解太林

傳統(tǒng)的盤形凸輪廓形繪制主要有圖解法和解析法，加工方法有手工畫線加工和數(shù)控銑削加工，大批量生產(chǎn)亦可采用仿形銑。圖解法直觀、簡單，但是手工作圖選取的等分?jǐn)?shù)有限、精度差。以此為基礎(chǔ)的手工畫線加工的精度和加工表面精度都比較低。解析法設(shè)計(jì)雖然解決了凸輪精度問題，但要得到完整的凸輪輪廓曲線就要編制復(fù)雜的程序。因此它的應(yīng)用也就受到了很大的限制。利用CAD軟件的強(qiáng)大作圖功能，可以十分方便地進(jìn)行凸輪的廓形設(shè)計(jì)，精度好效率高。本文介紹了利用CAXA系列CAD/CAM軟件進(jìn)行余弦盤形凸輪的繪制、編程與模擬加工。

一、建立數(shù)學(xué)模型

以圖1余弦盤形凸輪為例，由圖2凸輪曲線圖可知，凸輪曲線由四段曲線組成，A段為R42圓弧，B段為升程余弦曲線，C段為R₅₂圓弧，D段為降程余弦曲線。余弦曲線的通用公式s=h[1-cos（πδ/δ%*p%*p₀%*b）]/2，其中s為推程，h為總推程，t為升程角，t₀為總升程角。

由圖l所示，由圖可知凸輪的基圓半徑為42，而B段和D段余弦曲線升程起始角均不為0，故在作這兩段余弦曲線時(shí)就不能直接套用通用公式。

如果設(shè)凸輪的基圓半徑為r，余弦曲線升程起始角為t₁，那么，余弦曲線通用公式s=h[l-cos（πt/t₀）]/2就要變形為s=r+h[l-cos（π（t-t₁）/t₀）]/2，故可得B段余弦曲線公式和D段余弦曲線公式。

B段余弦曲線公式：

p（t）=42+（10*（1-cos（180*（t-60）/90））/2）

D段余弦曲線公式：

p（t）=52-（10*（1-cos（180*（t-240）/120））/2）

二、圖解法繪制余弦盤形凸輪廓形

打開CAXA二維CAD軟件后，點(diǎn)擊公式曲線按鈕，彈出如圖4對(duì)話框，發(fā)現(xiàn)繪制曲線的方式有很多，這里主要介紹極坐標(biāo)系/角度和直角坐標(biāo)系/角度兩種方法。

1.極坐標(biāo)系/角度

（l）B段余弦曲線。

在圖3對(duì)話框中填人參數(shù)t、p（t）和Z（t），這時(shí)在對(duì)話框預(yù)覽中就出現(xiàn)了B段余弦曲線，然后可以點(diǎn)擊確定按鈕再點(diǎn)擊CAD軟件界面中的凸輪基圓圓心就可以了。

t=60-150

p（t）=42+（10*（1-cos（180*（t-60）/90））/2））

Z（t）=0

（2）D段余弦曲線。

在圖4對(duì)話框中填人參數(shù)t、p（t）和Z（t），這時(shí)在對(duì)話框預(yù)覽中就出現(xiàn)了D段余弦曲線，然后可以點(diǎn)擊確定按鈕，再點(diǎn)擊CAD軟件界面中的凸輪基圓圓心就可以了。

t=60-150

p（t）=52（10*（l-cos（180*（t240）/120））/2））

Z（t）=0

2.直角坐標(biāo)系/角度

（1）B段余弦曲線。

在圖5對(duì)話框中填人參數(shù)t、X（t）、Y（t）和Z（t），這時(shí)在對(duì)話框預(yù)覽中就出現(xiàn)了B段余弦曲線，然后可以點(diǎn)擊確定按鈕，再點(diǎn)擊CAD軟件界面中的凸輪基圓圓心就可以了。

t=60-150

X（t）=（42+（10*（1-cos（180*（t60）/90））/2））*cos（t）

Y（t）=（42+（10*（1-cos（180*（t60）/90））/2））*sin（t）

Z（t）=0

（2）D段余弦曲線。

在圖6對(duì)話框中填人參數(shù)t、X（t）和Y（t），這時(shí)在對(duì)話框預(yù)覽中就出現(xiàn)了D段余弦曲線，然后可以點(diǎn)擊確定按鈕，再點(diǎn)擊CAD軟件界面中的凸輪基圓圓心就可以了。

t=240-360

X（t）=（52-（10*（1-cos（180*（t240）/120））/2））*cos（t）

Y（t）=（52-（10*（1-cos（180*（t-240）/120））/2））*sin（t）

三、用CAXA的CAM軟件完成其加工

在CAXA中打開“加工”下拉菜單中，生成加工軌跡，如圖7所示。最后，在“加工”下拉菜單，點(diǎn)擊“模擬加工”，軟件將進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬加工，如圖8所示.