本帖最后由 动静之机 于 2013-6-28 19:19 编辑 0 Q% F0 |+ _6 \ A+ { 3 f4 I" U% `" N2 D5 k1 X% B
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目前网上查不到国产的此类车床,于是估计本帖是首发了。 / ]7 `' p+ r! I- D2 c U也许此贴过后,很快就有山寨,拭目以待。 ; j8 n% P8 Z$ E
0 Y P! n+ O; _0 E! T3 h4 D7 ]正如这个帖子过后,国产的相关工具很快就有了,足以证明必威体育网址巨大的影响力:
rotary broaching 旋转拉(推)削原理------内四方、内六方等问题的答案 ' j5 A9 m m" Y1 j$ ^$ m4 bhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=143588( l* C3 M( I U) d 1 Z" _+ n- }3 q5 s3 ?2 G: N 9 a9 j6 c1 l6 w
方法一:刀具做径向跟踪,即径向往复直线运动的频率是工件旋转运动频率的两倍,同时轴向走刀,以形成椭圆柱。例如发动机活塞椭圆裙部的车削。好在径向尺寸变化量很小,不然很难实现高效车削。# X4 A' f, M: i2 e5 Q8 o/ K6 P
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方法二:刀具径向无需追踪,仅轴向走刀。该方法利用圆柱的斜切面为椭圆这个现象,将工件倾斜地夹持在主轴上。虽然没有理论误差,但加工完毕后的零件边缘和零件平面不垂直。这个方法勉强可以对付平板的椭圆圆周,对腔体(椭圆碗)就无能为力了。这种方法加工的椭圆,短半轴长度为圆柱半径r,长半轴长度为r/Sinα
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然后是特殊的方法:工件偏心回转 ; _1 d0 ?& d; r. t
方法一:凸轮仿形----应该淘汰了。16世纪欧洲人用这个方法; L2 a" \3 t2 u/ V# u& f( S- D) X 来加工象牙,转速不能太快。6 w0 Q, r+ S. v; ~" q2 s
) `! ~5 R+ R$ D5 K) O) e! |1 O- X# J- O 方法二:使用十字滑架工装-------无理论误差----初级水平1 e6 ^7 {! k. O2 n0 @/ l
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这货和椭圆规长得一样是吧?# q s7 F# p* Q: Z }" k
的确如此,相对运动:滑架不动,摆杆走椭圆;摆杆不动,滑架走椭圆。
至于滑架的具体结构,每个设计者有自己的办法,见前面的附件。 & Z9 d. L4 E, @ o, J1 V* F% z$ c* H0 @8 Q! S: V8 n u
方法三:使用两个旋转运动合成-------无理论误差----- 最初设计这个的的确是高手
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第一眼感觉,晕~~~- ]# E7 x ~8 w' s: a% G: f
& `8 _9 J2 e, t/ Y. t原理铺垫:半径为R的小圆在半径2R的大圆内滚动,除了圆心和边缘,任意点的轨迹都为椭圆。
) R1 m7 Z; z- {3 X" x9 a: \ 证明:
小圆在大圆最右侧停住时,切点位于X轴上。在小圆圆心的右侧距离r处取一点,此时α=0。
小圆逆时针滚动(红色虚线为圆心轨迹),方位角抵达α处时,在大圆中转过的相对角度是2α(顺时针)。
因此该点落在XY直角坐标系中的坐标是:
X=R* Cosα+r*Cos(α-2α)=(R+r)*Cosα ----①
Y= R* Sinα+ r*Sin(α-2α)=(R-r)*Sinα ----②
即: , M3 e$ p& [, }3 [
----③4 Q$ m% r- ?5 O) k o1 Y) ^6 T( o
这便是个典型的椭圆方程了。 $ T. f8 u! t9 N* A l5 D6 F# N
这个证明意味着:椭圆可以由两个旋转运动来合成,不妨称为自转与公转。考虑到偏心的震动随着半径的增大而增大,因而把回转半径比较小的那个转动作为公转偏心处理。 图中,可以清晰地看见,车削外圆时,前后角不断发生变化,刀具的前刀面选择不好的话,会出现负前角的情况。# ]2 l9 y1 Y+ f% M! I
8 X/ B3 o, z$ ?& Z4 G& W 就算偏心再小,高速回转的震动仍不可避免,于是人们设计了平衡块。平衡块位于工件质心对称位置处,配重*配重偏心距离=工件重量*夹具偏心距离,当然夹具本身先得做好动平衡。- s) N# E% R$ [
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普通车床车削过程中,若车刀的高度不在工件水平线上,仍然可以车出圆形,虽然大小有差异。
( O+ ^& d. e% m$ y2 W6 B7 d5 i而车椭圆的刀具中心高度位置不能改变,不然轨迹就会发生偏斜(有相位差):
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所以这种车床配备了光学投影引导线,便于人们使用。
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好在车削端面的时候,角度是恒定的,所以车个木头椭圆碗,还是没有问题的。
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准备试制的朋友,注意安全!!!
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延伸一下:
继续看上面的证明步骤,如果
r=R,即选小圆上和大圆相切的点作图,则②式变为:
Y=0意味着该点轨迹成了一条过起点和原点的水平线段(下图红色线段),长度为大圆直径。请注意,黄色箭头的反向延长线和小圆的交点刚好也是小圆与
Y轴的交点,即小圆直径上的两个端点分别始终在
X和
Y轴上滑动。同时,式子③中的
R和
r的数值在数学上无所谓大小之别,也就是说在小圆的外侧取点也无妨。这。。。。。。。。不就是椭圆规么?
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继续延伸一下:
上面是让把两个旋转运动都交给工件主轴去做了,所以刀具仅需要做线性移动即可完成尺寸(不然怎么好意思称为车床呢)。如果只让主轴做一种运动,那么刀就得转起来,而且这两个轴有一定的平行距离(就是那个偏心),转速还得有比例关系。
, ?0 @$ W; I/ O- H一把刀能切出一个椭圆,两把对称分布的刀切出两个正交椭圆,三把均布的刀切出三个
120度分布的椭圆。
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这。。。。。。。。不就是多角机床么?
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显然这些面是有点凸的,但通过合理选择回转半径,可以获得近似平直的效果(越扁越好)。这个方法的好处是,由于刀具和工件皆做定心连续回转运动,无需停顿,因而转速可以比较高,效率自然也高。
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当然,椭圆的画法还有很多
,但不是每种画法都能变成好的加工方法:
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至此,这个奇妙的椭圆车床原理就已经说完了。
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以上讨论的椭圆是“普通”椭圆,或多或少还能用纯机械的方法搞定。
9 [1 w2 M! `( |这里还有一种另类的椭圆,即二阶椭圆,多用在流量计上:
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当年的工程师,用描点
+放样搞好凸轮,做了两台滚齿机。如今,只要您的机器够快(运算),就可以滚的(仅限凸节圆):
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这里有赏心悦目的高阶的曲线转动形式(南京加加的高手做的):
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