侯單懿

（北京理工大學(xué) 機(jī)械與車輛學(xué)院，北京 100081）

非回轉(zhuǎn)柱體加工參數(shù)計(jì)算方法及原理誤差分析

侯單懿

（北京理工大學(xué) 機(jī)械與車輛學(xué)院，北京 100081）

本文主要圍繞非回轉(zhuǎn)柱體加工參數(shù)的計(jì)算方法及原理誤差進(jìn)行了分析。

非回轉(zhuǎn)柱體；加工參數(shù)；計(jì)算方法

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

1 加工方法原理

如圖1所示 ,工件旋轉(zhuǎn)中心 O，為直角坐標(biāo)系 xoy的原點(diǎn) ,刀具旋轉(zhuǎn)中心 P位于 y軸上 ,旋轉(zhuǎn)半徑為 b,點(diǎn)P到點(diǎn) O的距離為 a,則 a>b>0；若工件不動(dòng)，則相當(dāng)于刀盤除自轉(zhuǎn)以外 ,點(diǎn) P還要繞點(diǎn) O按工件旋轉(zhuǎn)的相反方向以 W工公轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)侗P中心轉(zhuǎn)至點(diǎn) P時(shí) ,則刀尖轉(zhuǎn)至點(diǎn) A ,當(dāng)?shù)侗P中心繞點(diǎn) O自點(diǎn) P轉(zhuǎn)至點(diǎn) P1時(shí) ,轉(zhuǎn)過θ 角時(shí) ,刀尖繞刀盤中心自 A轉(zhuǎn)至 A1，自轉(zhuǎn) θ1，設(shè)k為正整數(shù)減速比 (k為減速比 ,必須為正整數(shù) )，k=W刀/W工=θ1/θ,于是可得：

將θ依次增大，得到不同點(diǎn)A并將這些點(diǎn)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(dāng) k=1，θ1=θ 時(shí)：

圖1

圖2

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

加工工藝常數(shù)計(jì)算：

已知車削的六方對(duì)邊 S為 40，則：

正六邊形邊長(zhǎng)：

S=2（a-b）=40

設(shè)計(jì)時(shí)，刀具所在位置與主軸上的齒輪的第一個(gè)軸應(yīng)在同一個(gè)平面內(nèi)。橫向進(jìn)給量是通過調(diào)整刀具旋轉(zhuǎn)中心P到工件旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn) 半 徑 為 b）， 加工 時(shí)， 距 離 逐 漸減 小， 當(dāng)OP=時(shí)，即可加工出六邊形六個(gè)表面。

圖3

如圖3所示，刀具在 PA的位置上，如加工 B點(diǎn)時(shí)，工件應(yīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) θ1，則 B到達(dá) B’，此時(shí)刀具處在PB’的位置上，則刀具應(yīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) θ2。

設(shè) AB=rX（X為長(zhǎng)度系數(shù)），則：

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

以上為一把刀具時(shí)的刀尖復(fù)合運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)多把刀具時(shí)，車出的工件端面形狀為刀尖復(fù)合運(yùn)動(dòng)軌跡的重疊部分，則多邊形的邊數(shù)為 k與刀數(shù) n之積，則 k·n=6。當(dāng)k=1時(shí)，n=6；當(dāng) k=2時(shí)，n=3；當(dāng) k=3時(shí)，n=2，如圖4。

2 原理誤差

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

圖4

如圖1所示，OA1聯(lián)線與 y軸的夾角為 φ，則tanφ=x/y，可得：

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

當(dāng) φ=30。，k=2時(shí)， 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(shù)優(yōu)化

TQ171

：A

：1671-0711（2017）07（下）-0164-02