漸速膛線數控加工中的相關計算簡化

魯緒閣，何濤，李春剛，齊鵬

德州普利森機床有限公司 山東德州 253500

1 序言

膛線是槍管、炮管的重要結構，又名來復線，外觀是管孔內壁上與身管軸線方向成一定傾斜角的若干條螺旋線溝槽，其外觀如圖1所示。膛線的作用是賦予彈丸一定的旋轉速度，以保證彈丸在空中飛行的穩定性[1]。膛線的存在，避免了彈丸在飛行過程中的翻滾，使彈丸飛行方向保持性好、射程遠，同時保證撞擊目標時的動能轉化，從而保證打擊效果。

圖1 膛線

炮用膛線分為3種：等距膛線、漸速膛線和混合膛線[2]，其中漸速膛線常用在短身管的榴彈炮上，其膛線沿炮管長度方向的展開線是一條曲線，膛線的纏角自炮尾至炮口逐漸增大。對于短身管而言，較小的起始纏角可以減少彈體在炮管尾部的磨損，同時使彈體沿自身軸線的旋轉加速度逐漸增大，保證彈體出膛時具有足夠的初速度。

2 漸速膛線的數控加工計算公式推導

某典型榴彈炮的膛線為漸速膛線，其身管結構如圖2所示。炮尾至炮口端膛線的纏角值自α1至α2逐漸增加（一次線性漸變）。目前最高效的加工方法是采用數控拉線機結合專用的拉線刀具進行拉削加工[3]。數控加工過程中，工件整體安裝在臥式大孔徑數控回轉工作臺主軸孔內，實現C軸的數控回轉動作，拉線刀具沿Z軸往復運動，結合刀具自身的漲刀及縮刀動作，實現拉削加工。通過Z軸（移動值x）與C軸（轉角值θ）的二聯動數控插補，滿足漸變纏角的加工要求。漸速膛線的展開線如圖3所示。……