UG在圓柱凸輪加工中的應(yīng)用

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1、UG在圓柱凸輪加工中的應(yīng)用####（********）【摘要】以現(xiàn)有實際零件為例介紹了基于UG的圓柱凸輪建模方法，并運用UG/CAM模塊對圓柱凸輪的加工程序編制作了詳細(xì)的闡述，為此類需要三軸以上的零件的加工提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：UG；圓柱凸輪；數(shù)控加工【Abstract】Thearticletakescylindricalcamwithrectilineartranslatingfollowerasanexampletointroducethemethodofthecylindricalcamparametric

2、modellingbasedonUG，throughmotionsimulationtoanalyzeandverifytheresultsofmodelling，anduseUG/CAMmoduleforthetoolpathofcylindricalcammachiningtosimulate，whichprovidesareferenceforthedesignandnemercialcontrolmachiningofthespatialcammechanism.Keywords：UG；Cylindrica

3、lcam；NCmachining一、引言在常見機構(gòu)中，經(jīng)常會應(yīng)用圓柱凸輪來實現(xiàn)某種工藝動作，圓柱凸輪因其具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大和轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點,使其在包裝農(nóng)業(yè)機械、紡織、輕工、食品及制藥等自動化機械中得到廣泛應(yīng)用。圓柱凸輪的輪廓曲線位于圓柱面上并繞其軸線旋轉(zhuǎn)，據(jù)此，可利用UG的造型命令來完成圓柱凸輪的建模，利用加工模塊完成加工刀路的生成并最終生成加工程序。Unigraphics(簡稱UG)是一種通用的、功能強大的CAD/CAE/CAM一體化機械工程計算機軟件。通過該軟件可以實現(xiàn)各種零件的實體造型、曲面造型、

4、自由裝配、工程圖生成、數(shù)控加工、運動分析、有限元分析等設(shè)計功能。本文以現(xiàn)實零件為例，詳細(xì)闡述了基于UG的圓柱凸輪三維模型構(gòu)建及數(shù)控加工。二、基于UG的三維建模對于圓柱凸輪的造型，其關(guān)鍵是建立凸輪在圓柱表面按理論輪廓曲線軌跡建立的凹槽。根據(jù)滾子的運動規(guī)律可知，此凹槽必須等寬且底部形成的面為標(biāo)準(zhǔn)圓柱。在建模時，先利用UG的“圓柱”功能建出符合設(shè)計意圖的圓柱體，同時利用“拉伸”或者“孔”功能得出軸孔。由于設(shè)計已給出輪廓曲線的參數(shù)方程，在此利用UG的“規(guī)律曲線”功能，構(gòu)建出規(guī)律曲線，再以規(guī)律曲線的任一法向截面為草圖平面畫出

5、凹槽的截面形狀。利用“沿導(dǎo)線掃掠”功能同時執(zhí)行“布爾求差”即可得到如圖1所示的三維實體。需要注意的是在建立草圖平面時，一定要是規(guī)律曲線的法向截面，否則掃掠出來的形狀可能是扭曲的。圖1圓柱凸輪三維實體模型三、數(shù)控加工工藝設(shè)計圓柱凸輪加工一般采用范成法,即根據(jù)圓柱凸輪和從動件(滾子)的相互運動關(guān)系,將滾子代以相同形狀和尺寸的刀具,以數(shù)控的形式模仿兩者之間實際工作時的相對運動關(guān)系,從而加工出符合設(shè)計要求的圓柱凸輪。但此凸輪的截面帶有凹槽及臺階（如圖2所示），并且很難找到相配匹的刀具。所以還是需要采用比槽寬小的立銑刀進行加

6、工。圖2凸輪凹槽截面形狀基于圓柱凸輪在加工原理方面的特殊要求，需選用三軸以上的可變軸銑削加工。如本文中凸輪的加工就采用四軸銑加工，結(jié)合本公司的設(shè)備，我們選用了DMU160P加工此零件。根據(jù)上述加工工藝的分析，決定采用Ф20的立銑刀從中部進行粗加工，因為底部20寬的槽為非使用面，可以直接加工成型。然后用Ф16的立銑刀對上、下側(cè)壁進行半精加工、精加工。由于上側(cè)壁靠內(nèi)側(cè)為凹面，所以將精加工此段的立銑刀修磨成T形刀，再采用合適的程序即可完成對此零件的加工。四、數(shù)控加工程序編制下面就根據(jù)加工工藝的思路在UG里進行刀路的設(shè)計。

7、首先，從UG的開始菜單處進入加工環(huán)境，打開創(chuàng)建操作，如圖3所示將操作類型選為“可變軸輪廓銑”，刀具選擇Ф24.3立銑刀。進入可變軸輪廓銑后如圖4所示在“指定部件”處將側(cè)壁設(shè)為部件，將刀軸設(shè)為遠(yuǎn)離直線（直線選擇圓柱體的軸線），將驅(qū)動方法設(shè)為“曲面區(qū)域”。在驅(qū)動方法對話框中（如圖5）將作為部件的側(cè)壁作為驅(qū)動幾何體，刀具位置設(shè)為“相切”,切削模式為“螺旋”，在步距中設(shè)定分層銑的層數(shù)。在非切削移中將進刀類型設(shè)為插銑，退刀類型設(shè)為與進刀一致。再設(shè)置完其它參數(shù)后即可生成如圖6所示的粗加工刀路。在此需要注意的是，程序中選用的刀具

8、為Ф24.3立銑刀，但實際加工時用的是Ф20的立銑刀，加工完成后單邊將留有2.15的加工余量，既通過在刀路設(shè)計時使用假刀具直徑，便可得到想要的加工余量。同時在精加工時也可以根據(jù)準(zhǔn)確測得的刀具直徑來設(shè)計刀路，以便得到更精準(zhǔn)的尺寸精度。使用相同的策略，設(shè)計出第二層的粗加工刀路。最后一層時，只需將刀具改為Ф20立銑刀即可。（a）(b)(c)圖4參數(shù)設(shè)置圖5粗加工刀