撰文/ 江苏省盐城市教育科学研究院 解太林
传统的盘形凸轮廓形绘制主要有图解法和解析法，加工方法有手工画线加工和数控铣削加工，大批量生产亦可采用仿形铣。图解法直观、简单，但是手工作图选取的等分数有限、精度差。以此为基础的手工画线加工的精度和加工表面精度都比较低。解析法设计虽然解决了凸轮精度问题，但要得到完整的凸轮轮廓曲线就要编制复杂的程序。因此它的应用也就受到了很大的限制。利用CAD 软件的强大作图功能，可以十分方便地进行凸轮的廓形设计，精度好效率高。本文介绍了利用CAXA 系列CAD/CAM 软件进行余弦盘形凸轮的绘制、编程与模拟加工。
一、建立数学模型
以图1 余弦盘形凸轮为例，由图2 凸轮曲线图可知，凸轮曲线由四段曲线组成，A 段为R42 圆弧，B 段为升程余弦曲线，C 段为R52 圆弧，D 段为降程余弦曲线。余弦曲线的通用公式s=h[1-cos(πδ/δ%*p%*p0%*b)]/2， 其中s 为推程，h 为总推程，t 为升程角，t0 为总升程角。由图1 所示，由图可知凸轮的基圆半径为42，而B 段和D 段余弦曲线升程起始角均不为0，故在作这两段余弦曲线时就不能直接套用通用公式。
如果设凸轮的基圆半径为r，余弦曲线升程起始角为t1，那么，余弦曲线通用公式s=h[1-cos(πt/t0)]/2 就要变形为s=r+h[1-cos(π(t-t1)/t0)]/2，故可得B 段余弦曲线公式和D 段余弦曲线公式。
B 段余弦曲线公式：
ρ(t)=42+(10*(1-cos(180*(t-60)/90))/2))
D 段余弦曲线公式：
ρ(t)=52-(10*(1-cos(180*(t-240)/120))/2))
二、图解法绘制余弦盘形凸轮廓形
打开CAXA 二维CAD 软件后，点击公式曲线按钮，弹出如图4 对话框，发现绘制曲线的方式有很多，这里主要介绍极坐标系/ 角度和直角坐标系/ 角度两种方法。
1. 极坐标系/ 角度
（1）B 段余弦曲线。在图3 对话框中填入参数t、ρ(t) 和Z(t)，这时在对话框预览中就出现了B 段余弦曲线，然后可以点击确定按钮，再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。
（2）D 段余弦曲线。
在图4 对话框中填入参数t、ρ(t) 和Z(t)，这时在对话框预览中就出现了D段余弦曲线，然后可以点击确定按钮，再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。
2. 直角坐标系/ 角度
（1）B 段余弦曲线。
在图5 对话框中填入参数t、X(t)、Y(t) 和Z(t)，这时在对话框预览中就出现了B 段余弦曲线，然后可以点击确定按钮，再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。
t=60 ～ 150
X(t)=(42+(10*(1-cos(180*(t-60)/90))/2))*cos(t)
Y(t)= (42+(10*(1-cos(180*(t-60)/90))/2))*sin(t)
Z(t)=0
（2）D 段余弦曲线。
在图6 对话框中填入参数t、X(t) 和Y(t)，这时在对话框预览中就出现了D段余弦曲线，然后可以点击确定按钮，再点击CAD 软件界面中的凸轮基圆圆心就可以了。
三、用CAXA 的CAM 软件完成其加工
在CAXA 中打开“加工”下拉菜单中，生成加工轨迹，如图7 所示。最后，在“加工”下拉菜单，点击“模拟加工”，软件将进行动态模拟加工，如图8 所示。