數(shù)控專業(yè)外文翻譯---寬槽圓柱凸輪數(shù)控加工技術的研究-數(shù)控設計-資料下載頁
2025-05-12 01:35本頁面
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【正文】 數(shù)控回轉臺的立式數(shù)控銑床進行加工 。 根據圓柱凸輪 的實際結構 ， 選用帶鍵的心軸作凸輪加工時徑向和周向定位基準 ， 以心軸的臺肩 作軸向定位基準 ， 并用心軸前端部的螺紋通過螺母壓緊圓柱凸輪 。 圓柱凸輪的軸 向和徑向尺寸一般較大 ， 為了克服由于懸臂加工時切削力所造成的心軸變形和加 工過程中產生的振顫 ， 使用一個支承于尾座上的 、 與數(shù)控轉臺的回轉軸線同軸的 頂尖頂住心軸 中心孔作輔助支承。 圓柱凸輪槽的底部在每一個截面 上通常是等深的，一般選用平底圓柱立銑 刀加工。圓柱凸輪銑削加工前通常是一個實心的圓柱體，要經過開槽、粗加工 、 半精加工 、 精加工等工序 ； 由于槽腔寬度較大 ， 因此 ， 除開槽工序及粗加工工序 的一部分刀位軌跡可以沿槽腔的中心線生成之外 ， 其余刀位軌 、 跡則必須是沿槽 腔中心線向左、右兩邊按相應的距離等距偏置生成，如圖 1 所示。 圖 1 圓柱凸輪槽的二維二 、求解模型 在圓柱凸輪槽的數(shù)控加工中 ， 如何求出每道工序中加工兩個側表面的刀位軌跡是其中的關鍵。 對于圓柱表面上的凸 輪槽，通常是先將圓柱面展開， 在 XOS 平面內求出該工序加工兩個側表面的刀位軌跡的展開曲線 XS；然后通過坐標轉換，將展開曲線 XS 轉換為四坐標機床上的刀位軌跡。下面討論任一加工工序中 展開曲線 XS 的求解方法，以及生成最后刀位軌跡的坐標轉換方法。 XS 的求解 如圖 2 所示 ， 其中 Lo 為圓柱凸輪槽的中心線，對于第 i 道工序， Lli 和 Lri 分 別為該工序將要加工的槽腔的左 、 右兩個側表面展開曲線 ， 此槽寬為 Bi， 加工刀 具半徑為 r(顯然 2r≤ Bi)， 加工此槽腔左 、 右側面的刀位 軌跡展開曲線為 CLli 和 CLri， 設 Po 為槽腔中心線上的一個點 ， no 為槽腔中心線在 Po 點處的法矢 ， 那么左 、 右刀位軌跡展開曲線上對應點 Pli 和 Pri 的計算方法為： (1) 圖 2 圓柱凸輪槽的二維展開圖 將 Po 點沿著槽腔中心線移動 ， 即可以求出該工序刀位軌跡在 XOS 平面內的展開 曲線 XS； 按照加工工序 ， 依次改變每道工序中的槽寬度 Bi，即可求出加工所需 槽腔所有刀位軌跡的展開曲線。 以上計算是在圓柱面的 展開平面內進行的，為了求出加工圓柱凸輪槽腔的刀位軌跡，必須將平面內的展開曲線轉換到圓柱面上。 假設轉動軸為繞 X 軸的 A 軸， Pi 為刀位軌跡上的一個刀位點，它在二維平 面展開曲線上的坐標為 (x,s)， 在四坐標機床上的坐標為 (x,y,z,a)。 由于圓柱凸輪槽 腔通常是等深的 ， 因此 ， z 坐標在設置為所需要加工的深度值之后 ， 在加工中是 不變的；對于其余三個坐標，構造出以下坐標轉換公式： (2) 式中 ， R 為圓柱凸輪軸的半 徑 。 上式是目前普遍使用的坐標轉換公式 ， 對于用標 準刀具沿凸輪槽中心線銑削加工圓 柱凸輪是正確的。 當將上式推廣應用于寬槽圓柱凸輪的數(shù)控加工時 ， 通過坐標轉換計算的刀位 軌跡在實際加工中卻產生了一些問題 。 