基于UG规律曲线功能在圆柱凸轮建模中的妙用
UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性
UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性摘要：空间圆柱凸轮不仅仅有着较小的体积和紧凑的结构，同时也有着较大的传递扭矩和较高的转速，在当前的包装和农业机械等自动化机械中应用范围越来越广。
本文研究分析UG软件实现圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工可行性的同时，首先分析了圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺，其次建立了基于UG软件圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺模型和分析了编程的具体方法，最后探讨总结了数控加工的具体实现过程。
关键词：UG软件；圆柱凸轮；复杂凸轮槽加工；可行性凸轮机构主要是一种高副机构，有着连续等速转动的特点，有着一定的运动规律，常用于自动化和半自动化的机械装置中。
随着多轴加工工艺的不断成熟发展，圆柱凸轮轮槽加工中UG软件应用可行性的研究始终是当前自动化机械行业领域研究的热点之一。
因此本文对UG软件实现圆柱凸轮复杂凸轮槽加工可行性进行研究有一定的指导性意义。
1.圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺某一包装机械上的外协件，在实际的加工过程中，往往需要借助于角度的变化，进而对圆柱面的分布进行合理的控制，加工实现过程可以借助于四轴编程加工，但是这种加工方法往往和设备实际的运行状况不符合。
对于五轴功能的铣床加工工艺而言，往往有着相对较大的加工量，而带有数控回转工作台的一种国产卧式加工方法，可以实现工作台的灵活转动，并将加工的实际要求加以满足。
2.基于UG软件圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工工艺模型的建立圆柱凸轮的复杂凸轮槽加工过程中，UG软件的应用，就要保证程序输出过程中对加工模型进行合理的构建，在圆柱面上将圆柱凸轮槽进行均匀的分布，对槽底中心线构造进而实现加工的过程。
在对Project功能借助的过程中，就要将圆柱凸轮槽中心线的一些空间建模全面实现。
依据于圆柱凸轮槽的展开图，并在坐标平面中，将多段圆弧和直线构成的一种二维曲线画出，并对圆柱实体进行创建，将圆柱面相切的基准平面加以创建。
对曲线L1、L2和L3进行创建。
利用UG进行圆柱凸轮造型设计
利用UG进行圆柱凸轮造型设计利用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。
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。
UG规律曲线的具体应用
UG规律曲线的具体应用陆建军（江苏省盐城技师学院 数控技术系 江苏 盐城 224002）【摘要】UG软件中的规律曲线是UG建立参数化复杂曲线的重要工具，本文通过几个实例介绍了规律曲线在建模过程中的具体应用方法和步骤。
【关键词】UG 规律曲线 规律控制 扫掠一、引言Unigraphics（简称UG）是集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。
Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。
UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术,在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。
曲线作为创建模型的基础，在特征建模过程中应用非常广泛。
可以通过曲线的拉伸、旋转等操作创建特征，也可以用曲线创建曲面进行复杂特征建模。
在特征建模过程 中，曲线也常用作建模的辅助线（如定位线、中心线等），另外，创建的曲线还可添加到草图中进行参数化设计。
利用曲线生成功能，可创建基本曲线和高级曲线。
