利用UG进行圆柱凸轮造型设计

　　在常见机构中，经常会应用圆柱凸轮来实现某种工艺动作，圆柱凸轮的轮廓分布在圆柱的表面上，沿圆柱面展开后的理论轮廓曲线，实际就是推杆的位移曲线。因此，如果已知推杆的位移曲线，就很容易画出圆柱凸轮的轮廓。有了圆柱凸轮的轮廓，即可利用UG的某些命令来完成圆柱凸轮的建模，为后续的圆柱凸轮的数控加工提供可靠的依据。

　　1 设计要求

　　已知某工艺动作要求摆杆的运动规律为：当圆柱凸轮转过96。时，摆杆等加速等减速上升72mm;圆柱凸轮继续转过1100时，摆杆停止不动;圆柱凸轮再继续转过96。时，摆杆等加速等减速下降72mm;最后，圆柱凸轮转过剩余的58。时，摆杆又停止不动。圆柱凸轮的基圆半径73mm;摆杆滚子的半径为13mm;圆柱凸轮的中心孔径为30mm;圆柱凸轮的高度为140mm。

　　2 设计过程

　　启动UG软件，建立一新文件名为YZtuLun的部件文件，选择【起始】/【建模】命令进入建模模块。首先创建三基准平面。随后调用圆柱体基本体素，建立圆柱体;其直径为158mm，高为140mm。选择XZ坐标面，偏移79mm，与柱面相切;在此平面上完成摆杆的位移曲线的草图绘制，并将1100对应的长度152mm，左、右约束到中心，该位移曲线草图的上、下约束到圆柱高度140ram的一半(70mm)处，如图l所示。

　　选择【缠绕】命令将摆杆的位移曲线的草图缠绕于圆柱体的表面并桥接其首尾部的未连接部分。在【曲线】工具条中选择【直线】命令，沿缠绕于圆柱体表面的位移曲线转折处作平行于Z轴的直线，共完成四条直线，长度只要超过圆柱高度即可。

　　在圆柱体的中心加一基准轴，应用以上完成的四条直线中的任一条直线，分别与基准轴组成通过两直线的方法，创建基准平面。以同样的方法创建了四个基准平面，如图2所示。再分别以位移曲线停止不动段(直线段)的基准平面为草绘平面，绘制如图3所示的草图。调用【沿导引线扫掠】命令，选择草图(矩形)为截面线，选择位移曲线停止不动段(直线段)为导引线，并选择差集的布尔运算;完成如图4所示的建模。

　　打开原摆杆的位移曲线草图，将其分别向上、向下偏置曲线l3mm，并在曲线连接部用R13进行圆弧过渡。接着将偏置的曲线草图缠绕于圆柱体的表面，以此等加速等减速下降的偏置缠绕曲线作为艺术曲面中扫掠的两条导引线串。只是作为截面线串的矩形需要在一新的基准平面上完成。这是由于等加速等减速上升或下降的偏置曲线缠绕于柱面形成螺旋线的原因。具体的新基准平面作法如下:在缠绕于柱面的等加速等减速下降偏置曲线的两端，分别过上偏置曲线的R13圆弧的端点作直线交于下偏置曲线的端点;再通过两直线的方法，创建基准平面。将这两基准平面为草绘平面，绘制如图5所示的草图(矩形)。以此作为扫掠时的截面线串。

　　在【艺术曲面】工具条中调用【扫掠】命令，分别选择等加速等减速下降的偏置缠绕两曲线作为两条导引线串，每选择一条曲线后，必须单击MB2确定;然后分别选择两端的矩形草图作为截面线串，通过差集的布尔运算;完成圆柱凸轮表面轮廓的建模。另一侧可通过同样的方法，或选择【实例特征】中的镜像特征，选择ZY面作为镜像平面来完成。最后，选择【插入】l【设计特征】【拉伸】和【孔】命令，完成圆柱凸轮上、下凹槽和中心轴孔的建模;再对圆柱凸轮进行必要的细化处理，完善模型，结果如图6所示。

　　3 结语

　　圆柱凸轮的三维实体建模方法简便可行。关键在等加速等减速段的扫掠时，两端的矩形截面线串必须用特定的基准平面为草绘平面;另外，在选用【扫掠】命令时，必须注意这两条截面线串的方向是否相同，如果方向不相同，则创建的扫掠体就会扭曲。