應用M asterCAM的凸輪參數(shù)化設計與仿真
凸輪機構兼有傳動、導向及控制機構等多種功能，可廣泛用于各種機械，特別是自動機械、自動控制裝置和生產(chǎn)線中凸輪機構結構簡單、緊湊，工 作可靠，只要凸輪輪廓線設計合理，便可使從動件按任意給定規(guī)律運動，但凸輪輪廓復雜，計算工 作量大，傳統(tǒng)的設計和加工 方法，通常采用手工 描點、擬合輪廓、銑床粗銑及手工 精銼等方法，因此制造周期長、勞動強度大、零件精度低，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工 業(yè)發(fā)展的要求隨著計算機軟件在機械行業(yè)的應用，CAD軟件的日益成熟，為凸輪機構進行參數(shù)化設計和精工加工_提供了有利的條件而參數(shù)化的基本原理即通過組參數(shù)建立有關曲線之間的對應關系，根據(jù)不同的參數(shù)，從而得到不同曲線，參數(shù)化設計就是根據(jù)這種原理，建立組參數(shù)與組圖形基本元素或多組圖形之間的對應關系，給出不同的設計參數(shù)，即可得到不同的機械零部件ICI此，對凸輪進行參數(shù)化設計與實體建模的研究，有助于提高凸輪的制造品質(zhì)，降低制造成本和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，為其加卡制造形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模做好準各有著重要的意義 1.系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能 本系統(tǒng)的開發(fā)采用VB6.0平臺環(huán)境和Win?dows2000以上操作系統(tǒng)，基于凸輪輪廓的解析法設計原理，主要實現(xiàn)如下功能;(1)采用大機交互界而，用戶可以快捷地選定凸輪類型，設置凸輪基本參數(shù);(2)根據(jù)不同的從動件運動規(guī)律，自動調(diào)用相應的r程序，繪制出從動件的速度、加速度及位移曲線，為后續(xù)的運動分析提供有效的數(shù)據(jù);(3)能夠精確地繪制出凸輪輪廓曲線，并獲得不同轉角位置的輪廓直角坐標值;(4)導出已生成的坐標值，自動保存在EXCEL農(nóng)格;(5)利用MastcrCAM軟件的特有功能，生成凸輪輪廓曲線，再設置不同的加工 方法，實現(xiàn)凸輪輪廓的自動編程 2.凸輪輪廓曲線的繪制和坐標值的生成 2.1凸輪輪廓曲線的解析法分析所示為偏置直動滾r從動件盤形凸輪機構 偏距‘，基圓半徑:0、滾r半徑::和從動件運動規(guī)律S=5 工1工均已給定開始時，推桿滾r中心位于凸輪理論廓線的起始點BO處 2.2窗體的設計 由上述內(nèi)容可知，繪制凸輪輪廓曲線的關鍵是凸輪基本參數(shù)和從動件的運動規(guī)律，因此，窗體的設計內(nèi)容主要包括從動件類型的選擇、凸輪參數(shù)的輸入、從動件運動規(guī)律的選擇、運動規(guī)律曲線的繪制和凸輪輪廓曲線生成等六部分 本文以盤形凸輪為例，凸輪基圓半徑為100mm ,偏距為0，行程為40mm ,轉向為順時針推程運動角為900，遠體i1角為900，回程運動角為900，近體i1角為900的從動件為尖底的凸輪機構，推程和回程均以等速運動 2.3坐標點的生成 當所編寫的VB程序繪制出凸輪輪廓曲線后，需要收集各不線段的起始點和終i1點的坐標，并導入MastcrCAM，實現(xiàn)后續(xù)的精工加工-在軟件實現(xiàn)時，可以通過以下農(nóng)達式可獲取理論輪廓坐標和實際輪廓坐標的坐標值:首先由式將凸輪轉角的弧度值轉換成角度值: A=fi*180/3.1415926 再通過Format對生成坐標值進行數(shù)據(jù)修整，并使甸產(chǎn)生個數(shù)據(jù)進行自動換行〔f::將Text?box的MultiLino屬性改為true .