共軛凸輪的設(shè)計(jì)制造CADCAM及工藝說(shuō)明書(shū)

1、共軛凸輪的設(shè)計(jì)制造(cad/cam)及工藝目 錄前言-3一、設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求-4二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用-4三、凸輪機(jī)構(gòu)的組成-4四、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)-4五、共軛凸輪機(jī)構(gòu)的選擇-5六、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律-7七、凸輪機(jī)構(gòu)的分類-9八、共軛凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇-10九、共軛凸論的設(shè)計(jì)-12十、共軛凸輪的工藝方案及相應(yīng)的工裝設(shè)計(jì)-13十一、共軛凸輪制造與檢驗(yàn)-15十二、課題小結(jié)-16小結(jié)-17參考文獻(xiàn)-18前言課題：共軛凸輪的設(shè)計(jì)制造(cad/cam)及工藝目的：根據(jù)我們所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)并制造出織機(jī)的凸輪使織機(jī)在織造中順利進(jìn)行和提高織機(jī)的生產(chǎn)率及織物質(zhì)量課題簡(jiǎn)介凸輪是常見(jiàn)的機(jī)械零件之一，傳統(tǒng)的基于人工設(shè)計(jì)和

2、計(jì)算機(jī)的凸輪設(shè)計(jì)方法，依靠模具、夾具等實(shí)現(xiàn)制造的工藝遠(yuǎn)不能達(dá)到高精度機(jī)械的運(yùn)行要求，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）和制造（cam）技術(shù)可以使凸輪的設(shè)計(jì)和制造到很高的精度，提高凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。本題目是一種紡機(jī)用共軛凸輪為設(shè)計(jì)制造對(duì)象，利用目前先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造軟件pro/e，根據(jù)凸輪設(shè)計(jì)的原則，將高次方函數(shù)的凸輪曲線，用公式方法由軟件繪出主動(dòng)凸輪的輪廓曲線，然后通過(guò)數(shù)學(xué)建模，推導(dǎo)出與其共軛的輪廓曲線，從而建立起凸輪的三維模型，本設(shè)計(jì)結(jié)果還為凸輪的運(yùn)動(dòng)分析、仿真奠定了良好的基礎(chǔ)。 完成三維造型以后，利用目前通用的mastercam軟件實(shí)現(xiàn)編程，生成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的g代碼，通過(guò)

3、計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床的通訊接口，將加工程序傳入機(jī)床（或計(jì)算機(jī)直接控制加工）。從而加工出所需的凸輪廓形整個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程基本實(shí)現(xiàn)無(wú)圖紙化操作（因圖紙不能確切表達(dá)凸輪的廓形 ）。一、設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求1 了解凸輪機(jī)構(gòu)的類型及各類凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，能根據(jù)工作要求和使用場(chǎng)合選擇凸輪機(jī)構(gòu)的類型。2 熟悉該共軛凸輪所應(yīng)于設(shè)備上所起的功能和性能，以及使用工作條件（例載荷性質(zhì)等）3 熟練掌握凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)原理與方法。繪制該共軛凸輪的升程曲線圖，并分析其特點(diǎn)。4 了解凸輪機(jī)構(gòu)承載能力計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題，初步具有建立凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的能力。5 用pro/e軟件，生成該共軛凸輪的技術(shù)

4、資料（三維造型及二維技術(shù)圖紙等）及動(dòng)力運(yùn)動(dòng)分析。6 編制該產(chǎn)品的工藝過(guò)程卡片，及相應(yīng)工裝設(shè)計(jì)。7 數(shù)控加工工序的nc程序。8 產(chǎn)品檢驗(yàn)方法及誤差分析。二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 1氣閥桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)定了凸輪的輪廓外形。當(dāng)矢徑變化的凸輪輪廓與氣閥桿的平底接觸時(shí)，氣閥桿產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；而當(dāng)以凸輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓弧段輪廓與氣閥桿接觸時(shí)，氣閥桿將靜止不動(dòng)。因此，隨著凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣閥桿可獲得間歇的、按預(yù)期規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。2.當(dāng)圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，凹槽側(cè)面迫使擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)，從而驅(qū)使與之相連的刀架運(yùn)動(dòng)。至于刀架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律則完全取決于凹槽的形狀。三、凸輪機(jī)構(gòu)的組成通過(guò)學(xué)習(xí)我們可以知道，凸輪機(jī)構(gòu)一般由凸輪、從動(dòng)