在圓柱凸輪槽加工完畢后 ， 為了檢驗是否 符合要求 ， 用直徑等于圓柱凸輪滾子的檢具進行檢驗 ， 卻發(fā)現(xiàn)所加工的槽寬窄不 等 、 有卡殼的現(xiàn)象 。 仔細觀察 ， 原來加工出來的槽腔的法截面并不總是上下等寬 的矩形槽，而有時是上寬下窄的喇叭槽。為了弄清楚其中的原因，對公式 (2)所 表示的坐標轉換方法進行了深入的分析和研究。 如圖 3 所示，由公式 (1)可知，加工槽腔兩 個側表面的刀位軌跡線上的 Pl 和 Pr 點是由槽腔中心線上的 Po 等距偏置而得，按公式 (2)轉換之后， Pl 和 Pr 點對應 的轉角并不等于 Po 點的轉角，也即 Pl 和 Pr 對應的刀軸矢量 VlVl 與 Po 點對應的 刀軸矢量 VoVo 不平行，因此，加工出來的槽腔自然就成了上寬下窄喇叭槽，而 不是所需要的上下等寬的矩形槽 。 設截面與軸線的夾角為θ ， 圓柱凸輪軸的半徑 為 R，刀軸矢量 VlVl 與 VoVo 的角度誤差為： Δ a＝ (B/2－ r)sinθ /R (3) 圖 3 圓柱凸輪槽加工 示意圖 由公式 (3)可知 ， 當 θ ＝ 0176。 ， 也即凸輪槽中心線與圓柱軸線垂直 時 ， 角度誤 差為零 ， 即槽腔是上下等寬的矩形 口 ； 當θ＝ 90176。 ， 也即凸輪槽中心線與圓柱軸 線平行時 ， 角度誤差達到最 大 ， 此時槽腔的喇叭口現(xiàn)象最嚴重 ； 當 0＜θ＜ 90176。 時 ， 隨著θ的增大 ， 角度誤差越大 ， 喇叭口現(xiàn)象也就越嚴重 。 實際加工出現(xiàn)的現(xiàn) 象與上述分析完全一致，這說明公式 (3)的分析是完全正確的。 由上面的分析可知，公 式 (2)造成凸輪槽為上寬下窄喇叭口的主要原因 是 ， Pl 和 Pr 點對應的轉角是按照這 兩個點自己的弧長值 Sl 和 Sr 來計算的，而 Sl 和 Sr 是不等于槽腔中心點 Po 的弧長值 So。 因此 ， 如果 Pl 和 Pr 點對應的轉角均按照槽 腔中心點 Po 的弧長值 So 來計算，就可以消除這種喇叭槽現(xiàn)象。根據這種思路 ，重新構造坐標轉換公式。 在圓柱面的二維展開平面上， 設槽腔中心線展開曲線上的一個點為 Po(xo,so) ， 加 工兩個側表面上對應刀位點在展開曲線上的點 為 Pl(xl,sl) 和 Pr(xr,sr)， 那么， 坐 標轉換公式為： (4) 應用公式 (4)生成的刀位軌 跡加工圓柱凸輪槽時， 結果完全符合上述的設想 ，加工出來的圓柱凸輪槽已經沒有了上寬下窄的喇叭槽現(xiàn)象 ， 而是真正的上下等寬矩形槽。 參 考文獻： W C, Van Y T. Researching Design Trens for the Redesign of Product . Design Studies , 2020, 24(2):173180. J, Liu C R. An error correction method for CNC machine tools using reference parts. Transactions of namre/sme, 1994. G P. The machine tool task forch. Bal Harbour Bal Habour Hotel, 1980. Feedback control of Dynamis . Systems, 4E 英文翻譯指導教師評閱意見 指導教師簽字： 年 月 日
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