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基于CATIA/CAA的弧面凸轮参数化建模及数控加工

刘海涛  
【摘要】: 弧面分度凸轮机构具有高速性能好、定位精度高、结构紧凑和易于进行精度补偿等诸多优点,现已成为许多机械设备中的核心传动装置,在数控机床、加工中心、自动化流水生产线等领域应用日益普遍。但是由于弧面凸轮工作廓面形状复杂,且为空间不可展曲面,使得其设计与加工比较困难。因此,弧面凸轮快速设计与精密加工的研究具有重要意义。 论文概述了弧面凸轮的结构形式、工作原理、主要参数、共轭接触方程和工作廓面方程等弧面凸轮的基础知识,分析了弧面凸轮模型特点、建模难点、以往建模方法的缺陷以及参数化建模的优越性。在此基础上提出对CATIA二次开发来实现弧面凸轮参数化建模,并分析比较了CATIA二次开发的各种方法,着重对组件应用架构(CAA)的基本原理做出详细论述。通过CATIA二次开发,采用基于特征模型的造型方法实现了弧面凸轮的参数化建模,简化了设计过程,提高了设计效率,为弧面凸轮设计提供了一个全新的解决方案。 论文分析比较弧面凸轮常用的加工方法,以实验室现有的弧面凸轮数控加工专用铣床为基础,对编程技术进行了研究。在分析传统编程方法的缺陷后,提出改进措施,对编程误差进行控制,对进给速度进行修正。最后开发了专用的编程软件,实现弧面凸轮数控加工的自动编程。


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