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介紹圓柱凸輪曲線的幾點(diǎn)方法及軟件設(shè)計(jì)和特點(diǎn)
閱讀：186 發(fā)布時(shí)間：2020-8-121 圓柱凸輪設(shè)計(jì)中的首要疑問(wèn)
圓柱凸輪需求在圓柱形的表面上加工凹槽,因而在加工中一方面需求凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),另一方面需求銑刀沿 X軸或丫軸的移動(dòng),所以圓柱凸輪雖然在規(guī)劃辦法上與盤(pán)形凸輪的規(guī)劃辦法根本一樣,但在數(shù)控加工中有必要選用帶有數(shù)控分度頭的四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床或加工中間進(jìn)行加工,且在生成的數(shù)控代碼中有必要使數(shù)控分度頭的轉(zhuǎn)角指令 A與銑刀沿 X軸或 Y軸的移動(dòng)指令相配合。因而在圓柱凸輪中首要的規(guī)劃疑問(wèn)有兩個(gè):①選用直線迫臨法還是圓弧曲線迫臨法生成圓柱凸輪的非圓曲線。②如何在數(shù)控代碼中生成數(shù)控分度頭的轉(zhuǎn)角指令 A,并使 A與銑刀沿 X軸的移動(dòng)指令相配合。
2 圓柱凸輪曲線的迫臨方式
關(guān)于上述兩個(gè)首要規(guī)劃疑問(wèn),咱們能夠作如下分析:關(guān)于由非圓曲線構(gòu)成的圓柱凸輪,能夠選用圓弧迫臨法或直線迫臨法生成非圓曲線。現(xiàn)就兩種辦法作一比較。
①選用圓弧迫臨法,則在一樣的答應(yīng)誤差范圍內(nèi),能夠取較少的節(jié)點(diǎn)數(shù),能夠減少核算時(shí)刻和數(shù)控程序中的 NC代碼數(shù)量,進(jìn)步加工功率,但生成的數(shù)控指令是 G02,G03等圓弧插補(bǔ)指令,無(wú)法與數(shù)控分度頭的轉(zhuǎn)角指令 A相,因而不能滿意凸輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角指令 A與銑刀的移動(dòng)指令相配合的需求。
②選用直線迫臨法,則在一樣的答應(yīng)誤差范圍內(nèi)所取的節(jié)點(diǎn)數(shù)較多,形成核算時(shí)刻較長(zhǎng),但生成的數(shù)控指令中只要銑刀沿 X方向的直線移動(dòng)指令 G01,假如能夠?qū)⒅本€移動(dòng)指令與數(shù)控分度頭的轉(zhuǎn)角指令A起來(lái),就能夠完成凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與銑刀的直線運(yùn)動(dòng)的配合,這樣就有效的處理了上述兩個(gè)首要疑問(wèn)。
3 圓柱凸輪CAD/CAM軟件的設(shè)計(jì)
3.1 開(kāi)發(fā)工具的選擇
VC++6.0是 Microsoft公司迄今開(kāi)發(fā)的功能強(qiáng)大的軟件開(kāi)發(fā)工具,是新一代 CAD/CAM軟件的主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)。概括地說(shuō) ,選用 VC+6.0開(kāi)發(fā)機(jī)械 CAD/CAM應(yīng)用軟件有下列一些優(yōu)點(diǎn):① MFC應(yīng)用程序支持文檔 /視圖結(jié)構(gòu),而一般的機(jī)械CAD/CAM應(yīng)用軟件都采用文檔與視圖相結(jié)合的程序框架。②采用 VC++6.0可以方便的開(kāi)發(fā) CAD基礎(chǔ)幾何類(lèi)庫(kù)(通用繪圖類(lèi)等)以及進(jìn)行各種圖形輸出。③采用 MFC可以方便的開(kāi)發(fā)美觀實(shí)用的用戶界面。總之,選用 VC++6.0來(lái)開(kāi)發(fā)具有很多優(yōu)點(diǎn),可以大大的簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度,縮短開(kāi)發(fā)周期。
3.2 軟件各組成模塊的功能
一個(gè)完善的 CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)該具有以下功能:根據(jù)用戶的要求進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和造型:提供編程所需的工藝參數(shù)、獲取用戶輸入的工藝參數(shù)即優(yōu)化處理機(jī)制;圖形數(shù)據(jù)處理,按照某一數(shù)控系統(tǒng)的要求生成數(shù)控代碼;讀取生成的代碼進(jìn)行加工仿真;經(jīng)過(guò)通信程序傳送給機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。本凸輪 CAD/CAM軟件基本具有上述的全部功能。
①參數(shù)信息錄入模塊:本模塊主要由用戶輸入有關(guān)凸輪的幾何參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù),如基圓半徑、偏心距、滾子半徑,從動(dòng)件位移和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。
②參數(shù)初步檢驗(yàn)?zāi)K:本模塊初步檢驗(yàn)圓柱凸輪輸入?yún)?shù)的合理性,如輸入?yún)?shù)的類(lèi)型是否正確;滾子半徑是否合理;偏距 e的大小是否在允許范圍內(nèi)等。
