基于ProE的凸輪零件的參數化建模

李 峰，羅光漢

（武漢工業職業技術學院 機械工程與電氣自動化學院，湖北 武漢 430064）

1 引言

凸輪機構根據從動件的運動規律，其凸輪零件工作部分的輪廓曲線是凸輪設計中的關鍵環節。在計算凸輪理論輪廓曲線(或實際輪廓曲線)的坐標位置過程中，由于凸輪輪廓曲線上不同位置的曲率變化不同，其坐標點的離散程度對于凸輪輪廓曲線的精度以及從動件的運動規律都具有相應的影響。ProE軟件的圖形特征中的幾何草圖對應于凸輪輪廓展開曲線，運用ProE的可變剖面掃描功能，結合圖形特征與關系式，能實現精確控制凸輪輪廓曲面的幾何形狀，完成其參數化建模。

2 盤形凸輪的參數化建模

圖1所示為盤形凸輪零件的三維造型及其輪廓展開圖，圖中凸輪起止點位置一致，而且曲線與水平直線相切，以保證凸輪在起止點的交匯處平滑過渡。

圖1 凸輪零件的三維造型與輪廓展開圖

2.1 創建凸輪的輪轂

2.2 創建凸輪輪廓展開圖的圖形特征

2.3 創建凸輪輪廓造型

圖2 輸入關系式

圖3 凸輪輪廓造型

圖4 繪制截面草圖

2.4 創建凸輪的凸緣

選取上述的拉伸除料特征，以TOP基準平面作為鏡像平面，完成凸輪另一側的凸緣結構造型。

2.5 加工凸輪的軸孔

2.6 加工鍵槽

2.7 軸孔的倒角處理

3 推進凸輪的參數化建模

3.1 創建圖形特征

圖形特征“P_CAM_GRAPH”草繪曲線如圖5示。

圖5 制圖形特征的樣條線草圖

3.2 創建推進凸輪造型

圖6 繪制掃描截面草圖

圖7 推進凸輪的造型

4 結語

運用ProE軟件設計凸輪零件的造型，其設計理念是將凸輪輪廓曲線的參數方程所創建的公式曲線或難以函數化的圖形曲線通過圖形特征運用掃描功能沿圓柱（基圓）的徑向或軸向纏繞一周再生長成一定的厚度而形成其輪廓表面。同常規的在基圓中心處以有限個徑向或軸向坐標點構成光滑的曲線相比，具有方便、快捷、精確等方面的優勢。通過編輯圖形特征的草繪尺寸、圖元，或編輯其關系式，快速完成其凸輪零件的參數化建模，實現凸輪機構的仿真運動分析，為凸輪的CAM/CAE提供精確的數模。對于錐形的凸輪零件，可以先以圓柱凸輪方式獲得其輪廓曲面，然后創建與錐形表面的交線，最后以掃描功能完成錐形凸輪的三維造型。