專利名稱：橫截面為正多邊形的柱狀多面體的加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工裝置，更具體地說是橫截面為正多邊形的柱狀多面體的加工裝置。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于橫截面為正多邊形的柱狀多面體，一般都是采用銑削或刨削的方法進(jìn)行加工，在加工時(shí)需要分度，并按分度面一面一面完全加工。這種方式所存在的問題是加工精度和加工效率都不高。而相對(duì)于銑削或刨削來說，車削的方式在加工精度和加工效率上要高得多，但是，按照現(xiàn)有車削的方式，所能完成的加工基本上都是回轉(zhuǎn)體，如圓柱體或圓錐體等。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供橫截面為正多邊形的柱狀多面體的加工裝置。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)組成包括一車削機(jī)頭，在車削機(jī)頭上具有以ω1的角速度呈單方向定心轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式工件夾具，夾持在工件夾具上的工件與工件夾具同軸設(shè)置；一用于安裝刀具的刀架，刀架是以角速度ω作定心轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，設(shè)置兩組刀架移動(dòng)導(dǎo)軌，其一是沿工件的徑向上設(shè)置的徑向?qū)к?；另一是沿工件的軸向設(shè)置的軸向?qū)к?；設(shè)置刀架的轉(zhuǎn)速ω是工件夾具的轉(zhuǎn)速ω1的整數(shù)倍，并且刀架與工件夾具轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
本實(shí)用新型的加工方法是采用車削，被加工工件為柱狀回轉(zhuǎn)體，車削刀頭在所述工件上形成的運(yùn)動(dòng)軌跡由以下運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成工件以其回轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)軸，以ω1的角速度呈單方向定心轉(zhuǎn)動(dòng)；車削刀頭在工件的外圓周上形成車削，車削刀頭同時(shí)具有沿工件徑向進(jìn)刀；沿所述工件軸向走刀；以刀架中心O點(diǎn)為圓心，以ω的角速度定心轉(zhuǎn)動(dòng)；刀頭轉(zhuǎn)速ω是工件轉(zhuǎn)速ω1的整數(shù)倍；并且刀頭與工件轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同；與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型可以高效率高精度地加工正多面體，截面形狀可以是正三邊形、正四邊形、正五邊形、正六邊形等正n邊形，不用分度，一次成形。
2、本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，可以通過對(duì)已有的車床改裝而成。


圖1為本實(shí)用新型加工方法原理示意圖。
圖2為橫截面為正三邊形的柱狀多面體加工過程中刀頭運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。
圖3為橫截面為正四邊形的柱狀多面體加工過程中刀頭運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。
圖4為橫截面為正六邊形的柱狀多面體加工過程中刀頭運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。
圖5為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1工件、2刀具、3徑向?qū)к墶?電機(jī)、5軸向?qū)к墶?刀架、7工件夾具。
以下通過具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例參見圖1，本實(shí)施例中，采用車削的方式，被加工工件1為柱狀回轉(zhuǎn)體，車削刀頭在工件1上形成的運(yùn)動(dòng)軌跡由以下運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成工件1以其回轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)軸，以ω1的角速度呈單方向定心轉(zhuǎn)動(dòng)；車削刀頭在工件1的外圓周上形成車削，車削刀頭同時(shí)具有沿工件1徑向進(jìn)刀；沿工件1軸向走刀；以刀架6的中心O點(diǎn)為圓心，以ω的角速度定心轉(zhuǎn)動(dòng)；刀頭轉(zhuǎn)速ω是工件轉(zhuǎn)速ω1的n倍，n為整數(shù)；并且刀頭與工件轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
參見圖5、圖6，作為加工裝置，本實(shí)施例中采用車削機(jī)床，車削機(jī)床上具有使工件1以其回轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)軸、以ω1的角速度呈單方向定心轉(zhuǎn)動(dòng)的工件夾具7，用于安裝刀具2的刀架6，刀架6是以角速度ω作定心轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤式刀架6分別具有沿工件1的徑向和軸向上的運(yùn)動(dòng)軌道。
具體實(shí)施中，轉(zhuǎn)盤式刀架6的轉(zhuǎn)速ω是工件夾具7的轉(zhuǎn)速ω1的整數(shù)倍，并且轉(zhuǎn)盤式刀架6與工件夾具7的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
