非回轉柱體加工參數計算方法及原理誤差分析

侯單懿

（北京理工大學 機械與車輛學院，北京 100081）

非回轉柱體加工參數計算方法及原理誤差分析

侯單懿

（北京理工大學 機械與車輛學院，北京 100081）

本文主要圍繞非回轉柱體加工參數的計算方法及原理誤差進行了分析。

非回轉柱體；加工參數；計算方法

在普通車床上，利用旋轉刀架車削，其主要原理是由于刀盤與工件存在轉速差，其轉速差使刀尖在切削工件時，復合運動軌跡在車削段處近似為直線線段。刀尖的復合運動軌跡是由刀具自身旋轉軌跡與工件自身旋轉軌跡復合而成的。假設刀具與工件分別以轉速W刀和W工按順時針方向旋轉。

1 加工方法原理

如圖1所示 ,工件旋轉中心 O，為直角坐標系 xoy的原點 ,刀具旋轉中心 P位于 y軸上 ,旋轉半徑為 b,點P到點 O的距離為 a,則 a>b>0；若工件不動，則相當于刀盤除自轉以外 ,點 P還要繞點 O按工件旋轉的相反方向以 W工公轉，當刀盤中心轉至點 P時 ,則刀尖轉至點 A ,當刀盤中心繞點 O自點 P轉至點 P1時 ,轉過θ 角時 ,刀尖繞刀盤中心自 A轉至 A1，自轉 θ1，設k為正整數減速比 (k為減速比 ,必須為正整數 )，k=W刀/W工=θ1/θ,于是可得：

將θ依次增大，得到不同點A并將這些點依次連接 ,便可得到如圖2所示的各曲線。

曲線 1： W刀/W工=k=3，a=32，b=8；

曲線 2： W刀/W工=k=3，a=32，b=20；

曲線 3： W刀/W工=k=2，a=32，b=25；

當 k=1，θ1=θ 時：

圖1

圖2

若 b>a/2, 式 (1)為 長 幅 內 擺 線， 若 b=a/2, 式 (1)為內擺線，若 b

加工工藝常數計算：

已知車削的六方對邊 S為 40，則：

正六邊形邊長：

S=2（a-b）=40

設計時，刀具所在位置與主軸上的齒輪的第一個軸應在同一個平面內。橫向進給量是通過調整刀具旋轉中心P到工件旋轉中心O的距離來控制的。加工前，OP=a+b（ 正 六 邊 形 工 件 外 接 圓 半 徑 為 r，r=C,刀 具 旋 轉 半 徑 為 b）， 加工 時， 距 離 逐 漸減 小， 當OP=時，即可加工出六邊形六個表面。

圖3

如圖3所示，刀具在 PA的位置上，如加工 B點時，工件應逆時針旋轉 θ1，則 B到達 B’，此時刀具處在PB’的位置上，則刀具應逆時針旋轉 θ2。

設 AB=rX（X為長度系數），則：

毛胚直徑大于 135，旋轉刀架與主軸速比為 0.48，旋轉刀架的旋轉半徑為 115。

以上為一把刀具時的刀尖復合運動軌跡，當多把刀具時，車出的工件端面形狀為刀尖復合運動軌跡的重疊部分，則多邊形的邊數為 k與刀數 n之積，則 k·n=6。當k=1時，n=6；當 k=2時，n=3；當 k=3時，n=2，如圖4。

2 原理誤差

當速比不同時或刀具回轉半徑不同時，車削誤差也不同。為了車削出正六邊形，必須計算出不同方法（即不同速比）或不同刀具回轉半徑時的車削誤差。邊的中凸誤差

圖4

如圖1所示，OA1聯線與 y軸的夾角為 φ，則tanφ=x/y，可得：

已 知 a=115,b=135。 當 θ=0時 ,由 式 (1)知 x=x0=0, y=ya=a-b=20，

當 φ=30。，k=2時， 代 入 式 (2)得

以 θ1代 入 式 (1)得 y1=19.979， 則 △ =y0-y1=0.021<0.1。

3 加工參數優化

TQ171

：A

：1671-0711（2017）07（下）-0164-02