塑料圆锥凸轮的建模及模具设计

0　引言

    塑料凸轮可以大批量生产，又可以整体成型，而且生产效率高，成本低。塑料凸轮还具备金属凸轮所没有的一些优良特性，如：塑料材料的吸振性及耐磨损性等。由于塑料凸轮具有上述特征，所以在家用电器、通用机械等小型机器上广为采用。目前模具设计所需要的模型多采用参数化设计功能，画出一组空间曲线组，包络在圆锥体中。参数化方程复杂，建模较为繁琐。经过多年的实践，本文采用圆柱参数化方程及Creo2.0软件的环形折弯方式建模来设计模具，更为简单实用。下面用一个实例来说明。

1　基于Creo2.0软件的圆锥凸轮建模

1.1　设计任务

    设计一个圆锥凸轮，底径D＝200mm，圆锥角度为6°，长度Ｌ＝280mm，滚子半径Rr＝15mm。从动件运动规律：在凸轮转角0°～120°时，从动件以余弦运动规律向一端移160mm；在凸轮转角120°～150°时，从动件静止（远休止）；在凸轮转角150°～300°时，从动件以余弦运动规律向另一端移动160mm，回到原处；在凸轮转角300°～360°时，从动件又不动了。如图1所示。

    图1　圆锥凸轮

1.2　新建Creo文件

    把工作目录设置在D盘或F盘，新建一个零件模型，命名为“tulun”。以下的尺寸单位均为mm。

1.3　生成位移曲线

    （1）单击“模型”功能选项卡“基准”区域的“曲线—来自方程的曲线”。

    （2）在弹出的对话框中，选择坐标系“PRT＿CSYS＿DEF”。在新弹出的“菜单管理器”中，坐标类型为“笛卡儿”。单击方程。

    （3）在弹出的方程对话框中，输入转角0°～120°第一段曲线方程：

    单击方程对话框的“确定”，生成的曲线如图2所示。

    图2　0°～120°第一段曲线

    （4）同理输入转角120°～150°第二段曲线方程：

    单击方程对话框的“确定”，生成的曲线如图3所示。

    图3　120°～150°第二段曲线

    （5）同理输入转角150°～300°第三段曲线方程：

    单击方程对话框的“确定”，生成的曲线如图4所示。

    图4　150°～300°第三段曲线

    （6）同理输入转角300°～360°第三段曲线方程：

    单击方程对话框的“确定”，最终生成的曲线如图5所示。

    图5　300°～360°第四段曲线

1.4　生成凸轮凹槽

    （1）通过拉伸命令，绘制如图6所示的草绘。

    图6　绘制的草绘