在UG软件中可以直接应用曲线功能建立二次圆锥曲线，比如双曲线、抛物线等等。
但也有一些曲线比如渐开线曲线、阿基米德螺旋线等不能直接建立，必须应用UG规律曲线指令结合UG表达式功能才能构建这些参数化曲线。
二、UG规律曲线简介规律曲线是指X、Y、Z坐标值按设定的规则变化的样条曲线。
其主要通过改变参数来控制曲线的变化规律。
如控制螺旋样条的半径，控制曲线的形状，控制“面倒圆”的横截面，对扫掠自由曲面特征定义“角度规律”或“周长规律”的控制等。
三、建立规律曲线的一般步骤1、插入‐‐‐‐曲线‐‐‐‐规律曲线2、依次定义X、Y、Z坐标的变化规律3、必要时定义规律曲线的方位变化规律4、确定四、规律曲线的七种规律类型（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7）图1 七种规律类型1、恒定的：定义X或Y或Z坐标的变化规律为常数值。
UG规律曲线创建及在模型构建中的应用
UG规律曲线创建及在模型构建中的应用作者：韩玉林来源：《科技资讯》2018年第25期摘要：UG软件中的规律曲线是建立参数化复杂曲线的重要工具。
本文通过几个实例介绍了UG规律曲线类型及创建过程，归纳总结了在复杂模型构建中应用规律曲线实现规律控制的方法和步骤。
关键词：UG规律曲线规律控制应用实例中图分类号：TH12 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（a）-0080-02曲线作为创建模型的基础，在特征建模过程中应用非常广泛，UG曲线分为原生曲线和派生曲线。
原生曲线是通过曲线绘制命令产生的，如规律曲线、螺旋线、二次圆锥曲线等，派生曲线是通过对原生曲线的操作而产生的，如投影、偏置、提取等，它们具有很高的参数化特征。
在特征建模过程中，通过对曲线的拉伸、旋转、扫掠等操作创建基础特征建模；也可以用曲线创建复杂曲面等特征建模；曲线还常用作建模的辅助线（如定位线、参考线、中心线、边界线等）；创建的曲线还可添加投影到草图中进行参数化设计。
曲线绘制命令已能轻松快捷绘制，包括椭圆、双曲线、抛物线、螺旋线等高级曲线。
但也有一些曲线如渐开线、变径螺旋线、正余弦曲线等不能直接绘制，必须应用UG规律曲线指令结合UG表达式功能才能构建这些参数化曲线，本文就规律曲线在建模中的应用进行如下探讨。
1 UG规律曲线简介规律曲线是UG建模模块中原创曲线工具，通过指定 X、Y、Z坐标值按设定的规则变化生成样条曲线，其主要通过改变参数来控制曲线的变化规律，来达到控制模型变化的目的，如控制螺旋样条的半径及导程、控制正余弦曲线振幅及变化周期、控制渐开线基园半径及展开角等来达到改变曲线形状的目的。
另外通过对扫掠自由曲面特征定义方向为“角度规律”，缩放为“面积规律”“周长规律”共同控制扫描曲面形状，再提取曲面边缘以获取派生的规律曲线，可以达意想不到扫的效果。
2 规律曲线具体创建方法2.1 通过规律曲线工具直接创建规律曲线（1）以弧形螺旋弹簧型建模为例，说明规律曲线在建模过程中的应用。
基于UG规律曲线功能在圆柱凸轮建模中的妙用
基于UG规律曲线功能在圆柱凸轮建模中的妙用作者：毛涛刘潇来源：《农村经济与科技》2017年第20期[摘要]本文根据圆柱槽形凸轮从动件的运动规律，使用UG软件的表达式、规律曲线与同步建模偏置区域等功能实现圆柱凸轮的全参数化设计，并通过UG软件的分析功能测量验证凸轮槽与已知凸轮曲线的一致性。
该建模方法极大地缩短了圆柱凸轮设计周期，提高了生产率。
[关键词]圆柱槽形凸轮；UG；规律曲线[中图分类号]TS176.4 [文献标识码]A凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
凸轮机构在各种机械中有大量的应用，即使在现代化程度很高的自动机械中，凸轮机构的作用也是不可替代的。
圆柱形凸轮属于空间凸轮的一种形式，一般分为两种类型：槽形、凸缘形。
它是利用凸轮曲线轮廓将旋转运动转化为复杂运动，从而实现机构的特定功能。
1 基于UG的设计思路根据设计图纸（图1）所给出的圆柱槽形凸轮，利用拉伸特征绘制凸轮圆柱体，然后根据展开图所示的凸轮曲线绘制草图曲线，创建X、Y方向表达式，Z方向依据草图曲线创建出圆柱体外表面的凸轮轮廓曲线，最后利用同步建模偏置区域功能对凸轮槽部分向“轴心”偏置，从而得到凸轮实体。