5、件和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件組成。其中凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。四、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1、凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因此在自動(dòng)機(jī)床、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、食品機(jī)械、包裝機(jī)械和機(jī)電一體化產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。2、凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn) 1) 凸輪與從動(dòng)件間為點(diǎn)或線接觸，易磨損，只宜用于傳力不大的場(chǎng)合；2) 凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工； 3) 從動(dòng)件的行程不能過(guò)大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。五、共軛凸輪機(jī)構(gòu)的選擇1 消極式開(kāi)口機(jī)構(gòu)（1）綜框聯(lián)

6、動(dòng)式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)用這種開(kāi)口機(jī)構(gòu)織制斜緞紋類織物時(shí)，需根據(jù)rw在中心軸與凸輪軸之間選定合適的過(guò)橋齒輪，安裝凸輪時(shí)要注意凸段的輪廓的曲線，以使各頁(yè)凸輪有相同回轉(zhuǎn)方向。同時(shí)要區(qū)別凸輪的大小，第一頁(yè)綜框配以大小半徑差最小的凸輪，最后一頁(yè)綜框則配以大小半徑差最大的凸輪。綜框聯(lián)動(dòng)式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維修方便，制造精度要求不高，但是吊綜皮帶在使用過(guò)程中會(huì)逐漸伸長(zhǎng)，故必須周期地檢查梭口位置；其次因踏綜桿掛綜處做圓弧擺動(dòng)，致使綜框在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生前后晃動(dòng)，增加經(jīng)紗與綜絲摩擦，容易起經(jīng)紗斷頭，不適應(yīng)高速織機(jī)。經(jīng)驗(yàn)表明，這種開(kāi)口機(jī)構(gòu)的極限轉(zhuǎn)速為230r/min左右；同時(shí)，由于凸輪與織機(jī)主軸的傳動(dòng)比為1/rw，當(dāng)所織

7、品種的rw比較大（例如rw=6）凸輪只回轉(zhuǎn)很小的角度（60）便要完成一次開(kāi)口動(dòng)作（開(kāi)口，靜止，閉口），勢(shì)必使凸輪表面的壓力角增大，導(dǎo)致其外緣迅速磨損。為了減小壓力角，必須放大凸輪的基圓直徑（偏心度不變），但由于開(kāi)口凸輪尺寸受到其它機(jī)構(gòu)的空間限制，因此這種開(kāi)口機(jī)構(gòu)一般只適合織制rw5的織物；此外，由于轆轤式吊綜裝置安裝在織機(jī)的頂梁上，影響了機(jī)臺(tái)的采光，不利于擋車工檢查布面，同時(shí)還有可能造成油污疵點(diǎn)。因此，在新型織機(jī)中，不采用這種聯(lián)動(dòng)式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)。（2）彈簧回綜式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)中，凸輪靈活應(yīng)用，如緯重車織引用一般平紋凸輪來(lái)織制。用2/2斜紋凸輪，改變穿綜方法，可以織破斜紋和山形斜紋，相間

8、采用不同的穿綜方法，可織物2/2斜紋和2/2方平組織相間的條子織物，代替多臂開(kāi)口機(jī)構(gòu)。凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)的不足之處，其一是只能生產(chǎn)簡(jiǎn)單組織的織物，如果織制較為復(fù)雜的織物，凸輪外形曲線將變得非常復(fù)雜，為減小壓力角，又必須將凸輪基圓直徑放大，以致開(kāi)口機(jī)構(gòu)變得過(guò)分笨重；其次，一定的凸輪外形只能生產(chǎn)一定開(kāi)口規(guī)律的織物品種，為了適應(yīng)織物品多變的要求，必須儲(chǔ)備大量的各種開(kāi)口凸輪，這在實(shí)際生產(chǎn)中是不經(jīng)濟(jì)的。2積極式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)（1）共軛凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)在以上消極式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)中，由于回綜不是開(kāi)口凸輪驅(qū)動(dòng)，控制，因此容易造成綜框運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定。積極式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)可克服此缺陷，共軛凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)就是隨金屬加工技術(shù)的進(jìn)展發(fā)展起

