CN1376558A - 一种曲面加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种曲面加工方法是一种机械加工方法,针对旋转曲面和柱面,用普通机床低成本高精度地加工曲面。其特征是根据目标曲面确定切削刃的轨迹曲线,再由该轨迹曲线确定其曲率中心轨迹线,并制成模型固定,以此模型为基础控制刀具轨迹,可方便地加工出想要的曲面。适用于抛物面、双曲面及复杂的参数曲面加工,当然也可用于小加工余量的精密下料、曲面检测等。
Description
本发明属于机械加工中的一种曲面成形方法。
一般曲面加工用靠模法和数控加工,靠模法是把模型上的点通过模杆平移到刀具上,使刀具的运动轨迹与模型一致,从而加工出想要的曲面,要提高加工精度,除刀具外,模型本身的精度和模杆的传导精度是基础,模杆必须有足够的刚度,并以很尖的点压紧在模型上,这样模杆在模型上滑动不容易平稳,甚至卡死,如果批量生产,模杆和模型都容易磨损,数控加工是把刀具轨迹线用折线来模拟,用步进电机按程序指令驱动刀具进给,加工成曲面,要提高精度必须缩小步长,成本较高。
本发明的目的是提供一种新的曲面形成方法,尤其是旋转曲面和柱面,用普通机床低成本高精度地加工曲面。
本发明的原理是根据所需要的刀具的运动曲线,求出其曲率中心轨迹线,并制成模型固定,这样刀具轨迹就是该模型的渐开线,把刀具固定在钢绳一端,另一端拉紧绕过模型,调整好绳长并固定,就可以加工出所需曲面,如图1所示。
本方法是以曲率中心为基准加工曲面,改变绳长可加工出一系列等距曲面,加工过程可实现粗加工——半精加工——精加工,很方便地沿法向逼近目标曲面,如果用车削加工,将车刀沿绳长方向安装,可使切削刃与工件表面夹角稳定,可提高刀具寿命和加工质量,如果用磨削或铣削加工,则砂轮或铣刀中心轨迹也为目标曲线的等距曲线,调节绳长可适应不同直径的砂轮或铣刀,所以本方法很适用磨削加工和铣削加工;如果曲面上为防腐、耐磨、反射光等目的要覆盖一定厚度的复合层,则复合层表面与基体表面也为等距曲面,本方法尤为适宜;与靠模法相比,钢绳受拉比模杆受压更稳定可靠,对模型只要求形状和位置精度,对表面粗糙度和耐磨性要求不高,反复使用无磨损。
图1为曲率中心轨迹示意图。
图2为旋转抛物面加工示意图。
以旋转抛物面为例,将曲率中心轨迹模型固定在一个支撑平台上,刀具架也在这个平台上,使工件旋转轴、模型、钢绳、刀具切削刃尖始终在同一平面内,在此平面内建立如图2所示的直角坐标系(长度单位为p),则刀具前端理论轨迹方程为 x2=2py相应的曲率中心轨迹方程为 27px2=8(y-p)3刀具以砂轮为例,为加工凹抛物面[6],先求出其曲率中心轨迹[2],制成模型[1]并固定,钢绳或薄钢带[3]一端连在砂轮中心上,另一端绕过模型后固定,钢绳长度使砂轮[4]外缘内切于抛物面[6],保持钢绳的张紧状态,当它绕模型运动时,砂轮中心轨迹线[5]是目标抛物线的等距曲线,距离为砂轮半径,反过来,当砂轮中心沿曲线[5]运动,砂轮作绕中心的旋转运动,则加工成砂轮的外包络线[6],如果工件绕y轴转动,则加工出旋转抛物面,如果工件作垂直纸面运动,则加工出抛物柱面。
Claims (1)
- 一种曲面加工方法,其特征是根据目标曲面确定所须的刀具轨迹,再根据刀具的轨迹曲线确定其曲率中心轨迹线,并制成模型固定,以此模型为基础通过钢带控制刀具轨迹,加工出想要的曲面。
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