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关于三角形、多边形钻孔的方法以及相关资料

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1#
发表于 2010-2-26 17:28:44 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 动静之机 于 2012-6-5 13:46 编辑 6 A$ o3 |6 [9 B

& L5 t& R8 w5 h* `6 U参与过这几个帖子后感受颇多:
0 P: g/ G  c8 O7 d0 d. F7 i* _: D( J
rotary broaching 旋转拉(推)削原理------内四方、内六方等问题的答案8 q2 k; z; t3 Z7 y% }8 [. W2 C
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=143588 " w* P5 y% E* D- v1 ^

0 e9 z+ |$ {/ d' n0 z在不锈钢板上开等边三角形的孔,有什么方法效率最高?求助
" J$ H" Y/ X/ E7 S1 J% S  ~+ Qhttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=137359&extra=page%3D5
8 _2 p9 {: \2 l5 V* M) b4 a% [# G  a/ ~$ c0 v
谁见过可以钻六边形的钻头呀# p1 n$ N. T0 }! C2 x
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=144202&page=1#pid860848pid860848
: q6 s( ?, b% t* u) ^' S
, L! e: G; ~% L3 m" I# _后续查阅了一些资料,在此与大家分享一些相关知识。8 o& s/ j6 z4 R+ b& L. ^

& ~( e" k! Q% A8 N3 B2 |, _7 x* b先温习一下关于摆线有关名词:! N0 C% |8 E: {5 q7 T. a
当一个圆在一直线上纯滚动时,圆周上的点所描绘的旋轮线称为摆线cycloid
* x% r5 Z. i' v# }  s5 W* @2 X* S圆内部的点所描绘的旋轮线称为短摆线curtate cycloid! D6 D) L1 R2 z" d3 A9 ?
圆外部的点所描绘的旋轮线称为长摆线prolate cycloid # C+ `2 E- P! D
短摆线与长摆线合称为次摆线trochoid
" |: f8 _% V$ E: U( I: A+ Q
" t  _) |/ ]4 J) M
9 _& e4 L/ j! U1 @+ y2 K当一个小圆在一个大圆的内部纯滚动时,小圆圆周上的点所描绘( B0 X4 h, @: ~/ c
旋轮线称为内摆线hypocycloid
4 A0 A* `2 X$ V5 m2 r5 V小圆内部的点所描绘的旋轮线称为短幅内摆线curtate hypocycloid/ U" |6 {$ ?1 k$ z0 b  i+ [
小圆外部的点所描绘的旋轮线称为长幅内摆线prolate hypocycloid
$ @) l6 I9 C$ s! T7 D6 n二者合称为次内摆线hypotrochoid2 S% B" `/ A. r2 y6 C8 |

7 K5 H( _. F5 x# h! S6 L6 c# g
6 T" _2 h! }5 Y- O$ Z
& Z2 N# @$ R) L4 e2 N) X( e+ O& q! t, ?5 a' K5 j7 ]6 u
8 J, i1 H/ O- M1 R/ N# S5 _

+ v) \  E6 g7 v2 D# a6 ^. s5 b$ N1 J 1 T: o7 O+ _# e. ]8 m" f

. o5 i) z' a7 Q* E 1 d; {/ n, U& D8 b! M
# s: \& s( F; r+ R6 s$ {
当一个小圆在一个大圆的外部纯滚动时,小圆圆周上的点6 ^5 F5 @" r1 F# j! H/ T
所描绘的旋轮线称为外摆线epicycloid# f  _- L8 ^( J, O
小圆内部的点所描绘的旋轮线称为短幅外摆线curtate epitrochoid
! Z- K7 ~: G2 _  @9 O小圆外部的点所描绘的旋轮线称为长幅外摆线prolate epitrochoid3 S  l# f) N% ^7 Z/ C# w1 J; [
二者合称为次外摆线epitrochoid
4 w6 V1 c7 n& c1 v- c(图略)# p. y" g1 H! V; y0 j- c" a7 G) x) c
: ^1 Q0 a% B! @* O* B
虽然这些名词不难理解,然而接下来的应用却让人大开眼界。% t$ f, A& u. s& e
6 g4 ?+ Y$ A2 S$ }
以三叶状次内摆线为例,不同点扫描过的曲线都不一样。0 v7 z) T+ e5 B

$ B( _! q7 a" ?9 j
5 i, r& q+ d* m' c7 y
) A# E. d( o; d) c/ U当长臂为短臂长度的3.5倍左右时,可以得到比较理想的三角形:
- D2 `% t6 |  ]3 a
1 y! s/ o. |( ~" j2 A% C: [* M7 n$ w- X0 a7 H/ t3 I

/ m2 ~1 e( `' g  Y* q9 _4 s然而如何巧妙地将这个自转与公转半径比、周期比、相位差用具体的机构9 S5 @* y4 O5 Q% r
实现,是个技巧问题。这里有个实例,供大家下载后研究。6 ]3 R6 V& K. v, j, P6 |
钻镗三角形孔的方法.pdf (151.36 KB, 下载次数: 533) 钻镗三角形孔的方法.pdf- u; h+ |0 M$ p+ r
' \" f( H5 S, Q* e% ?
上述三角孔钻床实现的方法是:把一个正常的旋转的主轴以二倍的转速(对地)反向
' c) f$ T8 z) |  t% E) \公转,把偏心率控制在需要的值。使用的刀具是扁钻。9 [  M- t' T) M$ q