9、來(lái)的積極式開(kāi)口機(jī)構(gòu)。它的加工精度要求很高。 共軛凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)利用雙凸輪積極地控制綜框的升降運(yùn)動(dòng)，不需吊綜裝置。其傳動(dòng)過(guò)程如圖。凸輪2從小半徑至大半徑時(shí)（此時(shí)凸輪2從大半徑經(jīng)轉(zhuǎn)至小半徑）推動(dòng)綜框下降，凸輪2從小半徑轉(zhuǎn)至大半徑時(shí)（此時(shí)凸輪2從大半徑轉(zhuǎn)至小半徑）推動(dòng)綜框上升，兩只凸輪依次輪流工作，因此綜框的升降運(yùn)動(dòng)都是積極的。由于共軛凸輪裝于織機(jī)外側(cè)，能充分利用空間，可以適當(dāng)加大凸輪基圓直徑和縮小凸輪大小半徑之差，達(dá)到減小凸輪壓力角的目的。此外，共軛凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)從擺桿到提綜桿都是剛性連接，因此綜框運(yùn)動(dòng)更為穩(wěn)定和準(zhǔn)確。（2）溝槽凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)溝槽凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)為另一種積極式凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)過(guò)程如圖所示

10、，當(dāng)凸輪從小半徑轉(zhuǎn)向大半徑時(shí)，綜框上升，此時(shí)溝槽內(nèi)側(cè)受力；反之，凸輪從大半徑轉(zhuǎn)向小半徑時(shí)，綜框下降，此時(shí)溝槽外側(cè)受力。在此機(jī)構(gòu)中，綜框的升降運(yùn)動(dòng)都是積極的。 （3）連桿和開(kāi)口機(jī)構(gòu)凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)能按照優(yōu)化的綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以工藝性能好，但凸輪容易磨損，制造成本高，因此，在織制簡(jiǎn)單的平紋織物時(shí)，尚需尋求更為簡(jiǎn)單的高速開(kāi)口機(jī)構(gòu)。連桿開(kāi)口機(jī)構(gòu)就能滿足這種需要。如圖，綜框處于上下位置時(shí)沒(méi)有絕對(duì)靜止時(shí)間，其相對(duì)靜止時(shí)間則由曲柄和連桿的長(zhǎng)度，以及各結(jié)構(gòu)點(diǎn)的位置而定，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，以求得較長(zhǎng)的相對(duì)靜止時(shí)間。與凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)相比，連桿開(kāi)口機(jī)構(gòu)易加工，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)構(gòu)磨損小，適應(yīng)高速，但只用于平紋織制，因此，這

11、種開(kāi)口機(jī)構(gòu)用于加工平紋織物的高速噴氣織機(jī)和噴水織機(jī)。共軛凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu):1、凸輪軸2、2一共軛凸輪3、3轉(zhuǎn)子 4、擺桿 5、連桿 6、雙臂桿 7、7拉桿 8、8傳遞桿 9、9豎桿 10、綜框溝槽凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu)1凸輪軸2溝槽凸輪3轉(zhuǎn)子4擺桿5支點(diǎn)6連桿77提綜桿88傳遞桿六連桿開(kāi)口機(jī)構(gòu)1輔助軸22開(kāi)口曲柄33連桿44搖桿55搖桿軸66提綜桿77傳遞桿88 、綜框六、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1. 基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律系指由單一函數(shù)式表達(dá)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。常用的基本規(guī)律有以下四種。（1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的速度為常數(shù)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 由于材料的彈性變形，加速度和慣性力不會(huì)達(dá)到無(wú)窮

