[發明專利]一種正多邊形方孔表面成形運動方法

有效

• 申請號: 202210276507.4
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114473630B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 李炳林;王洪;郭駿宇;郭亮;鄭華林;李本杰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B23Q15/013
• 分類號: B23Q15/013
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種正多邊形方孔表面成形運動方法，其特征在于：被加工零件的內孔是邊數為N≥3的任意正多邊形內孔，邊長為a，所述正多邊形內孔的表面成形運動方法包括以下步驟：S1、確定所用正多邊形刀具的邊數及其邊長，S2、建立坐標系，設置刀具相對于工件的初始位置，S3、將表面成形的復合運動分解為轉動和移動，保持移動位置與旋轉角度之間嚴格的聯動關系，計算刀具相對于工件的運動軌跡，S4、根據刀具中心點的走刀路徑，確定刀齒切削時頂點成形運動的軌跡及包絡線，S5、選擇加工方式，確定分解運動的執行對象；所述步驟S1中，加工正N邊形內孔的所述刀具為(N-1)邊形刀具，刀具中心在正(N-1)邊形的中心，刀齒數大于等于1且小于等于(N-1)，計算刀具的邊長b為：b=0.5asin[(N-2)π/N]/sin[(N-2)π/N+π/(N-1)]，半徑為R：R=0.5b/sin[π/(N-1)]；所述步驟S2中，建立以正N邊形內孔的中心為坐標原點O，以O與任意一邊中點M連線為X軸的X-Y平面坐標系，以正(N-1)邊形刀具的任意一個刀齒頂點T與M重合，刀具中心點C在X軸上作為刀具的初始位置；所述步驟S3中，將正N邊形內孔工件看作靜止，刀具相對工件的表面成形運動分解為一個勻速轉動和一個繞坐標原點O的移動，刀具相對X軸正方向的旋轉角位移為θ，fix為取整函數，計算刀具中心點的運動軌跡（x，y）為：

。

2.根據權利要求1所述的一種正多邊形方孔表面成形運動方法，其特征在于：所述步驟S3中，刀具旋轉的角位移θ與刀具中心點運動軌跡（x，y）嚴格滿足上式中運動對應關系；所述刀具中心點C的運動軌跡（x，y）為多段橢圓曲線；所述刀具每自身旋轉2π/（N-1），刀具中心點C就繞工件原點O移動1圈。

3.根據權利要求1所述的一種正多邊形方孔表面成形運動方法，其特征在于：所述步驟S4中，刀具所選刀齒頂點T的運動軌跡（u，v）為：u=x+Rcosθ，v=y+Rcosθ，其余刀齒的運動軌跡周期交替輪次做刀齒頂點T相同的運動；所述刀齒頂點T的運動軌跡（u，v）為一近似正N邊形，所有刀齒的外包絡線形成工件的近似正N邊形孔。

4.根據權利要求3所述的一種正多邊形方孔表面成形運動方法，其特征在于：所述步驟S4中，所述近似正N邊形每個角處為多段橢圓曲線構，每條邊中點處為直線，形成橢圓曲線部分的刀具轉角與形成直線部分的刀具轉角比為：(N-3):2；直線部分的長度為：2bsin（π/N）/sin[(N-2)π/N]-a；所述直線部分的長度占整個邊長的比例僅與邊數N相關，與其它參數無關；所述刀具最多只有2個刀齒同時參與切削形成工件的直線部分。

5.根據權利要求1所述的一種正多邊形方孔表面成形運動方法，其特征在于：所述步驟S5中，對車削加工方式，工件做勻速旋轉的主運動，刀具的軸心做圍繞中心點O移動的進給運動；對銑削和鉆削加工方式，刀具做勻速旋轉的主運動，同時刀具相對于工件還做繞中心點O移動的進給運動。

6.根據權利要求5所述的一種正多邊形方孔表面成形運動方法，其特征在于：所述步驟S5中，所述旋轉運動的主運動與繞O移動的進給運動之間，通過內聯系傳動機構實現嚴格復合運動關系，或通過數控系統實現同步聯動運動關系。