基于CAXA的盤類凸輪CAD/CAM應用

解太林

傳統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控銑削加工，大批量生產亦可采用仿形銑。圖解法直觀、簡單，但是手工作圖選取的等分數有限、精度差。以此為基礎的手工畫線加工的精度和加工表面精度都比較低。解析法設計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雜的程序。因此它的應用也就受到了很大的限制。利用CAD軟件的強大作圖功能，可以十分方便地進行凸輪的廓形設計，精度好效率高。本文介紹了利用CAXA系列CAD/CAM軟件進行余弦盤形凸輪的繪制、編程與模擬加工。

一、建立數學模型

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就不能直接套用通用公式。

如果設凸輪的基圓半徑為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，點擊公式曲線按鈕，彈出如圖4對話框，發現繪制曲線的方式有很多，這里主要介紹極坐標系/角度和直角坐標系/角度兩種方法。

1.極坐標系/角度

（l）B段余弦曲線。

在圖3對話框中填人參數t、p（t）和Z（t），這時在對話框預覽中就出現了B段余弦曲線，然后可以點擊確定按鈕再點擊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對話框中填人參數t、p（t）和Z（t），這時在對話框預覽中就出現了D段余弦曲線，然后可以點擊確定按鈕，再點擊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.直角坐標系/角度

（1）B段余弦曲線。

在圖5對話框中填人參數t、X（t）、Y（t）和Z（t），這時在對話框預覽中就出現了B段余弦曲線，然后可以點擊確定按鈕，再點擊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對話框中填人參數t、X（t）和Y（t），這時在對話框預覽中就出現了D段余弦曲線，然后可以點擊確定按鈕，再點擊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，點擊“模擬加工”，軟件將進行動態模擬加工，如圖8所示.