12、大，不過(guò)會(huì)引起強(qiáng)烈的沖擊，這種沖擊稱為剛性沖擊。因此，如果單獨(dú)采用這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只宜用于低速輕載的場(chǎng)合。（2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律方程為：s=1/2at2 =1/2a(2/2)（3）余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 質(zhì)點(diǎn)在圓周上作等速運(yùn)動(dòng)時(shí),它在這個(gè)圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).速度和加速度方程:s=h/2(1-cos/02)v=h/20*sin/02 a=2 h2/200*cos/02由上式可知,加速度按余弦規(guī)律變化,故這種規(guī)律稱為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,也稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律.這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律在始末兩點(diǎn)加速度有突變,故也會(huì)引起柔性沖擊,因此在一般情況下它也只適用于中速凸輪機(jī)構(gòu).需要指出的是,當(dāng)從動(dòng)件作升

13、-降-升循環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),若在推程和回程都采用余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,則有可能獲得包括始末點(diǎn)的全程光滑連續(xù)的加速度這種情況下既無(wú)剛性沖擊也無(wú)柔性沖擊,故可用于高速凸輪機(jī)構(gòu)中.(4)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律方程式為: s=a0b-rsin=r-rsin=h(/2-1/2sin)加速度按正余弦規(guī)律變化,故這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為正余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律.其速度和加速度曲線都是光滑連續(xù)的,因此沒(méi)有柔性沖擊,也沒(méi)有剛性沖擊,故多用于高速凸輪機(jī)構(gòu).2.組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介 上述各種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律各有一定的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于工作要求比較嚴(yán)格的凸輪機(jī)構(gòu),為了克服單一的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的某些缺陷,可以將幾種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線銜接起來(lái),這種由幾種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律

14、組合的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,稱為組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律.曲線銜接時(shí),應(yīng)遵循以下原則:(1) 對(duì)于一般轉(zhuǎn)速,要求位移曲線在銜接點(diǎn)處相切,以保證速度曲線連續(xù),即要求在銜接點(diǎn)處的位移和速度應(yīng)分別相等,此時(shí)加速度可能有突變,但其突變值必為有限值.(2) 對(duì)于較高轉(zhuǎn)速,則還要求速度曲線在銜接點(diǎn)處相切,以保證加速度曲線連續(xù),即要求在銜接點(diǎn)處的位移,速度和加速度應(yīng)分別相等.組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)比較靈活,易于滿足特定要求,故應(yīng)用日益廣泛.3. 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇在選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),需要考慮的問(wèn)題主要有:（1）應(yīng)滿足機(jī)器工作的要求 有的機(jī)器工作過(guò)程要求從動(dòng)件按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng).（2）應(yīng)使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的工作性能 對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)工

15、作性能影響較大的因素，除了剛性沖擊和柔性沖擊外，還有以下幾個(gè)參數(shù)：1） 最大速度v v越大，則從動(dòng)件系統(tǒng)的最大量mv（m為從動(dòng)件系統(tǒng)的質(zhì)量）越大，故在啟動(dòng)，停車或突然制動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大沖擊。因此，對(duì)于質(zhì)量大的從動(dòng)件系統(tǒng)，應(yīng)選擇v較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2） 最大加速度a a越大，則慣性力越大。由慣性力引起的動(dòng)壓力，對(duì)機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和磨損都有很大影響。a是影響動(dòng)力學(xué)性能的主要因素，因此對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)，要注意a不宜太大。3） 應(yīng)考慮使凸輪輪廓加工方面 有些從動(dòng)件只要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)某一角度0時(shí)，完成一定的行程h或擺角（對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件），而對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒(méi)有嚴(yán)格要求。七、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1. 按凸輪的形狀分:(1) 盤(pán)形

16、凸輪: 它是凸輪的最基本型式。這種凸輪是一個(gè)繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并具有變化矢徑的盤(pán)形構(gòu)件。(2) 移動(dòng)凸輪: 當(dāng)盤(pán)形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，凸輪相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)，這種凸輪稱為移動(dòng)凸輪。(3) 圓柱凸輪: 這種凸輪可認(rèn)為是將移動(dòng)凸輪卷成圓柱體而演化成的。比較：盤(pán)形凸輪和移動(dòng)凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)；而圓柱凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，所以前兩者屬于平面凸輪機(jī)構(gòu)，后者屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)。2. 按從動(dòng)件的型式分:(1) 尖底從動(dòng)件: 尖底能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)。但因尖底易于磨損，故只宜用于傳力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)中。(2) 滾子從動(dòng)件: 這種從動(dòng)件耐