日的是使Texthox可以多行顯示): Text2.Text=Text2.Text+CStr(Format$工(x, "fixed"))+vhNewLinc Text3.Text=Text3.Text+CStr(Format$工(x, "fixed"))+vhNewLinc Text4.Text=Text4.Text+CStr(Format$工(y, "fixed"))+vhNewLinc 在四個階段(推程運動 遠體i1 回程運動 近體i1)的循環(huán)語句后加上以上程序段，便可以在Form中的Texthox窗口里生成三組數(shù)據(jù)，分別包括凸輪轉角、輪廓坐標x和輪廓坐標V 另外，為了更加清晰的看到根據(jù)已知參數(shù)生成的凸輪輪廓，軟件中加入了有條件放大縮不程序例如，當基圓半徑為100mm時，顯示坐標根據(jù)程序運行結果自動放大了10倍，所以在后續(xù)處理時，需將生成的坐標值個部再縮不10倍，這個操作步驟在Exccl中很容易實現(xiàn) 2.4坐標數(shù)據(jù)導入Exccl農(nóng)格 利用數(shù)組定義生成的坐標數(shù)據(jù)(Str)，將4個生成的坐標值定義成這個數(shù)組中的個元素，先使用split分隔函數(shù)將甸個數(shù)據(jù)進行分行處理，然后利用For語句循環(huán)中套用上標定義函數(shù)對數(shù)組中元素進行分行導出到Exccl農(nóng)格中，并實現(xiàn)行與行之間的對應，部分程序如下: Dim Str As String Str=Text3.Text Dim strs工 As String strs0=Split(Str , vhNewLinc) For n=0 To UBound(strs) 1 xlShcet.Cclls(n+1，1)=strs(n) Nextn Str=Text4.Text strs0=Split(Str , vhNewLinc) For n=0 To UBound(strs) 1 xlShcet.Cclls(n+1 ,2)=strs(n) Next n 3.基于Mastercam軟件實現(xiàn)凸輪輪廓的加工仿真 3.1坐標值的導入 在MastcrCAM9.0之前的版本中，不能實現(xiàn)MxstcrCAM與VB的數(shù)據(jù)傳輸而在MxstcrCAM9.1里增加了個新的功能，就是MoamVB中的exccl2命令，可以方便的導入各種VB生成的數(shù)據(jù)，前提是須將這個生成的Exccl農(nóng)格存放在Moam中的VB根日錄下，而且Exccl農(nóng)中數(shù)據(jù)要按照定的規(guī)律進行排放默認值為第列為x坐標的坐標值，第 列為y坐標的坐標值，第三列為Z坐標的坐標值，然后將軌跡點的坐標值保存為Exccl文件這里，就可以使用McamVB中的CXCC12命令，打開之前保存的Exccl文件，就可得到組直線段，這此直線的端點就是所需要的軌跡點，直接繪制曲線捕捉直線的端點，就得到所需的軌跡 32曲線串聯(lián)和模擬加工_ 雖雖然已經(jīng)得到了個完整的凸輪軌跡，但這是由上千條短線段組成，是不連續(xù)的，所以不能夠進行串聯(lián)，也就不能夠加卡，工大I而，需要將此軌跡進行不線段連接首先進入外輪廓菜單,其次選擇窗口功能選項(Winflow),接著選擇內(nèi)連接按鈕(In+intr),單擊鼠標左鍵選擇整個圖形，選擇終點(Endpoint)，并在圖形外輪廓上單擊鼠標左鍵將整個輪廓選中成自色，當整體成為自色以后，說明串聯(lián)成功，最后點擊完成(Donc)在此基礎上，用戶可以選擇銑削加工 或線切害工J的加工 方式，直接進行加工 軌跡的設置 4.結束語 此軟件能快速地繪制凸輪輪廓曲線，把原來很抽象和繁瑣的數(shù)值計算變得形象和簡單，若用于課堂教學，有助于激發(fā)學生的學習興趣同時，能獲得坐標值的輸出，并與MastcrCAM相聯(lián)系，很方便地實現(xiàn)計算機輔助制造.為后續(xù)工_作創(chuàng)造了很有利地條件但是.此軟件還只是實現(xiàn)最基本的輪廓繪制和加工，其他問題還有待進步解決