本帖最后由 动静之机 于 2013-6-28 19:19 编辑 % ~# z5 @7 P) s" k9 \
' }: e& a) Q( Q6 g& f
% G+ e9 T! m: e8 j0 g) ^8 R, l+ k
% d& F9 R* p8 j% |# G1 x
, F% b; r; j0 f; B- a
- E0 ~1 o$ l; \7 o r1 U, q$ V' O0 q9 l( e; {
$ C- u5 n( o0 X5 A% H. Z6 ?1 H% \目前网上查不到国产的此类车床，于是估计本帖是首发了。! o5 M+ W* m3 p
也许此贴过后，很快就有山寨，拭目以待。
+ }1 a% X+ Q! [8 E9 L" c
( m* k9 l1 l$ i- \3 @正如这个帖子过后，国产的相关工具很快就有了，足以证明社区巨大的影响力：
rotary broaching 旋转拉（推）削原理------内四方、内六方等问题的答案
7 L# A2 y, p- }$ Bhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=143588
- |0 ` ^+ X9 J: r* y) a' ]) K4 f* ~( b
4 P9 u5 b# d6 R+ _2 }
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。 9 O4 A, |& n8 O. X
% V9 u% m' ~+ x; C, z- a: ]: i8 Y% |3 w# K( q% S8 K; Y; ^- E/ I1 {
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
* K4 X* N( L/ D' g* R
% ?6 Y! U4 z9 t2 s 然后是特殊的方法：工件偏心回转
. F$ d6 U+ f+ @1 f: i U0 E 方法一： 凸轮仿形 ----应该淘汰了。 16世纪欧洲人用这个方法 & W$ v6 {9 O6 }% f( S4 G
来加工象牙，转速不能太快。
0 F2 T" k+ x$ \* c' |4 r. d ~8 W4 u. \
) k0 G7 J; i. |% a5 N& t0 V方法二：使用十字滑架工装 ------- 无理论误差 ---- 初级水平
+ l* G) t/ _. m% `% V% N" t
9 X2 T! x0 ?% M 这货和椭圆规长得一样是吧？ 9 S }8 z) r4 e. z
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。
% M8 ^% y% |( N P
N: u3 ^7 H7 n ~8 B" T& u0 ~ 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
% r; N; K* ~$ y* h4 Q4 R' {1 f 第一眼感觉，晕~~~
+ ^2 F+ u5 o8 {* l# L) T& T3 T* l: f* v6 _8 z
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。
# B) o' ^* i5 X& }5 V7 f0 H: m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： $ ~. `5 Z' A! Q, I3 G/ M
---- ③
( S- t+ [7 X4 i1 R5 t8 O这便是个典型的椭圆方程了。
6 l. b% q: D1 v 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。
; Z% |/ V0 ]8 `+ [$ l
" V9 p2 q* \) ~- d# H0 l9 e# u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。 ! E9 z* A1 Z4 ?
& [" H- ]& r, B5 Q0 W& `" z, s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。
$ h! v8 o! G5 l( H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）：
5 m" R% b: y7 N7 @8 g2 g
1 g* r8 T- {* s- ?( j% W% c所以这种车床配备了光学投影引导线，便于人们使用。
0 d2 T2 ~# ?8 i4 K) C/ i! y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。
m' P; C8 x7 S' s1 q% S准备试制的朋友，注意安全！！！
3 l2 d" @7 j0 a& S. T
. x+ p. ~& M2 K1 @ 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？
$ m' X& r+ m# f( t
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。 6 J$ e# s$ R4 U: x6 F
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。
) u' ^0 F/ G* B/ n这。。。。。。。。不就是多角机床么？
6 M! f( m: ]5 u* j" [ |) D( R 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。
" s, X/ `* ]1 E9 n- D: Y* E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:
& Z" f+ U1 ]2 U2 ?. w8 N* Z A% r" x
9 n2 W0 R. X% v, a: j" O至此，这个奇妙的椭圆车床原理就已经说完了。
# C3 X( Q4 O+ H2 v: y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。 ! K. t2 L9 k- u; B0 w3 }/ L4 Z
这里还有一种另类的椭圆，即二阶椭圆，多用在流量计上： 5 Z. N; f* T9 Q# j; k
& G3 d0 O, e0 @7 Y& i$ J+ c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）：
) u: e6 @7 p' |0 H9 ? o7 R8 o- n8 R' b9 y. T
- }1 N" R' v& o) K. ^
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）：
! n+ b9 l$ ~/ L
8 G7 P( t8 H, A. s( H {8 t# T | 
发表于 2013-6-28 18:58:09
