怎樣車(chē)橢圓

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動(dòng)靜之機(jī)

電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2013-6-28 18:58:09 | 只看該作者 |只看大圖 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

本帖最后由動(dòng)靜之機(jī) 于 2013-6-28 19:19 編輯

目前網(wǎng)上查不到國(guó)產(chǎn)的此類車(chē)床，于是估計(jì)本帖是首發(fā)了。
也許此貼過(guò)后，很快就有山寨，拭目以待。

正如這個(gè)帖子過(guò)后，國(guó)產(chǎn)的相關(guān)工具很快就有了，足以證明社區(qū)巨大的影響力：

rotary broaching 旋轉(zhuǎn)拉（推）削原理------內(nèi)四方、內(nèi)六方等問(wèn)題的答案
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=143588

國(guó)內(nèi)資料：

普通車(chē)床加工橢圓柱的方法與原理.pdf (113.95 KB, 下載次數(shù): 85)

普通車(chē)床上車(chē)削橢圓.pdf (78.21 KB, 下載次數(shù): 56)

國(guó)外網(wǎng)站：
http://www.volmer---ovaldrehen.de/englisch.htm

www.vicmarc.com 官方資料：

VOD Aug 10.pdf (1.59 MB, 下載次數(shù): 26)

先看看常見(jiàn)的方法：工件定心回轉(zhuǎn)

方法一：刀具做徑向跟蹤，即徑向往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的頻率是工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)頻率的兩倍，同時(shí)軸向走刀，以形成橢圓柱。例如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞橢圓裙部的車(chē)削。好在徑向尺寸變化量很小，不然很難實(shí)現(xiàn)高效車(chē)削。

方法二：刀具徑向無(wú)需追蹤，僅軸向走刀。該方法利用圓柱的斜切面為橢圓這個(gè)現(xiàn)象，將工件傾斜地夾持在主軸上。雖然沒(méi)有理論誤差，但加工完畢后的零件邊緣和零件平面不垂直。這個(gè)方法勉強(qiáng)可以對(duì)付平板的橢圓圓周，對(duì)腔體（橢圓碗）就無(wú)能為力了。這種方法加工的橢圓，短半軸長(zhǎng)度為圓柱半徑r，長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度為r/Sinα

然后是特殊的方法：工件偏心回轉(zhuǎn); E& ]* M& t$ Z

方法一：凸輪仿形----應(yīng)該淘汰了。16世紀(jì)歐洲人用這個(gè)方法
來(lái)加工象牙，轉(zhuǎn)速不能太快。

方法二：使用十字滑架工裝 ------- 無(wú)理論誤差 ---- 初級(jí)水平

這貨和橢圓規(guī)長(zhǎng)得一樣是吧？

的確如此，相對(duì)運(yùn)動(dòng)：滑架不動(dòng)，擺桿走橢圓；擺桿不動(dòng)，滑架走橢圓。

至于滑架的具體結(jié)構(gòu)，每個(gè)設(shè)計(jì)者有自己的辦法，見(jiàn)前面的附件。

方法三：使用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成 ------- 無(wú)理論誤差 ----- 最初設(shè)計(jì)這個(gè)的的確是高手

第一眼感覺(jué)，暈~~~

原理鋪墊：半徑為R的小圓在半徑2R的大圓內(nèi)滾動(dòng)，除了圓心和邊緣，任意點(diǎn)的軌跡都為橢圓。

滾來(lái)滾去的挺眼熟的？是，這里有類似的帖子：
關(guān)于三角形、多邊形鉆孔的方法以及相關(guān)資料
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=144917

證明：

小圓在大圓最右側(cè)停住時(shí)，切點(diǎn)位于X軸上。在小圓圓心的右側(cè)距離r處取一點(diǎn)，此時(shí)α=0。

小圓逆時(shí)針滾動(dòng)（紅色虛線為圓心軌跡），方位角抵達(dá)α處時(shí)，在大圓中轉(zhuǎn)過(guò)的相對(duì)角度是2α（順時(shí)針）。

因此該點(diǎn)落在XY直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是：

X=R* Cosα+r*Cos(α-2α)=(R+r)*Cosα ----①

Y= R* Sinα+ r*Sin(α-2α)=(R-r)*Sinα ----②

即：

----③

這便是個(gè)典型的橢圓方程了。

這個(gè)證明意味著：橢圓可以由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)合成，不妨稱為自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)。考慮到偏心的震動(dòng)隨著半徑的增大而增大，因而把回轉(zhuǎn)半徑比較小的那個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)作為公轉(zhuǎn)偏心處理。圖中，可以清晰地看見(jiàn)，車(chē)削外圓時(shí)，前后角不斷發(fā)生變化，刀具的前刀面選擇不好的話，會(huì)出現(xiàn)負(fù)前角的情況。

就算偏心再小，高速回轉(zhuǎn)的震動(dòng)仍不可避免，于是人們?cè)O(shè)計(jì)了平衡塊。平衡塊位于工件質(zhì)心對(duì)稱位置處，配重*配重偏心距離=工件重量*夾具偏心距離，當(dāng)然夾具本身先得做好動(dòng)平衡。

普通車(chē)床車(chē)削過(guò)程中，若車(chē)刀的高度不在工件水平線上，仍然可以車(chē)出圓形，雖然大小有差異。

而車(chē)橢圓的刀具中心高度位置不能改變，不然軌跡就會(huì)發(fā)生偏斜（有相位差）：

所以這種車(chē)床配備了光學(xué)投影引導(dǎo)線，便于人們使用。
好在車(chē)削端面的時(shí)候，角度是恒定的，所以車(chē)個(gè)木頭橢圓碗，還是沒(méi)有問(wèn)題的。
準(zhǔn)備試制的朋友，注意安全！！！

延伸一下：

繼續(xù)看上面的證明步驟，如果r=R，即選小圓上和大圓相切的點(diǎn)作圖，則②式變?yōu)椋?font face="Calibri"> Y=0 意味著該點(diǎn)軌跡成了一條過(guò)起點(diǎn)和原點(diǎn)的水平線段（下圖紅色線段），長(zhǎng)度為大圓直徑。請(qǐng)注意，黃色箭頭的反向延長(zhǎng)線和小圓的交點(diǎn)剛好也是小圓與Y軸的交點(diǎn)，即小圓直徑上的兩個(gè)端點(diǎn)分別始終在X和Y軸上滑動(dòng)。同時(shí)，式子③中的R和r的數(shù)值在數(shù)學(xué)上無(wú)所謂大小之別，也就是說(shuō)在小圓的外側(cè)取點(diǎn)也無(wú)妨。這。。。。。。。。不就是橢圓規(guī)么？

繼續(xù)延伸一下：

上面是讓把兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都交給工件主軸去做了，所以刀具僅需要做線性移動(dòng)即可完成尺寸（不然怎么好意思稱為車(chē)床呢）。如果只讓主軸做一種運(yùn)動(dòng)，那么刀就得轉(zhuǎn)起來(lái)，而且這兩個(gè)軸有一定的平行距離（就是那個(gè)偏心），轉(zhuǎn)速還得有比例關(guān)系。

一把刀能切出一個(gè)橢圓，兩把對(duì)稱分布的刀切出兩個(gè)正交橢圓，三把均布的刀切出三個(gè)120度分布的橢圓。
這。。。。。。。。不就是多角機(jī)床么？