17、磨損，可以承受較大的載荷，故應(yīng)用最普遍。(3) 平底從動(dòng)件: 這種從動(dòng)件的底面與凸輪之間易于形成楔形油膜，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)之中。比較：以上三種從動(dòng)件亦可按相對(duì)機(jī)架的運(yùn)動(dòng)形式分為作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的直動(dòng)從動(dòng)件和作往復(fù)擺動(dòng)的擺動(dòng)從動(dòng)件。3. 按凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸（鎖合）的方式分:（1）力鎖合: 利用從動(dòng)件的重力、彈簧力或其它外力使從動(dòng)件與凸輪保持接觸。（2）幾何鎖合: 依靠凸輪和從動(dòng)件的特殊幾何形狀而始終維持接觸。1）凹槽凸輪機(jī)構(gòu): 其凹槽兩側(cè)面間的距離等于滾子的直徑，故能保證滾子與凸輪始終接觸。顯然這種凸輪只能采用滾子從動(dòng)件。2）共軛凸輪機(jī)構(gòu): 利用固定在同一軸上但不在同一平面內(nèi)的主、回兩

18、個(gè)凸輪來(lái)控制一個(gè)從動(dòng)件，主凸輪驅(qū)使從動(dòng)件逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)；而回凸輪驅(qū)使從動(dòng)件順時(shí)針?lè)较蚍祷亍?）等徑凸輪機(jī)構(gòu)和等寬凸輪機(jī)構(gòu): 其從動(dòng)件上分別裝有相對(duì)位置不變的兩個(gè)滾子和兩個(gè)平底，凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，其輪廓能始終與兩個(gè)滾子或平底同時(shí)保持接觸。顯然，這兩種凸輪只能在1800范圍內(nèi)自由設(shè)計(jì)其廓線，而另1800的凸輪廓線必須按照等徑或等寬的條件來(lái)確定，因而其從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自由選擇受到一定限制。比較：幾何鎖合的凸輪機(jī)構(gòu)可以免除彈簧附加的阻力，從而減小驅(qū)動(dòng)力和提高效率。其缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)外廓尺寸較大，設(shè)計(jì)也較復(fù)雜。八、共軛凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律表示綜框在運(yùn)動(dòng)（閉口、開(kāi)口）過(guò)程中的位移與織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)角t之間的關(guān)系

19、，它對(duì)經(jīng)紗斷頭和織機(jī)振動(dòng)都有較大的影響。常見(jiàn)的綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律和橢圓比運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨著織機(jī)速度的提高，多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律也得到了較多的采用。1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律一個(gè)動(dòng)點(diǎn)在圓周上繞圓心做角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，此點(diǎn)在直徑上的投影點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)即為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。取綜框在最低處（或最高處）位移s為0，綜框開(kāi)始閉合時(shí)織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)角t為0，并設(shè) k=b,則綜框做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移方程：s=sx/2(1-cost/ax)式中： sx-任一頁(yè)綜框動(dòng)程； -織機(jī)主軸角速度； t- 織機(jī)主軸回轉(zhuǎn)角； y- 綜框運(yùn)動(dòng)角，y=b+k=2b對(duì)上式求導(dǎo)一次和二次，可得出綜框運(yùn)動(dòng)速度v和加速度a(公式從略)?，F(xiàn)設(shè) ay=ak+ab=(120&#

20、176;+120°)*/180°=4.19rad,sx=110mm,=200*/30=20.94rad/s.由此可做出綜框位移s、速度v、加速度a的曲線，如圖7-7中曲線a所示。圖7-7 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律和橢圓比運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較由圖7-7中曲線a 可見(jiàn)在綜平前后，綜框運(yùn)動(dòng)速度快，此時(shí)經(jīng)紗張力小。非但不會(huì)造成斷頭，而且有利于開(kāi)清梭口；二在閉合開(kāi)始后的一個(gè)時(shí)期，綜框運(yùn)動(dòng)緩慢，對(duì)梭子飛出梭口有利。但由于綜框從靜止到運(yùn)動(dòng)和從運(yùn)動(dòng)到靜止之間過(guò)渡時(shí)的加速度值不為零，使綜框產(chǎn)生振動(dòng)，不利于做高速運(yùn)動(dòng)。因此，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律一般用于低速織機(jī)（如有梭織機(jī)）的開(kāi)口機(jī)構(gòu)。 圖7-7簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律2. 橢圓比運(yùn)

