應(yīng)用M asterCAM的凸輪參數(shù)化設(shè)計與仿真
凸輪機構(gòu)兼有傳動,、導(dǎo)向及控制機構(gòu)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(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,，工 作可靠,，只要凸輪輪廓線設(shè)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(fù)雜，計算工 作量大,，傳統(tǒng)的設(shè)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(yīng)用，CAD軟件的日益成熟,，為凸輪機構(gòu)進行參數(shù)化設(shè)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(guān)曲線之間的對應(yīng)關(guān)系,，根據(jù)不同的參數(shù)，從而得到不同曲線,，參數(shù)化設(shè)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(yīng)關(guān)系，給出不同的設(shè)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(shè)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(zhǔn)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(shè)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(shè)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(yīng)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(zhuǎn)角位置的輪廓直角坐標(biāo)值;(4)導(dǎo)出已生成的坐標(biāo)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(shè)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(biāo)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(gòu) 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(shè)計 由上述內(nèi)容可知，繪制凸輪輪廓曲線的關(guān)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(shè)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(zhuǎn)向為順時針推程運動角為900,，遠(yuǎn)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(gòu),，推程和回程均以等速運動 2.3坐標(biāo)點的生成 當(dāng)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(biāo),，并導(dǎo)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(biāo)和實際輪廓坐標(biāo)的坐標(biāo)值:首先由式將凸輪轉(zhuǎn)角的弧度值轉(zhuǎn)換成角度值: A=fi*180/3.1415926 再通過Format對生成坐標(biāo)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(yuǎn)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(zhuǎn)角,、輪廓坐標(biāo)x和輪廓坐標(biāo)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(dāng)基圓半徑為100mm時,，顯示坐標(biāo)根據(jù)程序運行結(jié)果自動放大了10倍，所以在后續(xù)處理時,，需將生成的坐標(biāo)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(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Exccl農(nóng)格 利用數(shù)組定義生成的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(Str)，將4個生成的坐標(biāo)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(biāo)定義函數(shù)對數(shù)組中元素進行分行導(dǎo)出到Exccl農(nóng)格中,，并實現(xiàn)行與行之間的對應(yīng)，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(biāo)值的導(dǎo)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(dǎo)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(rèn)值為第列為x坐標(biāo)的坐標(biāo)值,，第 列為y坐標(biāo)的坐標(biāo)值,，第三列為Z坐標(biāo)的坐標(biāo)值，然后將軌跡點的坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)左鍵將整個輪廓選中成自色,，當(dāng)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(chǔ)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(shè)置 4.結(jié)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(xué),，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣同時，能獲得坐標(biāo)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