[发明专利]基于坐标点位转换建立三维凸轮实体化模型的方法

说明书

本发明提出了基于坐标点位转换建立三维凸轮实体化模型的方法，属于机械加工技术领域，其步骤为：1)建立三维凸轮工作滚子中心轨迹模型；2)对步骤1)中的三维凸轮工作滚子中心轨迹模型进行扫描，获取三维凸轮工作滚子中心轨迹点位信息；3)将扫描的三维凸轮工作滚子中心轨迹点位信息转换为三维凸轮型面的实体点位信息；4)根据步骤3)得到的三维凸轮型面实体点位信息建立三维凸轮型面的实体化模型。通过本发明的方法摆脱了传统加工方式中对刀具的限制，实现了各种凸轮型面均可行的加工目的，提高了凸轮型面曲的加工质量。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及零件加工过程中的建模技术，具体为基于坐标点位转换建立三维凸轮实体化模型的方法。

背景技术

三维建模技术是通过三维制作软件虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。三维凸轮建模技术，是基于三维凸轮工作滚子中心轨迹点位建立滚子中心轨迹模型(即利用从动件的运动规律来求解得到主动件的虚拟中心轨迹三维模型)。此模型为设计、应用原理模型，不允许改变，故现有技术中在加工三维凸轮型面时，需采用与工作滚子直径相同的球头刀具进行铣削，利用球头刀具主要存在以下问题：

1、三维凸轮型面曲率变化大于球头刀具自身曲率的位置时，其无法加工到位。

2、三维凸轮型面加工质量受球头刀具磨损的影响较大，且刀具无法进行半径补偿等因素导致三维凸轮型面加工质量不稳定。

3、如遇到工作滚子直径过大，超过现有的球头刀具直径时，会导致凸轮型面无法加工。

因此，现有技术中利用球头刀具进行凸轮型面加工时会存在加工质量差和可行性差的问题。

发明内容

针对上述现有技术中在凸轮型面切削时，三维凸轮型面曲率变化大于球头刀具自身曲率的位置无法加工到位的问题，本发明提出了基于坐标点位转换建立三维凸轮实体化模型的方法。

本发明是依据实体化模型的数控加工，可实现使用直径小于工作滚子直径的球头刀具或可进行半径补偿的平底铣刀以及圆鼻刀对凸轮型面进行加工，其具体技术方案如下：

基于坐标点位转换建立三维凸轮实体化模型的方法，包括以下步骤：

1)建立三维凸轮工作滚子中心轨迹模型；

2)对步骤1)中的三维凸轮工作滚子中心轨迹模型进行扫描，获取三维凸轮工作滚子中心轨迹点位信息；

3)将扫描的三维凸轮工作滚子中心轨迹点位信息转换为三维凸轮型面的实体点位信息；

4)根据步骤3)得到的三维凸轮型面实体点位信息建立三维凸轮型面的实体化模型。

进一步限定，所述步骤1)具体为：

1.1)将极坐标形式的三维凸轮型面工作滚子中心轨迹点位转换为直角坐标形式的三维凸轮型面工作滚子中心轨迹点位；

1.2)利用三维建模软件将直角坐标形式的三维凸轮型面工作滚子中心轨迹点位生成凸轮型面各层高度对应的分层曲线；

1.3)利用凸轮型面各层高度对应的分层曲线生成三维凸轮型面工作滚子中心轨迹模型。

进一步限定，所述步骤2)具体为：

2.1)将三维凸轮工作滚子中心轨迹模型导入三坐标测量机，选择“闭线扫描”，并设置工作滚子中心坐标、扫描方向点、Z轴高度和扫描一周的点位密度，开始脱机扫描，扫描生成凸轮型面各层高度对应的扫描线及点位信息；

2.2)将扫描数据生成表格并导出。

进一步限定，所述步骤3)具体为：将表格中的数据代入下列公式：