：商飞专 业：制造工程指导老师：彭新宇2009年6月院 系 机械工程学院 专 业 制造工程 年 级 2005级 姓 名 商飞题 目 圆柱凸轮加工方法及应用指导教师评 语指导教师 (签章)评 阅 人评 语评 阅 人 (签章) 成 绩答辩委员会主任 (签章)年 月 日毕业设计（论文）任务书班级 2005制造工程一班学生姓名商飞学号 20055355发题日期：2009 年 3 月 5 日完成日期：2009年 6 月 15 日 题目圆柱凸轮加工方法及应用1、本论文的目的、意义空间凸轮是空间凸轮机构中的关键零件，其传统方法加工难度大，周期长，加工精度低，对操作工人技术水平要求高。
本文研究了采用CAD/CAM技术采用数控机床进行空间凸轮加工的方法。
讨论整个加工工艺过程的决策。
并采用UG/CAM技术针对具体凸轮的重要加工工序完成了加工程序和刀路仿真，并针对该重要工序设计夹具。
通过对本课题的研究，能让学生深刻理解当前进行此类产品进行加工工艺决策的理论，有助于将其在几年大学所学习知识与实践结合并得到综合运用。
使其初步具备从事技术和科研工作的能力。
2、学生应完成的任务收集并吸收关于此类产品的加工工艺决策理论的资料，深刻理解基于CAD/CAM的数控编程技术，将二者有机的结合在一起并运用于空间凸轮重要工序的加工程序编制并设计夹具（提供NC程序及电子或纸质夹具图）。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 15 周）第一部分 收集资料，吸收消化 ( 3周)第二部分 确定技术路线，整理论文思路 (1 周)第三部分 完成论文初稿 ( 6周)第四部分 修改论文 ( 1周)第五部分 定稿及其他 ( 1周)评阅及答辩 ( 周)备 注指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘要圆柱凸轮机构是一种用于高速间歇分度的空间凸轮机构，圆柱凸轮轮廓面与分度盘上均布的圆柱滚子共轭啮合。
圆柱凸轮机构与平面凸轮机构相比,具有体积小、结构紧凑、刚性好、运转可靠、传动转矩大等优点,与传统的间歇机构如棘轮机构、槽轮机构等相比 ,具有分度精度高、动力学性能好等优点 ,目前已广泛用于包装机械、罐装机械等自动机械中。
圆柱凸轮轮廓面属于空间复杂曲面，它的加工品质的高低直接影响圆柱分度凸轮机构的性能。
圆柱凸轮槽曲线的加工较为复杂,过去通常采用手工描点、拟合轮廓、铣床粗铣和手工精锉等方法加工,不仅难度大、周期长,且加工后零件精度低、可靠性差,已难以满足对加工效率和精度的要求。
本文以等速圆柱凸轮为研究对象，通过一个圆柱凸轮实例，根据机械原理计算凸轮轮槽曲线表达式，经过数学分析建立UG表达式，运用UG软件的功能建立三维实体模型。
按照圆柱凸轮的用途及要求讨论整个加工工艺过程的决策。
设计重要加工工序的装夹方式，并使用AUTOCAD绘制装配图。
采用UG/CAM技术针对具体凸轮的重要加工工序完成加工程序和刀路仿真。
分别使用曲线驱动与曲面驱动两种方式加工凸轮槽，对于精度要求不高的圆柱凸轮精加工可以采用曲线驱动方式等径加工（即刀具直径与槽宽相等），精度要求高的圆柱凸轮精加工采用非等径加工。
后处理生成机床可以直接使用的NC代码。
关键词：圆柱凸轮 数控加工 UG/CAM 工艺AbstractCylindrical cam is a kind of space cam mechanism that used in high-speed interval toe index. The outline of cylindrical conjugate meshed. Compared with planar cam, cylindrical cam has such advantages: smaller volume, compact structure, stronger rigidity, trusted dependability and so on, then compared to the traditional intermittence mechanism take ratchet wheel mechanism and scored pulley for examples, the cylindrical cam is special at high degrees and precision, altogether with superior dynamics performace. Nowadays, cylindrical cams have been widely used in fields range from packing machinery to can packed machinery as well as automatic machineries. Flatness of cam contour are such complex space curved surface, the processing quality of them are strightly influence on the cylindrical cam’s function. As the technology of the round about is rather complex. In the past time, we usually adopt the method such as handwork point dot, fitting outline, rough shinning on milling machine and handwork exact shinning, but such would take rather hard time and long cycle, what’s more ,the products ‘ precision and reliability stays at a low level that can hardly meet our meets.In this paper, we took cylindrical cam as our object of study, choose the cam for example, according to the basic calculate expression of principle of machinery on cylindrical cam. Then through the mathematical analysis, found the UG expression, take use of the soft ware-UG., set up the three dimensional full-scale model. We discuss the case about slove working technology course on the cam, of course, it should according the useage of the cam. We design the key steps of the working on clamping, then use AUTOCAD software to draw the installation diameter. We adopt the UG/CAM system to do the emulation on the detail kep steps of the working coure on cam’s course. In the course, we take both curved shape driving and curved surface driving ways to work on cam manger. To those working on cams not very at a high precision, we could take way of curved shape drving equal diameter. To those working insist a high precision, we could take way of none-equal diameter. in the after-treatment generate machine tool, we strightly use the NC code.key words： Cylindrical cam NC machining UG/CAM Technology第VI页西南交通大学本科毕业设计(论文)目录摘要ⅣABSTRACT V 第1章 绪论1 1.1课题背景 1 1.2凸轮机构的分类及凸轮廓面加工方法研究概况 31.2.1 凸轮机构的分类 31.2.2 凸轮廓面加工方法研究概况 4 1.3本文研究的主要内容 6第2章 三维模型建立7 2.1圆柱凸轮参数 7 2.2数学模型的建立 7 2.3推导UG表达式 7 2.4生成凸轮轮廓曲线和凸轮实体 9第3章 数控加工工艺 12 3.1圆柱凸轮的加工工艺分析 12 3.2凸轮材料及热处理 13 3.3圆柱凸轮的加工工艺过程 143.3.1数控加工设备 143.3.2工装设计 143.3.3工序设计和加工参数选择 183.3.4走刀方式 18 3.3UG加工 203.3.1曲线驱动方式 203.3.2曲面驱动方式 25结论30致谢31参考文献 32附录1：曲线驱动方式加工代码 33附录2：曲面驱动方式加工代码 47第1章 绪论1.1课题背景凸轮机构与齿轮机构和连杆机构等都是机械传动的常用机构。
凸轮机构或包含凸轮机构的组合机构可以实现几乎所有简单的、复杂的重复性机械动作。
因此凸轮机构是机械化、自动化生产设备中的关键零部件。
凸轮机构由凸轮、从动件或从动件系统、机架等组成。
一般情况下，凸轮做匀速回转运动，从动件做预期的输出运动。
凸轮机构具有结构紧凑、性能可靠、传动扭矩大等诸多优点，在纺织机械、烟草机械、玻璃机械、包装机械、农业机械、印刷机械、数控机床、加工中心、自动办公设备、自动化仪表、电子元件自动加工机械、服装加工机械以及其他各种轻工自动机械领域应用十分普遍。
它们在实现间歇运动、分度运动、较大升程运动要求及其它复杂运动要求方面具有很强的适应性。
图 1－1、1－2、1－3 所示是比较典型的凸轮零件的应用。
