基于UG/NX的圆柱凸轮的三维设计及仿真加工
摘要 本文首先用NX和CAD，建立工件的三维模型,然后通过设计手册和图样要求，编写圆柱凸轮的工序卡。再通过查阅相关文献和分析图样要求，逐步确定圆柱土伦的毛坯，加工刀具，工艺分析。通过NX-CAD模块实现圆柱凸轮自动编程，创建数控加工轨迹和程序后置要求。
关键词 圆柱凸轮;图样分析;加工工艺;三维模型
3D design and simulation of cylindrical CAM based on NX
Abstract:In this essay, the 3D model of the workpiece is established by NX and CAD. Then through the design manual and drawing requirements, detailed analysis of the tolerance of the mechanism, and then by consulting the relevant literature and design manual, step by step to determine the workpiece processing steps and process and process card. Finally, the automatic programming of indexing CAM is realized through NX-CAD module, and the NC machining track and program post requirements are created.
Key words: Indexing CAM,；three dimensional modeling；programming
目录
第一章 绪论 3
1.1 课题研究的背景 3
1.2 课题研究的内容 4
1.3 课题研究的成果 4
第二章 圆柱分度凸轮图样和加工工艺的分析 5
2.1 圆柱分度凸轮图样分析 5
2.2 圆柱分度凸轮毛坯选择 7
2.2.1 毛坯的种类的确定 7
2.2.2毛坯材料的选择 7
2.2.3毛坯尺寸的确定 7
2.3 刀具的选择 7
2.3.1对刀具的要求 8
2.3.2常用的铣刀种类和种类 8
2.3.3铣刀直径的选择原则 8
2.4 切削液的选择 9
2.5 圆柱分度凸轮的机床选择 9
2.5.1圆柱凸轮机床夹具的选择 10
2.5.2 机床夹具的主要类型及其结构形式 10
2.5.3机床夹具的设计要点 10
2.5.4机床夹具的工作原理和结构特点 10
2.6 圆柱分凸轮的加工工序刀路 11
2.6.1走刀方式 12
2.7 本章小结 13
第三章 圆柱分度凸轮的实体造型 14
3.1 整体概述 14
3.2 圆柱分度凸轮的三维建模 14
3.2.1建立新文件 14
3.2.2创建圆柱分度圆凸轮主体 15
3.3 圆柱分度凸轮的细节部分的创建 25
3.3.1草图和拉伸特征的创建 25
3.3.2孔特征的创建 34
第四章 圆柱分度凸轮走刀轨迹设计及程序后置处理 36
4.1 概述 36
4.2 圆柱分度凸轮的走刀轨迹编程 36
4.2.1确定加工坐标系 36
4.2.2刀具类型和参数的设置 36
4.2.3几何体的设置 37
4.2.4圆柱凸轮的粗加工 38
4.2.5圆柱凸轮的半精加工 42
4.2.6圆柱凸轮的精加工 42
致谢 44
参考文献 45
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景
圆柱分度凸轮机构主要由主动部件，从动部件和齿轨所构成。由于凸机构的加工动作可以直接传导至主动部件上,以便于达到预期操作要求。所以,凸轮机构也是最常见的机械加工设备之一;它广泛用来制造机械的进刀机构包装机,印染机械装置,纺织机和各类的电动机器人等。但在过去,由于当时我国机器人的制造技术还比较落后,而且制造环境也比较恶劣,因此制造质量也一直没有提高,而凸轮机虽然在自动化机器人制造中早有广泛应用,但较难应用在复杂,密集的工作场合。
与此同时,也因为当时我们对凸轮机还没有比较深刻的探讨和深入的理论,只能在内燃机配气凸轮机上较广泛的使用。同时随着现代科技的快速发展,以及具有一定自然科学基础的汽车车门学原理与空气动力学基础,再加上有了较方便的控制手段和数学模型的建立,数字控制系统的方法在工业机器制造领域中得到了更普遍的使用,而这些因素也给分度凸轮机械制造技术带来了更充分的发展空间。凸轮结构之所以被广泛应用于自动化工业机械设备中，是因为它具有紧凑的结构，高刚性和精确的机械特性,同时也可以满足对输送大动能，高速度的要求。当凸轮结构作为驱动机械之后,它就可以使自从力传递装置满足对高速度,精确,匀速以及复杂的运动规则的要求;当凸轮结构实现了控制机器的功能之后,就可以使从传递机器的随动机构实现往复运动或自动循环操作;当凸轮机结构成为了导引机器之后,就可以产生更复杂的轨迹或平面动作。所以对高精密凸轮机械的设计,制造,工艺等各个方面的进行深层次的研究题是一项具有重要意义的课题。
1.1.1典型的凸轮机器的结构特征与应用
螺旋廓线圆柱凸轮分为 (1)单向匀速运动螺旋廓线圆柱凸轮机构(2)向匀速运动螺旋廓线圆柱凸轮机构(3)向变速运动螺旋廓线圆锥凸轮结构[1]其中分度凸轮又可分为圆柱分度凸轮；平行分度凸轮机构，行星分度凸轮机构[2]。
1.2 课题研究的内容
本文涉及的知识面较多，参考的文献书籍很多，是对大学三年知识的综合考验其中在大学三年相关的知识又；《AUTO CAD制图》，《UG NX入门 进阶 精通》，《工程力学》（刘思俊主编），《机械设计》（金旭星主编）等，将理论知识和实际加工相结合。通过对圆柱分度凸轮的工作原理和加工制造的不断理解；结合图样要求建立相对准确的CAD分度凸轮的二维零件工程图；再基于NX建模完成圆柱分度凸轮的三维参数化建模；然后通过对毛坯形状的选择和材料的分析，确定加紧和定位方
式，进行一系列刀具，刀路设置，创建数控加工走到轨迹和程序后置处理，并以此来理解数控加工工艺过程，运用了圆柱分度凸轮的三维模型和二维零件图。
1.3 课题研究的成果
（1）简单介绍工件原理及过程，主要功能和加工精度要求。
（2）利用CAD和NX软件建立二维，三维模型图。
（3）查阅相关设计手册选用加工圆柱分度凸轮的切削参数和刀具，制定分度凸轮的加工工艺规程。
（4）分析零件尺寸，选择材料，确定刀具规格，切削要素的确定和加工工艺分析。
（5）应用NX CAM模块实现分度凸轮自动编程，创建数控加工走到轨迹和后置处理。
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