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弧面凸轮设计与精密加工的研究

刘加利  
【摘要】:弧面凸轮分度机构是实现高速、高精度间歇分度运动的新型传动装置,广泛应用于各种自动机械的间歇转位分度及自动生产线的步进输送机构中。弧面凸轮分度机构制造的关键是弧面凸轮的加工,数控技术的发展以及制造模式的转变提供了新的制造解决方案:弧面凸轮的快速设计与精密加工是适应用户需求的重要手段,辅以虚拟设计制造技术提供了可靠保证。 本文综述了弧面凸轮分度机构研究的现状,从传统设计方法出发,采用坐标变换法推导出弧面凸轮理论廓面方程,利用其参数直纹面以及理论廓面和工作廓面互为等距曲面特性,建立了弧面凸轮参数化模型。论述了不同工况下采用的运动规律的特点,利用VC++和UG/OPEN API建立了凸轮及凸轮分度机构CAD模块,并通过实例进行廓面分析;设计弧面凸轮分度机构的各部件,建立标准件库,形成整个装配模型,建立模拟样机,对分度机构进行运动分析,形成制造前的评估。 分析比较弧面凸轮常用的加工方法,基于五轴联动加工中心和加工材料的特点,改进加工工艺,采用高速加工方法,改进走刀方式,以铣刀的侧刃精加工凸轮廓面;生成刀具轨迹,并结合机床对刀轨进行后处理工作,并建立虚拟机床,利用仿真技术对加工过程进行模拟验证。 论文主要工作是在Unigraphics NX支持下展开,突出先进制造技术的应用,提供了一个弧面凸轮设计制造的解决方案,具有一定的示范作用。


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