本帖最后由 动静之机 于 2013-6-28 19:19 编辑 % W* g# Y' T1 u% T( G2 b5 E
5 T1 J1 x' w1 r @9 j6 }+ l. _
! P+ n: \& p+ |+ W. s- c# Y
. d( h" C' B0 z: B! W+ k: l- m) U
- ~! E$ }' X9 n7 G% j( {- O
1 m4 n0 A1 O* e3 ^. _, I5 C& C# Q
- w2 _% E8 Z6 N. i7 H# C6 H
8 o$ D. u2 [$ ~' M9 r5 n! C
目前网上查不到国产的此类车床，于是估计本帖是首发了。4 c( t/ ^: e& {5 C2 D4 c! U. ~
也许此贴过后，很快就有山寨，拭目以待。
& p0 t0 v6 k( n, T- U) P . o* v/ _, n0 r- G5 Z
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
2 |$ |8 C) L3 W$ @9 a) Q" Fhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=143588
. {) ]# |$ m8 i5 M, M o
* J6 ?; L: g2 [, q# s# V4 z3 @: I; \: M/ v
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。 2 B a4 z2 e0 m! i
% A# u0 R0 x+ P$ S2 O
% ]6 u, j }5 ] v4 F C1 e H7 d1 g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
3 f+ s. b$ N0 r3 e! B9 v, l; |4 \
然后是特殊的方法：工件偏心回转) J3 Y9 {" Y- T7 \+ H; p. m9 L. h7 C2 r
方法一： 凸轮仿形 ----应该淘汰了。 16世纪欧洲人用这个方法
; D1 f$ ~, t. S8 y& M+ n5 |来加工象牙，转速不能太快。 4 b- F0 H5 m1 ?& J% z% M x
8 S o% A: N6 C
方法二：使用十字滑架工装 ------- 无理论误差 ---- 初级水平
' h$ O! b9 u- O' T6 r$ ]
5 F! ]. ~3 n3 ^! `( E8 i7 U
这货和椭圆规长得一样是吧？ 5 Q8 E5 `' u* R' X. T1 O) D
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。( J1 W0 X. A' c6 d) C0 b7 P8 E
" ^( y. G; g, }- E! b1 V; e 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
6 U0 E2 z. Y* e( L# G S3 H
第一眼感觉，晕~~~4 k+ U6 O5 j% N
* T) z: N& G7 u% }
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。
% Q% _/ u, [& W- L' x5 g) W; e& ^
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： 0 K- Y Y: ~! B7 z! m4 @
---- ③ ! }% w' v% Y2 Y
这便是个典型的椭圆方程了。
( P& b+ @6 k1 I& K" g/ G 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。 ( i, ^9 _! c: F9 v+ F0 d/ y. d' r
0 l' ]5 Q% g1 s, U7 B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。 ! {$ w W0 G" d* V! `0 u6 M' N* h
/ e- K+ b8 r! l+ x6 u5 e
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。
: L" P9 z5 {3 ~; A" p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）：
# j. J- D/ m3 F9 R
$ W4 t$ H+ R5 j' d- W3 z+ b# D0 q% i所以这种车床配备了光学投影引导线，便于人们使用。 : m! A0 {; I- l" q. Q: K1 z' Q. G
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。 % G5 l" ?% f* W) ~* U0 W% t
准备试制的朋友，注意安全！！！
2 A0 y, [5 R1 Q# v3 i( P; U" S
. d) M/ c" S9 Z8 U8 G- P 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？ 5 a4 q; o) i3 e
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。
8 P* l' f. e4 R+ g) D8 p& R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。
6 {5 t; Z- D% }# E; z2 Z这。。。。。。。。不就是多角机床么？
[3 }- g. ~, U! _
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。 & m& M2 b( q' X T- a
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:
2 z; w+ a1 D# a; Z# B) N* Z* e
4 W4 r" K- J8 d, O至此，这个奇妙的椭圆车床原理就已经说完了。
9 f* V$ c+ H, v- e6 Y5 s( j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。
$ f2 n8 R4 u7 p# i y* T这里还有一种另类的椭圆，即二阶椭圆，多用在流量计上：
) F( J+ E6 F4 M2 @* O
$ ^& A4 A, O x r0 a; ^2 z& L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）： " W. e [0 Z; L" i
' W" i* f+ ~/ ^: t6 {' j; J# O) ^" H7 P, Z
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）： 9 i6 \& B1 I( Z6 m
| 
发表于 2013-6-28 18:58:09
