换刀机构圆弧分度复合凸轮三维建模运，王邹盟(大连高金数控集团有限责任公司，辽宁大连116620)摘要:换刀机构中的复合凸轮完成刀具的插拔、转位动作，旋转动作通过弧面凸轮实现，直进运动由平面沟槽凸轮和正弦型从动件来实现。因为平面沟槽凸轮是加工在弧面凸轮的端面上，所以这种凸轮则成为复合凸轮。想要深入研究凸轮副的动力学性能，需要使用CAE技术，而前提是复合凸轮的精确建模，本文拟采用改进正弦加速度规律，使用Solidworks软件对圆弧凸轮的三维轮廓进行准确建模。关键词:换刀机构;复合凸轮;Solidworks中图分类号:TH132．47文献标识码:AModelingofConcaveGloboidalCamofATCZOUYun，WANGMeng(DalianGoldenCNCGroupCorp．DalianLiaoning116620，China)Abstract:ToolinsertionandtranspositioniscompletedbycompositecaminATC，rotationiscompletedbysurfacecam，straightmovementisrealizedbyflatgroovedcamandsinefollower．Theflatgroovedcamisprocessedonendsurfaceofsurfacecam，soit’scalledcompositecam．Underpremiseofaccuratemodeling，wecanuseCAEtechnologytodothethoroughresearchtothedynamicperformanceofcam．InthisKeywords:ATCagencies;multiplemountedcam;Solidwork机械手的旋转是通过复合凸轮的分度轮及锥齿轮旋转实现的;机械手的插刀、拔刀直线位移动作是通过复合凸轮的沟槽凸轮及其连接的摆杆摆动实现的。工程图纸上复合凸轮配合轨迹的要求如图3所示。1弧面凸轮运动规律与方程采用机械式的复合凸轮机构代替电子控制，是提高系统可靠性的有效方法。复合凸轮实际上是通过两套凸轮机构组合在一起来实现动作的耦合，换刀系统的复合凸轮是由实现机械手旋转动作的分度凸轮和实现机械手插刀、拔刀到动作的槽式凸轮组合而成。自动换刀系统机械手的换刀动作顺序是在初始位置顺时针旋转60度，此时机械手一端抓住主轴上的旧刀具一端抓住运刀轨道上的新刀具，机械手拔刀165mm，逆时针旋转180度，插刀165mm，把旧刀具放到运刀轨道上，新刀具插在主轴上，顺时针旋转60度，停在了原来初始位置，换刀机构和复合凸轮图3凸轮运动曲线图3中上边这条曲线是摆杆直线输出位移，下边这条曲线是分度轮旋转角度输出，横坐标是复合凸轮的电机驱动的转动输入角度。图中标识“MS”为改进正弦修正，“CW”为顺时针旋转，“CCW”为逆时针旋转。由图中可以看出在摆杆移动过程和图1换刀机构图2复合凸轮收稿日期:2012－11－15*基金项目:“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题(2011ZX04011－022)作者简介:邹运(1977—)，男，辽宁大连人，大连高金数控集团有限责任公司工程师，从事数控机床功能部件的开发，(E－mail)dmtjszx8@163．com。2013年8月邹运，等:换刀机构圆弧分度复合凸轮三维建模·111·分度轮旋转过程都是用改进正弦修正，在输出值变化的曲线段两端的1/8处是分界点，其整个加速度曲线用三段三角函数曲线代替，这样的曲线的优点是加速度值较小而且整个域内连续，把图3中初始值和终值及表1中的各个几何参数带入改进正弦加速度运动规律，可得出复合凸轮输出运动方程如下。摆杆输出端的运动方程S((t)):表1复杂曲面弧面分度凸轮机构基本几何参数复杂曲面弧面分度凸轮机构基本几何参数0(0≤＜86)(86≤＜94.125)π+4π－4sin4π165－861－8665651652+π869π4π－86－4sin+3(94.125≤＜142.875)π+465365弧面分度凸轮的毛坯是通过凸轮的顶弧面半径画弧，然后利绕中心线旋转生成。具体命令是首先草图绘制，画出凸轮截面边界轮廓，然后利用特征工具栏中的旋转凸台/基体命令绕中心线旋转草图360°得到弧面分度凸轮基体的毛坯，然后在凸轮底面新建草图，画出凸轮所在凸轮的轮廓圆后，使用特征工具栏中的拉伸凸台/基体命令生成凸轮所在的凸台，最终得到弧面分度凸轮的毛坯模型，以下的操作命令均在该毛坯上执行。在SOLIDWORKS中1654+π－861－86－4sin4π(142.875≤＜151)(151≤＜221)(221≤＜229.π+46565S()=165165－221165－π1－221－4sin4ππ+46565165－1652+π－2219...