本帖最后由 动静之机 于 2013-6-28 19:19 编辑 ) E1 R- S& r/ \ p2 F* k# P
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目前网上查不到国产的此类车床，于是估计本帖是首发了。- S7 k' F& B$ @+ y9 ` v" U4 W
也许此贴过后，很快就有山寨，拭目以待。- q- z6 |. Q" u
& d+ j. l$ X# }" c: Q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
! y, T6 q# ~7 J8 t; a, }9 Zhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=143588& t, A( W! d( W1 J4 Z
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6 H0 U8 t9 x$ Twww.vicmarc.com 官方资料：
VOD Aug 10.pdf
(1.59 MB, 下载次数: 26)
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* d( e3 L: }7 F' z( n先看看常见的方法：工件定心回转- _4 ?( B1 A, j$ e) {5 M; C4 H& f; t
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。
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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
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然后是特殊的方法：工件偏心回转
! w& Z0 q' {5 k( j 方法一： 凸轮仿形 ----应该淘汰了。 16世纪欧洲人用这个方法 ) B: Q4 f( f0 }+ v$ w7 w+ L
来加工象牙，转速不能太快。 + U) x4 N0 b" \9 g U: }
! m1 ]' c3 ]9 N5 p& H! S+ C方法二：使用十字滑架工装 ------- 无理论误差 ---- 初级水平
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( v( P! F+ a: g; d1 P2 y* r 这货和椭圆规长得一样是吧？ + u: r( l9 Y* U' c6 T9 d' E; i. M
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。6 F/ H$ A+ I4 C1 L- C
4 }6 ]8 e% e6 v! X4 y& K 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
: W1 m: S) v1 p A: r+ [4 y0 N/ L 第一眼感觉，晕~~~
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d3 {5 |9 @6 A9 C' `3 I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。
: O! f; f- f! {% i0 T& y+ x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：
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---- ③
; `2 N4 C, r& {& q1 N, V4 e这便是个典型的椭圆方程了。6 f d9 l$ T4 M" c" H1 k! W( n
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。
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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。 ( `% _( P# a; D ~6 g3 |
" `3 @2 Q- F% p# @: D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。
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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）：
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l4 m, n/ y, Y9 R1 |所以这种车床配备了光学投影引导线，便于人们使用。
2 ~1 j# \2 }3 u3 D1 d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。
I) J2 Q7 }: [7 h3 h5 K准备试制的朋友，注意安全！！！
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" s# w2 ]. e- [1 q) |, d 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？ / q3 |; f" j8 g3 C; P8 `& S
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。
# d3 K$ i; @: _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。 f" {5 A* v0 J/ S" ?& x
这。。。。。。。。不就是多角机床么？
+ f/ A! b5 l: r8 \: S( x' 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。
- e# w3 X9 \) G9 @4 S# C5 j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: . o/ C8 O1 p5 U
2 E4 S; h$ c) P) ]9 W# Q3 B至此，这个奇妙的椭圆车床原理就已经说完了。 8 ?1 D- j7 k8 a# a
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。 / ^6 X& _' [; f1 ~/ f9 S$ k
这里还有一种另类的椭圆，即二阶椭圆，多用在流量计上：
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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）：
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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）：
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发表于 2013-6-28 18:58:09
