五坐标数控加工空间凸轮CAD系统采用M系统

空間凸輪机构廣泛應用于各种机械設備中，如農業、交通、紡織、包裝等。隨著數技術的發展，目前空間凸輪大多采用數控机床進行加工，然而由于數控机床生產商并有提供專門加工空間凸輪的軟件包，使得許多空間凸輪的生產厂家不得不使用通用的D/以M軟件(如UG、Pro/E等)作為空間凸輪設計和加工的編程平台。但是由于通用軟 用于空間凸輪加工編程缺乏針對性，使得工程人員的工作量仍然很大。 本文結合空間圓柱凸輪加工的工程實際，以微分几何和空間嚙合原理為工具，對空圓柱凸輪机构的傳動規律、嚙合原理和數控加工進行了系統的研究，推導了空間圓柱輪机构的運動學方程，并利用曲面包絡原理，通過滾子的几何特征及其軸線的運動規求解了凸輪廓面的解析表達式，并對其主方向、主曲率等參數進行了分析計算。借助 PeGnL圖形技術，以參數化輸入的方法實現了空間凸輪的三維建模，并利用其提供的雙存技術實現了加工過程的運動仿真。在此基礎上，以VC十+6.0為平台開發了“五坐標控加工空間凸輪的以D/CMA系統”。系統根据圓柱凸輪机构的傳動原理和給定的加工參數，采用二階密切法計算出刀具刀位點，并由系統的仿真模塊驗証刀具軌跡的正确性，最后根据机床的具体結构形式 行后置處理，生成机床可識別的NC代碼，實現了圓柱凸輪的CAD/CMA一体化。 系統根据模塊化設計要求，建立了數控加工系統的整体結构和各功能模塊，使系統夠准确、直觀、快速地构建空間凸輪模型、進行運動仿真，并生成數控加工代碼。實表明，本系統具有良好的擴展性和實用性，操作界面便捷，自動化程度較高，因此本統的開發具有一定的理論意義和實用价值