2 UG建模过程（1）创建凸轮圆柱体，根据图纸直径∅=100，高度为L=150，圆柱轴线与坐标轴Z轴重合，下底面中心位于坐标系原点位置；（2）创建表达式，创建方法如图2所示。
t=1（t为ug软件默认变量）r=100；xt=r*cos （360*t）；yt=r*sin （360*t）；zt=0；（3）根据设计图纸中的圆柱凸轮展开图绘制轨迹草图，将草图建立在XY坐标平面上，该草图各部分尺寸建立如图3所示。
（4）利用偏置曲线对凸轮曲线进行双向偏置，偏置距离设置为凸轮槽宽度20的一半，得到凸轮槽边缘曲线草图，偏置效果如图4所示，将原凸轮槽中心轨迹曲线转化为参考线。
（5）利用UG曲线工具中的“规律曲线”命令，绘制圆柱外表面上的空间凸轮边缘曲线。
基于UG的空间凸轮机构的运动仿真
收稿日期:2018-02-02作者简介:李银标(1967—),男,江苏无锡人,本科,毕业于江苏大学,高级实验师,研究方向:机械制造与自动化。
空间凸轮机构集空间机构结构紧凑及凸轮机构设计灵活,可实现从动件任意运动要求双重优点于一身广泛应用于各种自动化分度机械中,本文以UG软件为平台,以直动推杆圆柱凸轮机构为例,用UG表达式和规律曲线命令,得到圆柱凸轮的轮廓曲线,从而得到准确的凸轮轮廓造型,然后进行三维动力学仿真,并分析推杆位移、速度、加速度,为机构优化设计提供参考。
1 空间凸轮机构的工作原理直动推杆圆柱凸轮机构如图1所示,原动件凸轮匀速转动,带动推杆运动,输出运动为推杆来回移动,可以利用UG仿真来确定推杆任意时刻的位置、速度和加速度[1]。
空间凸轮曲线参数方程:X=50cosq Y=50sinq Z=50sinq+h 0 0°≤q≤360°将空间凸轮曲线参数方程,转化为符合UG规定的方程,手工输入表达式中,如图2所示。
由规律曲线生成凸轮轮廓曲线。
并按照空间凸轮尺寸构建三维造型,以及滚子、推杆、机架的三维造型。
空间凸轮机构三维造型如图3所示。
2 空间凸轮机构运动仿真分析方案(1)连杆(Links)的创建将空间凸轮机构活动构件建立连杆。
机架设为固定连杆1,空间凸轮设为连杆2,滚子设为连杆3,推杆设为连杆4。
(2)添加运动副空间凸轮机构的运动副一共涉及了2种,分别是旋转副和滑动副。
设定机架为固定副,选择插入→运动副→固定副,选择连杆为机架。
给空间凸轮与机架加上一个旋转副,选择插入→运动副→旋转副,第一个连杆选择凸轮轴圆周,这样就完成了“选择连杆(凸轮)”、“指定原点(圆心)”、“指定方位(圆所在平面的法线)三个步骤,第二个连杆选择机架。
完成一个旋转副的添加。
同样,将滚子与推杆用旋转副相连,将推杆与机架滑动副连接。
选择插入→运动副→滑块,第一个连杆选择推杆一端圆周,这样就完成了“选择连杆(推杆)”、“指定原点(圆心)”、“指定方位(圆所在平面的法线)三个步骤,第二个连杆选择机架。
基于UGNX的圆柱凸轮轮廓曲线的参数化设计
基于UGNX的圆柱凸轮轮廓曲线的参数化设计摘要凸轮机构是一种广泛应用于各种机械和控制装置中的高副机构，只要能正确设计出凸轮的轮廓曲线，就可以通过凸轮机构实现各种复杂的预定的运动规律。
针对传统凸轮轮廓曲线设计方法的缺陷和不足，本文介绍了集cad/cae/cam于一体的三维参数化软件ugnx在设计复杂圆柱凸轮轮廓曲线中的应用，为优化凸轮轮廓曲线设计方法提供了一定的参考依据。
关键词 ugnx；圆柱凸轮；轮廓曲线；参数化设计中图分类号th112.2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）37-0106-010 引言凸轮机构是一种常见的高副机构，它结构简单紧凑，能够实现各种复杂运动，广泛应用于各种机械装置中。
只要正确设计出凸轮机构的轮廓曲线，就可以使从动件实现预期的各种复杂的运动规律，所以凸轮轮廓曲线的设计是整个凸轮机构设计中决定成败的重要环节。
在实际工程应用中，凸轮机构的轮廓曲线通常采用两种方式获取，即作图法与解析法，作图法设计过程简单，设计的轮廓曲线的精度较低，能满足不重要的场合，而对于高速高精度的凸轮必须采用解析法建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线，精确度较高，能满足在数控机床加工，但计算的工作量很大。