21、動(dòng)規(guī)律一個(gè)動(dòng)點(diǎn)在橢圓上繞中心做等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此點(diǎn)在橢圓短軸上的運(yùn)動(dòng)即為橢圓比運(yùn)動(dòng)規(guī)律。當(dāng)橢圓的長(zhǎng)、短半軸之比為1時(shí)，既為簡(jiǎn)皆運(yùn)動(dòng)規(guī)律。橢圓的長(zhǎng)、短半軸之比的大小對(duì)綜框運(yùn)動(dòng)加速度變化幅度影響很大，一般此比值取1.21.3。若sx、和y取值同前，上述比值1.2008時(shí)，綜框加速度最大值與簡(jiǎn)皆運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，但綜框從靜止到運(yùn)動(dòng)和從運(yùn)動(dòng)到靜止之間過(guò)渡時(shí)的加速度值比簡(jiǎn)皆運(yùn)動(dòng)規(guī)律小；比值大于1.2008時(shí)，綜框加速度最大值超過(guò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，但綜框從靜止到運(yùn)動(dòng)和從運(yùn)動(dòng)到靜止之間過(guò)渡時(shí)加速度最大值超過(guò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而綜框從靜止到運(yùn)動(dòng)和從運(yùn)動(dòng)到靜止之間過(guò)渡時(shí)的加速度值變得更小。圖7-7中虛線b分別是橢圓比運(yùn)

22、動(dòng)規(guī)律的位移、速度、加速度的曲線，與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律相比，在綜平前后經(jīng)紗張力小時(shí)，橢圓比運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜框運(yùn)動(dòng)速度更快，更有利于開(kāi)清梭口；在閉合開(kāi)始后的一個(gè)時(shí)期，綜框運(yùn)動(dòng)更緩慢，更有利于梭子飛出梭口；綜框從靜止到運(yùn)動(dòng)和從運(yùn)動(dòng)到靜止之間過(guò)渡時(shí)的加速度值較小，從而綜框產(chǎn)生的振動(dòng)小。3. 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律綜框的多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律有多種，其中一種的位移方式為： s=(sx/2)35(t/y)4-84(t/y)5+70(t/y)6-20(t/t)7 (7-6) 該運(yùn)動(dòng)規(guī)律可使綜框運(yùn)動(dòng)開(kāi)始和運(yùn)動(dòng)結(jié)束的瞬時(shí)加速度都為零，從而避免綜框產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，適用于織機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。綜上所述,為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的凸輪能表達(dá)到預(yù)先的目的,根據(jù)紡機(jī)的

23、要求及實(shí)際中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,再綜合凸輪機(jī)構(gòu)的比較,選用在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律前途下的積極式開(kāi)口機(jī)構(gòu)中的共軛凸輪開(kāi)口機(jī)構(gòu).九、共軛凸論的設(shè)計(jì)pre/engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（parametric technology corpration,簡(jiǎn)稱ptc）的主要產(chǎn)品。pre/engineer軟件能將設(shè)計(jì)到制造的全過(guò)程集成在一起，同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。pre/engineer系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)真正的相關(guān)性，任何修改都會(huì)自動(dòng)反映到所有相關(guān)對(duì)象；它具有真正管理并發(fā)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)并行工程的能力；具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，可以極大的提高設(shè)計(jì)效率。它的系統(tǒng)界面