. I& p0 P' r7 T6 u9 ?8 K2 V1 O它的数学原理是:既然这些曲线任意一点为两个旋转运动(矢量)的叠加,那
5 {3 X) [+ B% D$ o- r+ h么具体是矢量A+矢量B  还是  矢量B+矢量A是没有区别的,因而就可以转化成:1 x6 W1 f0 o6 O$ o8 h
; B6 g( Z; K* g9 @# @

, e9 g5 y# v- z0 W8 {
- s( H! f( K) E) \) T% y7 s3 X请注意,动画中蓝色箭头总有两个位置互为180度的位置而红色(偏心量)位置相同,, |  I3 e; a3 w) O$ k" A9 @2 V& j
即意味着加工三角孔时可以采用两刃刀具(扁钻)。9 O& e# ^! H& h5 P/ E, v4 \
- I% r8 ?. a3 [  m
9 S& l, I$ [/ w$ R1 u2 Q" L' P
/ V& E- e6 N# A/ y% c7 O
2 I- o, h! ^7 t# z
这极有可能正是麻花钻(两刃成180度相位)打浅孔或薄板经常成为三角形+ }- \, x) e7 W
的本质原因。由于钻杆的柔性或者手持的不稳定性,钻头本身在自转的同时$ j( b$ I3 t/ s
有抖动现象,只要稍有走偏(横刃等因素的综合影响、只要半圈就够了),
) O. k: ^9 z, k+ y; Y这个误差就会引正反馈强化而最终形成三角形。: o! A+ t0 {: M
) s( p; n. b" G/ V" J; d2 L+ ?
同理,更多的边数也能搞定。也不难证明,用上述方法时,  p/ Y) D0 f9 g0 \  J) K+ H
加工四边形孔的刀具截面是三棱形,# K$ O% R7 t" ]
加工五边形孔的刀具截面是四棱形
0 t3 V# a( D, l加工六边形孔的刀具截面是五棱形% p( b" b+ |* K) P2 b$ M& e
、、、
% {% L7 a, ^1 G7 j7 O# j0 S! x1 h% z' D. Y( s  ?* b
如果换个角度看问题,你会发现这个方法不但适用于内孔,同样适用于外表
* K( ], A, F; k" C, W面。这就是很多人迷惑的问题:为何车床能加工多边形。这个技术玩的最好0 X% h; x& ?5 D! d" s0 m( a9 u& G
的恐怕是德国维拉WERA公司(旋分技术)。& S/ x& w' H) y* k) X0 H7 }+ \

& R2 v3 C0 }  Y4 H' U. y9 n摆线的故事同样可以在双端面平面磨床(轴承、光学、芯片行业用)里找到。( M' ]9 C1 U: M$ W# M2 N6 J

  u$ |3 s) X; ]6 R以上讨论了两级串联旋转机构的扫描轨迹应用,那么三级串联旋转机构呢?2 m( i( K3 T. E
呵呵,以前讨论过的独臂时钟就是一例。秒针针尖的轨迹将会非常复杂。5 t- e( j: j  o
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=124154
$ f$ K- H% X( Z: P* c  E5 g4 r* \; t
$ F- W. w+ L+ j3 M0 L
更多级串联旋转机构的轨迹?俺能力有限,无法继续推演,就此打住。
( P  T% L9 r& r/ [& K$ E( Y+ e2 @% @

1.jpg (24.85 KB, 下载次数: 337)

1.jpg

2.jpg (85.82 KB, 下载次数: 280)

2.jpg

摆线组.jpg (16.2 KB, 下载次数: 284)

摆线组.jpg

三角动画2.gif (239.33 KB, 下载次数: 369)

三角动画2.gif

三角动画1.gif (167.46 KB, 下载次数: 376)

三角动画1.gif

图片5.jpg (14.56 KB, 下载次数: 289)

图片5.jpg

图片13.jpg (14.57 KB, 下载次数: 240)

图片13.jpg

四方摆线.jpg (26.97 KB, 下载次数: 276)

四方摆线.jpg

三联.jpg (20.99 KB, 下载次数: 271)

三联.jpg

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2#
发表于 2010-2-26 19:07:30 | 只看该作者
技术贴,先赞一个。同时说明数学是多么重要。机床要玩好,数学是基础。
9 l  l; X7 w' G. j; q$ Z& [请楼主介绍介绍双端面磨里的摆线故事,谢谢。
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3#
发表于 2010-2-26 20:09:00 | 只看该作者
有理论的支持,解决类似的问题要简单许多。
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4#
发表于 2010-2-26 22:36:26 | 只看该作者
有理论的支持,解决类似的问题要简单许多。
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5#
发表于 2010-3-18 11:12:58 | 只看该作者
小时候我,有一套花各种图形的画板就用的这个原理,当时觉得很好玩!
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6#
发表于 2010-4-29 21:23:17 | 只看该作者
很有意思,看完这个,更觉得没有做不到,只有想不到
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7#
发表于 2010-6-4 18:02:36 | 只看该作者
真的很棒啊!!!!!!!
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8#
发表于 2010-6-26 00:05:54 | 只看该作者
太棒啦,楼主伟大,诚哉斯也
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9#
发表于 2010-6-26 17:13:26 | 只看该作者
很好很强大···········
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10#
发表于 2010-6-26 19:32:42 | 只看该作者
有理论的支持,解决类似的问题要简单许多
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