圓柱分度凸輪的刀具運動軌跡方程圓柱分度凸輪按其結(jié)構(gòu)型式可以分為靠凸脊實現(xiàn)間歇段定位的三槽脊型凸輪和靠凹槽實現(xiàn)間歇段定位的二槽槽型凸輪。

　?。?）對于脊型圓柱分度凸輪，其幾何關(guān)系和輪廓展開圖如示。凸輪的輪廓由五段組成：Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ段分別為滾子1、2、3從圖示位置轉(zhuǎn)過一個分度角時與凸輪的嚙合段，Ⅱ、Ⅳ段是間歇段對應(yīng)的廓線。由于在加工空間凸輪時，一般都是使用與滾子直徑相等的銑刀進行銑削，因此滾子中心的運動軌跡就是刀具中心的運動軌跡。為了和加工時坐標(biāo)一致，建立圖示坐標(biāo)系，所以有：脊型圓柱凸輪機構(gòu)Ⅰ段：=-3Z+2ZS（T）-2，T∈（T0，1>=QTT0=02/Z=32-Z2arcsinB+2Rg2L

　　式中?從動盤在任一時刻的轉(zhuǎn)角（弧度）；?凸輪的轉(zhuǎn)角（度）；Z?分度數(shù)；Q?凸輪的動程角（度）；T?無因次時間；S（T）?無因次位移，由運動規(guī)律確定；T0?滾子進入嚙合時即切削起點對應(yīng)的無因次時間。以下使用符號同上。

　　Ⅱ段：=-Z-2=（360°-Q）T+Q，T∈（0，1>Ⅲ段：=-Z+2ZS（T）-2，T∈（0，1>=（360°-Q）T+QⅣ段：=Z-2，T∈（0，1>=（360°-Q）T+Q+360°Ⅴ段：=Z+2ZS（T）-2，T∈（0，1-T0>=QT+720°從而可得輪廓上每個切削點的坐標(biāo)值為：

　　xi=Lcosyi=C+Lsinzi=R-hAi（1）（2）所示為槽型圓柱分度凸輪機構(gòu)，廓線Ⅰ、Ⅲ段分別為滾子1、2從圖示位置轉(zhuǎn)過一個分度角時與凸輪的嚙合段，Ⅱ段是間歇段。滾子中心的軌跡方程為：槽型圓柱凸輪機構(gòu)Ⅰ段：=-2Z+2ZS（T）-2，T∈（0，1>=QTⅡ段：=-2=（360°-Q）T+Q，T∈（0，1>Ⅲ段：=2ZS（T）-2，T∈（0，1>=QT+360°刀具中心的運動軌跡方程同（1）式。

　　蝸形分度凸輪的刀具運動軌跡方程蝸形（齒式）分度凸輪的設(shè)計內(nèi)容和步驟，大體與圓柱分度凸輪機構(gòu)相似，但其加工情況卻大不相同，它需要在銑頭擺動式曲面鏜銑床上加工。為了計算和操作方便，銑刀擺動中心應(yīng)調(diào)整在凸輪從動盤的回轉(zhuǎn)中心上。其刀具中心的運動軌跡方程為：

　　Ai=Bi=/180°（2）式中Ai?凸輪繞A軸的轉(zhuǎn)角（度）；Bi?銑刀繞B軸的擺角（度）；，公式與圓柱分度凸輪相同。

　　空間分度凸輪的刀具軌跡仿真和三維幾何造型刀具運動軌跡仿真是利用計算機技術(shù)來模擬零件數(shù)控加工的過程。通過在計算機屏幕上動態(tài)地顯示出凸輪加工的切削運動軌跡，可以及時發(fā)現(xiàn)問題并進行修改。另外，蝸形分度凸輪的輪廓無法象圓柱凸輪那樣沿周向展開成平面圖，為了直觀地研究凸輪的工作曲面，便于設(shè)計時進行形象的分析比較，也常常借助幾何造型技術(shù)建立凸輪的三維模型。

　　本文利用AutoCAD圖形處理軟件中的AME模塊，通過布爾運算實現(xiàn)了空間分度凸輪的實體加工仿真，同時獲得了凸輪的三維幾何造型，其操作過程是：（1）生成毛坯基體。對圓柱凸輪可以直接使用Cylinder命令形成圓柱體；對蝸形凸輪，需要先用Pline命令繪制凸輪的半剖面輪廓線，再使用Revolve命令旋轉(zhuǎn)360°來獲得；（2）挖去內(nèi)孔，切除倒角，剃出鍵槽。通過分別產(chǎn)生一個圓柱、圓錐和長方體，用Subtract命令將它們從基體中差（運算）去的方法實現(xiàn)；（3）形成廓面。首先根據(jù)從動滾子的截面形狀產(chǎn)生一個圓柱或圓臺體"刀具"，將它從基體中差去，然后利用Rotate3d命令將凸輪基體繞其軸線旋轉(zhuǎn)一個步長=i+1-i，將刀具從（xi，yi，zi）點平移到（xi+1，yi+1，zi+1）點或?qū)⒌毒呃@從動盤中心旋轉(zhuǎn)=i+1-i，再把刀具從凸輪基體中差去，如此循環(huán)，當(dāng)凸輪基體轉(zhuǎn)過720°+Q（脊型）或360°+Q（槽型）時，凸輪的工作廓面就形成了。這就是空間分度凸輪的加工仿真和三維造型的過程，其結(jié)果如示。

　　結(jié)束語作者在對空間凸輪設(shè)計與制造進行了大量研究的基礎(chǔ)上，給出了各種空間分度凸輪刀具中心的運動軌跡方程，開發(fā)了專用程序，可以直接應(yīng)用于生產(chǎn)實際，并且能夠進行動態(tài)的加工仿真，產(chǎn)生數(shù)控加工程序，從而提高了編程的效率和準(zhǔn)確性，并可進一步轉(zhuǎn)到3DS中進行空間凸輪機構(gòu)的動畫顯示。所研制的軟件已成功地應(yīng)用于牙膏軟管擰蓋機步進供料機構(gòu)中。