24、簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想和習(xí)慣，整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上，具有完整而統(tǒng)一的模型。因此我選用pre/engineer來(lái)完成凸輪的三維造型。mastercam是美國(guó)cnc soflware公司研制開(kāi)發(fā)的基于pc平臺(tái)的cad/cam一體化軟件在cad/cam領(lǐng)域中享有盛名，其裝機(jī)量居世界第一。它使機(jī)械工程的設(shè)計(jì)和制造發(fā)生了革命性的變化。一個(gè)工作者在短時(shí)間內(nèi)就能設(shè)計(jì)出機(jī)械工程上各種曲線，如齒輪齒形輪廓用的漸開(kāi)線、擺線，凸輪設(shè)計(jì)用的阿基米德曲線，并用各曲線來(lái)形成復(fù)雜曲面。由于mastercam具有良好的性能價(jià)格比，操作簡(jiǎn)單，使用方便，易學(xué)易用，可以通過(guò)cad模塊繪制幾何圖形，然后通過(guò)c

25、am模塊編制刀具路線（nci），再通過(guò)后處理轉(zhuǎn)換成nc程序，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)通訊端口傳人數(shù)控機(jī)床中。所以我選用mastercam軟件。根據(jù)以上選擇，現(xiàn)用pre/engineer三維造型來(lái)生成凸輪的三維造型。步驟如下：1 打開(kāi)pre/engineer軟件2 創(chuàng)建一個(gè)新的文件并命名3 在創(chuàng)建新模塊下選擇曲線命令4 輸入由柱坐標(biāo)表示的凸輪輪廓曲線方程： r1=144+9.5*cos(2.45214*theta)-0.9*1-cos(4.90428*theta) theta=73.405*t 0t1 z=05 由于凸輪最大升程是19，由此推導(dǎo)出公軛凸輪的輪廓曲線方程 設(shè)a=r=144+9.5*cos(2

26、.45214*theta)-0.9*1-cos(4.90428*theta) 則b=a2 c=b/38880 d=1.1333-c e=arcos(d) f=90-e g=106.26-f 所以得出r2=sqrt44064-38880*cos(g)/0.9991 theta=73.405*t z=0 0t16 根據(jù)凸輪的輪廓曲線方程畫(huà)出凸輪實(shí)體圖7 在iges保存類型下保存圖形8 打開(kāi)mastercam軟件9 取檔，打開(kāi)保存的圖形10 在刀具路徑下外形銑削編制出刀具軌跡11 通過(guò)后處理轉(zhuǎn)換成nc程序，并保存12通過(guò)傳輸軟件由pc機(jī)把nc程序傳人數(shù)控機(jī)床中13 用夾具把工件安裝好，調(diào)出程序，銑出

27、凸輪廓形十、共軛凸輪的工藝方案及相應(yīng)的工裝設(shè)計(jì)（一）工藝分析拿到這個(gè)零件時(shí)，我首先想什么樣的材料能滿足這個(gè)凸輪的設(shè)計(jì)和工作要求。我選擇了鋁或鑄鐵，因?yàn)槲覝?zhǔn)備用鑄造的方法把工件加工出來(lái)。進(jìn)而我又考慮在保證高質(zhì)量的前提下將工件簡(jiǎn)單的制造出來(lái)。于是初步構(gòu)思工藝方案如下：鑄造出工件毛坯車工件表面（留余量）鉆孔銑凸輪外形輪廓銑越程槽鉗工去毛刺。經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的初步指正：鑄件的工作性能不夠好；兩步銑可合并，省工序；直接把外形銑到位是非常困難的，尺寸很難保證，且精度不高。在老師的指點(diǎn)和幫助下，我選擇了20crmnti低碳合金鋼，采用鍛模鍛出毛坯。構(gòu)思出另一種較合理的工藝方案：鍛毛坯粗、精車工件鉆孔銑凸輪外形輪

28、廓及越程槽模工件至尺寸經(jīng)過(guò)老師和我的研究，再次商討出一套更加合理完善的工藝方案，方案如下：鍛毛坯熱處理粗、精車工件鉆鉸孔銑凸輪外形輪廓及越程槽去毛刺滲碳淬火磨端面磨內(nèi)孔磨凸輪外形檢驗(yàn)、作標(biāo)記入庫(kù)（注意：每步工序后都要檢驗(yàn)）。加入數(shù)據(jù)和一些加工裝夾的細(xì)節(jié)，便有了詳細(xì)具體的工藝方案。（二）加工凸輪的工藝流程1 鍛：鍛出毛坯，外圓直徑為229mm，厚度為19mm,中間內(nèi)孔的直徑為40mm，表面無(wú)明顯凹坑及無(wú)其它鍛造缺陷檢驗(yàn) 2 熱：正火（hb197）檢驗(yàn) 3 車：（1）用三爪卡盤(pán)裝夾工件，粗車毛坯各部分。放精車半徑余量2mm(內(nèi)孔表面見(jiàn)光即行)（2）調(diào)面裝夾，粗、精車端面，車外圓至直徑219

