基于ProE的凸轮零件的参数化建模

李 峰，罗光汉

（武汉工业职业技术学院 机械工程与电气自动化学院，湖北 武汉 430064）

1 引言

凸轮机构根据从动件的运动规律，其凸轮零件工作部分的轮廓曲线是凸轮设计中的关键环节。在计算凸轮理论轮廓曲线(或实际轮廓曲线)的坐标位置过程中，由于凸轮轮廓曲线上不同位置的曲率变化不同，其坐标点的离散程度对于凸轮轮廓曲线的精度以及从动件的运动规律都具有相应的影响。ProE软件的图形特征中的几何草图对应于凸轮轮廓展开曲线，运用ProE的可变剖面扫描功能，结合图形特征与关系式，能实现精确控制凸轮轮廓曲面的几何形状，完成其参数化建模。

2 盘形凸轮的参数化建模

图1所示为盘形凸轮零件的三维造型及其轮廓展开图，图中凸轮起止点位置一致，而且曲线与水平直线相切，以保证凸轮在起止点的交汇处平滑过渡。

图1 凸轮零件的三维造型与轮廓展开图

2.1 创建凸轮的轮毂

2.2 创建凸轮轮廓展开图的图形特征

2.3 创建凸轮轮廓造型

图2 输入关系式

图3 凸轮轮廓造型

图4 绘制截面草图

2.4 创建凸轮的凸缘

选取上述的拉伸除料特征，以TOP基准平面作为镜像平面，完成凸轮另一侧的凸缘结构造型。

2.5 加工凸轮的轴孔

2.6 加工键槽

2.7 轴孔的倒角处理

3 推进凸轮的参数化建模

3.1 创建图形特征

图形特征“P_CAM_GRAPH”草绘曲线如图5示。

图5 制图形特征的样条线草图

3.2 创建推进凸轮造型

图6 绘制扫描截面草图

图7 推进凸轮的造型

4 结语

运用ProE软件设计凸轮零件的造型，其设计理念是将凸轮轮廓曲线的参数方程所创建的公式曲线或难以函数化的图形曲线通过图形特征运用扫描功能沿圆柱（基圆）的径向或轴向缠绕一周再生长成一定的厚度而形成其轮廓表面。同常规的在基圆中心处以有限个径向或轴向坐标点构成光滑的曲线相比，具有方便、快捷、精确等方面的优势。通过编辑图形特征的草绘尺寸、图元，或编辑其关系式，快速完成其凸轮零件的参数化建模，实现凸轮机构的仿真运动分析，为凸轮的CAM/CAE提供精确的数模。对于锥形的凸轮零件，可以先以圆柱凸轮方式获得其轮廓曲面，然后创建与锥形表面的交线，最后以扫描功能完成锥形凸轮的三维造型。