因此，采用传统方法来设计凸轮轮廓曲线，存在很多缺点，造成产品的设计周期长和产品更新换代慢，不适宜在现代化生产中应用。
本文将通过使用当今世界上先进的集cad/cae/cam于一体的三维参数化软件ugnx，运用ugnx的强大功能对凸轮轮廓曲线进行参数化设计，能有效解决传统设计中存在的诸多问题，优化凸轮轮廓曲线的设计方法。
1 凸轮理论轮廓线数学模型建立直角坐标系，a0点为凸轮轮廓线起始点，r1为基圆半径。
当凸轮转过θ角度时，推杆产生相应位移l，此时滚子中心位于a 点，凸轮的理论轮廓线方程为式中：e-偏距，2 凸轮轮廓曲线的参数化设计2.1 创建圆柱凸轮主体特征进入ugnx6.0，单击工具栏中的“新建”按钮，选择模型菜单中的“模型”，单位使用系统默认的“毫米”，再选择存储路径，然后单击“确定”按钮。
基于UG的凸轮精确设计
基于UG的凸轮精确设计摘要本文阐述了凸轮轮廓线的坐标方程，如何利用UGCAD精确设计凸轮理论轮廓和实际轮廓。
关键字：凸轮轮廓；坐标方程；UG1.引言根据工作要求合理地选择从动件运动规律后，即可按照选定的运动规律和其它具体条件进行凸轮轮廓的设计。
对于精度要求不高的凸轮，一般采用图解法，简单而直观。
但图解法误差较大，对于精度要求高的凸轮，应采用解析法。
解析法设计凸轮轮廓可借助于CAD，精度高且快捷。
这里介绍利用UGCAD精确设计凸轮的方法。
2.凸轮机构的坐标方程采用解析法设计时，要按照给定的从动件运动规律，基本尺寸及其它具体条件，求出凸轮轮廓线的极坐标方程或直角坐标方程。
根据这些方程式便可精确地设计出凸轮轮廓。
现以对心移动滚子从动件盘形凸轮机构为例，分析凸轮机构的坐标方程。
下面就可以利用UGCAD精确设计凸轮的轮廓线了。
方法如下：1）启动UG。
2）选择下拉菜单“应用”→“建模”。
3）选择下拉菜单“工具”→“表达式”；依次输入参数方程（5）。
4）选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“规律曲线”。
5）选择按钮“根据公式”。
6）单击“确定”按钮确认t。
7）单击“确定”按钮确认xt。
8）选择按钮“根据公式”。
9）单击“确定”按钮确认t。
10）单击“确定”按钮确认yt。
11）选择按钮“根据公式”。
12）单击“确定”按钮确认t。
13）单击“确定”按钮确认zt。
14）单击“确定”按钮确认，绘制出凸轮的理论轮廓线I（如图2）。
15）选择下拉菜单“插入”→“曲线操作”→“偏置”。
16）选择理论轮廓线I，单击“确定”按钮。
17）设置偏置距离10（滚子半径），注意偏置方向。
18）单击“确定”按钮确认，绘制出凸轮的实际轮廓线II（如图2）。
4.结束语借助UGCAD设计的凸轮轮廓还可直接利用UGCAM进行数控编程，便于凸轮在数控机床上的加工。
参考文献：[1] 机械设计基础/孙宝钧主编.-2版.—北京：机械工业出版社，1999.5（2000.5重印）[2] UGCAD实用教程/赵波，龚勉，蒲维达编著.—北京：清华大学出版社，2002。
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［ 关键词 ］圆柱槽 形凸轮 ；ＵＧ；规律 曲线 ［ 中图分类号 ］ Ｔ Ｓ １ ７ ６ ． ４ ［ 文献标识码 ］Ａ ｆ ｎ Ｊ 轮足一种 具仃Ｉ ｔ ｔ ｔ 线轮廓或 的构件 ，迎过 ｔ 从动ｔ ｑ ＝ ￣ １ ９ 刚接 制 １ ． 运 动时 【 １ ｒ 以使 从 动件 扶 得连 续或 连续 的仟 意 颅 ｊ ９ ］ 运 动 Ｉ ” １ 轮 机构 各 种机 械 Ｉ ｌ ｌ 有 大 的庸 川 ，【 ｛ ｌ 】 他 脱 代 化 度 ｛ Ｉ ｛ Ｌ ＇ ｉ ＃ Ｊ ｝ Ｉ
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科 教 论 坛
基 于Ｕ Ｇ规 律 曲线 功 能在 圆柱 凸轮 建模 中的妙 用
毛 涛 ，刘 潇
（ １ ． 宁夏工 商职业技 术 学院 ，宁夏
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