29、7;0.02mm，長(zhǎng)6mm，內(nèi)孔車至54.6±0.02,孔口倒角（注意尺寸余量）,車直徑177mm的臺(tái)階圓，長(zhǎng)1.3×45°mm,端面標(biāo)記“a”（3）調(diào)面裝夾，精車端面，原尺寸14mm至14.6±0.05mm，車外圓至直徑219±0.02mm, 外圓接刀. 車177mm的臺(tái)階圓，長(zhǎng)1.3×45°mm, 臺(tái)階外圓長(zhǎng)12±0.1mm,孔口倒角（注意尺寸余量）檢驗(yàn)4 鉗：a面為基準(zhǔn),采用鉆模鉆12h7,5-12.5的孔，鉸12h7的孔，孔口倒角1.3×45°,去毛刺檢驗(yàn)5 銑：a面為基準(zhǔn)面，內(nèi)孔和孔1

30、2h7定位,螺釘壓緊(1) 粗、精銑凸輪輪廓，凸輪深7.1mm，凸輪深12mm，單邊留磨量0.3mm(2)銑越程槽,達(dá)圖要求檢驗(yàn) 6 鉗：去毛刺檢驗(yàn)7 熱：滲碳淬火，有效硬代層深度0.81.1mm硬度5861hrc檢驗(yàn)8 鉗：噴沙，并清理9 磨：a面為基準(zhǔn)裝夾，磨端面，原尺寸14mm至14.3mm.調(diào)面裝夾磨a面，尺寸至14±0.02mm,其表面粗造度為1.6檢驗(yàn)10 磨：裝夾工件,找正內(nèi)孔,磨內(nèi)孔尺寸直徑為55±0.005mm,粗造度為1.6檢驗(yàn)11 磨：粗、精磨凸輪、外形輪廓，達(dá)圖檢驗(yàn)：凸輪共軛誤差小于等于0.05mm12 拋光：拋除表面振紋 13 作標(biāo)：主凸輪 zxt

31、 a4/1 回凸輪 zxt b4/1 14 清洗、檢驗(yàn)、包裝、入庫(kù) （三）銑床類夾具設(shè)計(jì)銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。由于銑削時(shí)切削力較大，且為斷續(xù)切削，設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)，應(yīng)注意工件的裝夾剛性和夾具的安裝穩(wěn)定性。由于銑削過(guò)程中多數(shù)情況是夾具和工作臺(tái)一起做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)又常常取決于銑削加工的進(jìn)給方式，因此，按不同的進(jìn)給方式將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和仿形進(jìn)給式三種類型。該凸輪夾具屬于仿形進(jìn)給式。銑床夾具通常通過(guò)過(guò)定位鍵與銑床工作臺(tái)t形槽的配合來(lái)確定夾具在機(jī)床上的方位。第一套夾具方案：長(zhǎng)方體合金鋼，中間加塊與凸輪內(nèi)孔直徑相配合的圓柱凸臺(tái)，裝夾時(shí)用墊塊（為了排削），長(zhǎng)螺釘、壓塊壓緊。使用長(zhǎng)銷定位第二套夾具方案：夾具jj-001，短銷定位使用后比較：凸輪使用內(nèi)孔和定位銷孔定位，螺釘夾緊，所以需要內(nèi)孔和定位銷定位很難。如果用長(zhǎng)銷，每次裝夾要么先把銷子拔掉再裝卸工件（很是麻煩），要么長(zhǎng)銷和內(nèi)孔一起（很難裝夾）。夾具jj-001比第一種夾具裝夾方便，而且美觀。綜上，所以選用第二套方案。十一、共軛凸輪制造與檢驗(yàn)（一）銑凸輪輪廓 傳統(tǒng)的凸輪