在常見機(jī)構(gòu)中，經(jīng)常會應(yīng)用圓柱凸輪來實(shí)現(xiàn)某種工藝動作，圓柱凸輪的輪廓分布在圓柱的表面上，沿圓柱面展開后的理論輪廓曲線，實(shí)際就是推桿的位移曲線。因此，如果已知推桿的位移曲線，就很容易畫出圓柱凸輪的輪廓。有了圓柱凸輪的輪廓，即可利用UG的某些命令來完成圓柱凸輪的建模，為后續(xù)的圓柱凸輪的數(shù)控加工提供可靠的依據(jù)。

　　1 設(shè)計要求

　　已知某工藝動作要求擺桿的運(yùn)動規(guī)律為：當(dāng)圓柱凸輪轉(zhuǎn)過96。時，擺桿等加速等減速上升72mm;圓柱凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過1100時，擺桿停止不動;圓柱凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)過96。時，擺桿等加速等減速下降72mm;最后，圓柱凸輪轉(zhuǎn)過剩余的58。時，擺桿又停止不動。圓柱凸輪的基圓半徑73mm;擺桿滾子的半徑為13mm;圓柱凸輪的中心孔徑為30mm;圓柱凸輪的高度為140mm。

　　2 設(shè)計過程

　　啟動UG軟件，建立一新文件名為YZtuLun的部件文件，選擇【起始】/【建模】命令進(jìn)入建模模塊。首先創(chuàng)建三基準(zhǔn)平面。隨后調(diào)用圓柱體基本體素，建立圓柱體;其直徑為158mm，高為140mm。選擇XZ坐標(biāo)面，偏移79mm，與柱面相切;在此平面上完成擺桿的位移曲線的草圖繪制，并將1100對應(yīng)的長度152mm，左、右約束到中心，該位移曲線草圖的上、下約束到圓柱高度140ram的一半(70mm)處，如圖l所示。

　　選擇【纏繞】命令將擺桿的位移曲線的草圖纏繞于圓柱體的表面并橋接其首尾部的未連接部分。在【曲線】工具條中選擇【直線】命令，沿纏繞于圓柱體表面的位移曲線轉(zhuǎn)折處作平行于Z軸的直線，共完成四條直線，長度只要超過圓柱高度即可。

　　在圓柱體的中心加一基準(zhǔn)軸，應(yīng)用以上完成的四條直線中的任一條直線，分別與基準(zhǔn)軸組成通過兩直線的方法，創(chuàng)建基準(zhǔn)平面。以同樣的方法創(chuàng)建了四個基準(zhǔn)平面，如圖2所示。再分別以位移曲線停止不動段(直線段)的基準(zhǔn)平面為草繪平面，繪制如圖3所示的草圖。調(diào)用【沿導(dǎo)引線掃掠】命令，選擇草圖(矩形)為截面線，選擇位移曲線停止不動段(直線段)為導(dǎo)引線，并選擇差集的布爾運(yùn)算;完成如圖4所示的建模。

　　打開原擺桿的位移曲線草圖，將其分別向上、向下偏置曲線l3mm，并在曲線連接部用R13進(jìn)行圓弧過渡。接著將偏置的曲線草圖纏繞于圓柱體的表面，以此等加速等減速下降的偏置纏繞曲線作為藝術(shù)曲面中掃掠的兩條導(dǎo)引線串。只是作為截面線串的矩形需要在一新的基準(zhǔn)平面上完成。這是由于等加速等減速上升或下降的偏置曲線纏繞于柱面形成螺旋線的原因。具體的新基準(zhǔn)平面作法如下:在纏繞于柱面的等加速等減速下降偏置曲線的兩端，分別過上偏置曲線的R13圓弧的端點(diǎn)作直線交于下偏置曲線的端點(diǎn);再通過兩直線的方法，創(chuàng)建基準(zhǔn)平面。將這兩基準(zhǔn)平面為草繪平面，繪制如圖5所示的草圖(矩形)。以此作為掃掠時的截面線串。

　　在【藝術(shù)曲面】工具條中調(diào)用【掃掠】命令，分別選擇等加速等減速下降的偏置纏繞兩曲線作為兩條導(dǎo)引線串，每選擇一條曲線后，必須單擊MB2確定;然后分別選擇兩端的矩形草圖作為截面線串，通過差集的布爾運(yùn)算;完成圓柱凸輪表面輪廓的建模。另一側(cè)可通過同樣的方法，或選擇【實(shí)例特征】中的鏡像特征，選擇ZY面作為鏡像平面來完成。最后，選擇【插入】l【設(shè)計特征】【拉伸】和【孔】命令，完成圓柱凸輪上、下凹槽和中心軸孔的建模;再對圓柱凸輪進(jìn)行必要的細(xì)化處理，完善模型，結(jié)果如圖6所示。

　　3 結(jié)語

　　圓柱凸輪的三維實(shí)體建模方法簡便可行。關(guān)鍵在等加速等減速段的掃掠時，兩端的矩形截面線串必須用特定的基準(zhǔn)平面為草繪平面;另外，在選用【掃掠】命令時，必須注意這兩條截面線串的方向是否相同，如果方向不相同，則創(chuàng)建的掃掠體就會扭曲。