③圖形生成模塊:本模塊主要根據(jù)所獲得的凸輪各參數(shù),利用一定的算法生成凸輪的輪廓曲線。在此涉及到的算法和圖形生成方法主要是:采用等轉(zhuǎn)角直線逼近法生成凸輪槽曲線,同樣 Vc++6.0的圖片框中以位圖方式顯示出來(lái)。并調(diào)用 AutoCAD進(jìn)行繪圖。
④圖形檢驗(yàn)及誤差分析模塊:本模塊一方面根據(jù)凸輪輪廓的設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)從動(dòng)件的壓力角等參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算和檢驗(yàn),如不符合要求,則要重新設(shè)計(jì)或修改;另一方面利用數(shù)學(xué)算法分析直線逼近曲線所產(chǎn)生的誤差,并檢驗(yàn)是否滿足大誤差值不大于允許誤差值的要求。如不滿足則可重新選取步距,以減小誤差。
⑤工藝參數(shù)獲取及處理模塊:在本模塊中首先建立工藝參數(shù)選擇的用戶界面和刀具數(shù)據(jù)庫(kù),讓用戶選擇和查詢(xún)有關(guān)刀具類(lèi)型、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、工件材料等加工工藝參數(shù),并在用戶參數(shù)選擇界面中根據(jù)所設(shè)計(jì)的凸輪輪廓線參數(shù)給出相應(yīng)的參考值,方便用戶使用和更改。
⑥后置處理模塊:在本模塊中引入了通用后置處理配置參數(shù)輸入界面,界面中包括數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)床類(lèi)型、坐標(biāo)系統(tǒng)定義方式、數(shù)控程序格式、符號(hào)定義方式等,用戶可以通過(guò)修改這些參數(shù)來(lái)方便地配置自己想要的后處理方式。模塊中還建立了數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)中包括一些常用的數(shù)控系統(tǒng) (這里主要是 FANGC-QM系統(tǒng)、美國(guó)的 A-B系統(tǒng)和華中 I型數(shù)控系統(tǒng))及相關(guān)配置,用戶在選擇數(shù)控系統(tǒng)后即可得到相應(yīng)的參數(shù)配置,同時(shí)還可以更新和擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù),在下次使用時(shí)即可方便地調(diào)用。
⑦加工仿真模塊:本模塊主要用來(lái)檢驗(yàn)所生成的 NC代碼正確與否,是否符合加工要求。因此首先讀取和識(shí)別 NC代碼文件,獲得刀心軌跡上每一點(diǎn)的坐標(biāo)值,并畫(huà)出刀具軌跡,顯示在屏幕上。
⑧通信模塊:用戶在本模塊中設(shè)置通信端口、波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、校驗(yàn)位等通信參數(shù),將數(shù)控代碼傳送給機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行加工,或者將數(shù)控代碼傳送至其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工仿真與保存。
4 本軟件的特點(diǎn)
凸輪機(jī)構(gòu)能將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成從動(dòng)件有規(guī)律的運(yùn)動(dòng),被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)機(jī)械中。作者在深入研究我國(guó)有關(guān)凸輪設(shè)計(jì)軟件的技術(shù)現(xiàn)狀、凸輪的工作要求和設(shè)計(jì)方法,以及 CAD/CAM的相關(guān)技術(shù)后,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了本軟件,該軟件具有較全面的功能和一些新的特點(diǎn):①該軟件可完成對(duì)圓柱凸輪的設(shè)計(jì)和編程工作,減少了人工設(shè)計(jì)和手工編程的時(shí)間,提高了設(shè)計(jì)和加工的效率。②通過(guò)輸入不同參數(shù),可以滿足不同參數(shù)圓柱凸輪和不同運(yùn)動(dòng)精度要求的圓柱凸輪的設(shè)計(jì)和自動(dòng)編程。③本軟件實(shí)現(xiàn)了用同一個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)圓柱凸輪的設(shè)計(jì)與自動(dòng)編程 ,真正實(shí)現(xiàn)了 CAD與 CAM的一體化。
雖然本軟件具有以上功能和特點(diǎn),在我國(guó)的中小型企業(yè)中應(yīng)具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,但由于作者時(shí)間、精力、能力及試驗(yàn)環(huán)境等因素的制約,還有一些功能有待進(jìn)一步的完善和加強(qiáng)。
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