按圖1所示，以刀架1的中心點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立固定坐標(biāo)系xOy，以工件2的中心點(diǎn)O1為坐標(biāo)原點(diǎn)建立動(dòng)坐標(biāo)系x1O1y1，它固結(jié)在工件1上。設(shè)刀架6與工件1的中心距為rH、刀頭M(即刀尖)到刀架6的中心O點(diǎn)距離為rM′；M到工件1的中心O1點(diǎn)的距離為rM；α、β分別為OM與x軸的初位角、x1與x軸的初位角；g、a分別為刀架6和工件1的轉(zhuǎn)角，即g＝ωt，ωa＝ω1t；所有角度都自x軸正向量起，并取 則可得刀頭(即刀尖)在工件上形成的軌跡為 當(dāng)n分別3、4、6時(shí)，刀頭在工件上形成的軌跡分別如圖2、圖3和圖4所示。
加工多面體的直線度誤差與刀頭的回轉(zhuǎn)半徑和刀具與工件間的中心距有關(guān)當(dāng)?shù)额^回轉(zhuǎn)半徑和中心距之比越接近于1，則其直線度誤差就越小。
參見圖5、圖6，本實(shí)施例對(duì)CA6140型車床進(jìn)行改裝。將原機(jī)床的刀架拆除，在拖板上安裝由伺服電機(jī)4組成的動(dòng)力頭、在動(dòng)力頭上安裝轉(zhuǎn)盤式刀架6和電器控制系統(tǒng)。電器控制系統(tǒng)保證動(dòng)力頭帶動(dòng)刀架6的轉(zhuǎn)速是工件1的轉(zhuǎn)速的正整數(shù)倍n＝3、4、5、6……并且工件1與轉(zhuǎn)盤式刀架6的旋轉(zhuǎn)方向相同。
圖6示出，轉(zhuǎn)盤式刀架6的復(fù)合運(yùn)動(dòng)包括轉(zhuǎn)盤式刀架6自身的轉(zhuǎn)動(dòng)、在徑向?qū)к?上的徑向移動(dòng)，以及在軸向?qū)к?上的軸向移動(dòng)。
圖2所示，加工截面為邊長(zhǎng)為10mm的正三邊形零件，取刀頭(即刀尖)的回轉(zhuǎn)半徑為204mm，刀具和工件中心距為207mm，工件的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，刀具的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，則加工出正三邊形直線度為0.02mm。
圖3所示，加工截面為10×10mm的正四邊形零件，取刀頭(即刀尖)的回轉(zhuǎn)半徑為250mm，刀具和工件中心距為255mm，工件的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，刀具的轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，則加工出正四邊形直線度為0.025mm。
圖4所示，加工截面為邊長(zhǎng)為10mm的正六邊形零件，取刀頭(即刀尖)的回轉(zhuǎn)半徑為62mm，刀具和工件中心距為71mm，工件的轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，刀具的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，則加工出正六邊形直線度為0.01mm。
權(quán)利要求1.橫截面為正多邊形的柱狀多面體的加工裝置，其特征是其結(jié)構(gòu)組成包括一車削機(jī)頭，在所述車削機(jī)頭上具有以ω1的角速度呈單方向定心轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式工件夾具(7)，夾持在工件夾具(7)上的工件(1)與工件夾具(7)同軸設(shè)置；一用于安裝刀具(2)的刀架(6)，所述刀架(6)是以角速度ω作定心轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，設(shè)置兩組刀架移動(dòng)導(dǎo)軌，其一是沿工件(1)的徑向上設(shè)置的徑向?qū)к?3)；另一是沿工件(1)的軸向設(shè)置的軸向?qū)к?5)；設(shè)置刀架(6)的轉(zhuǎn)速ω是工件夾具(7)的轉(zhuǎn)速ω1的整數(shù)倍，并且刀架(6)與工件夾具(7)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。
專利摘要橫截面為正多邊形的柱狀多面體的加工裝置，其結(jié)構(gòu)組成包括一車削機(jī)頭，在車削機(jī)頭上具有以ω1的角速度呈單方向定心轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式工件夾具，夾持在工件夾具上的工件與工件夾具同軸設(shè)置；一用于安裝刀具的刀架，刀架是以角速度ω作定心轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，設(shè)置兩組刀架移動(dòng)導(dǎo)軌，其一是沿工件的徑向上設(shè)置的徑向?qū)к?；另一是沿工件的軸向設(shè)置的軸向?qū)к墸辉O(shè)置刀架的轉(zhuǎn)速ω是工件夾具的轉(zhuǎn)速ω1的整數(shù)倍，并且刀架與工件夾具轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。本實(shí)用新型裝置可以高效率高精度的加工正多面體，不用分度，一次成形。
文檔編號(hào)B23B5/44GK2923119SQ20052014013
公開日2007年7月18日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者趙韓, 吳焱明, 徐林森, 張棟 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)