椭圆形深腔插铣粗加工的优化

《椭圆形深腔插铣粗加工的优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、２０１６年第５０卷Ｎｏ．１７１椭圆形深腔插铣粗加工的优化王庭俊扬州工业职业技术学院摘要：对于难加工材料，插铣法不失为一种高效实用的切削加工方法。该方法尤其适合于粗加工和半精加工。在化工行业换热器制造过程中经常遇到椭圆形腔的加工，为此在研究了利用宏程序编程插铣加工矩形和圆形深腔的基础上，针对椭圆深腔插铣加工时插铣孔中心的几种定位方法的比较研究，提出了一种优化高效的插铣孔定位计算方法。同时给出了插铣加工椭圆深腔的加工实例和宏程序的编制工艺。关键词：插铣加工；椭圆形腔；粗加工；宏程序中图分类号：ＴＧ６５９；ＴＨ１６２文献标志码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＲｏｕｇｈ－ｍａ

2、ｃｈｉｎｉｎｇｏｆＰｌｕｎｇｅＭｉｌｌｉｎｇｆｏｒＯｖａｌＤｅｅｐＣａｖｉｔｙＷａｎｇＴｉｎｇｊｕｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇｉｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｉｆｆｉｃｕｌｔ－ｔｏ－ｍａｃｈｉｎｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｒｏｕｇｈ－ｍａｃｈｉｎｉｎｇａｎｄｓｅｍｉ－ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ．Ｔｈｅｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｃａｖｉｔｙｍａｃｈｉｎｉｎｇｏｆｔｅｎｂｅｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙｍａｎｕ

3、ｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｐｌｕｇｈｏｌｅｍｉｌｌｉｎｇｃｅｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｗｅｒｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｅｌｌｉｐｔｉｃｃａｖｉｔｙｈｏｌｅ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｈｏｌｅｗａｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｘａｍｐｌｅｏｆｍｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｌｌｉｐｓｅｄｅｅｐｃａｖｉｔｙａｎｄｔｈｅｗｅａｖｅａｒｔｓｏｆｍａｃ

4、ｒｏｐｒｏｇｒａｍｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇ；ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌｃａｖｉｔｙ；ｒｏｕｇｈ－ｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ｍａｃｒｏｐｒｏｇｒａｍ!引言铣孔的中心Ｃ点只有位于切点Ｓ与曲率中心Ｄ（α，生产中对模具和难切削材料零件的挖腔插铣加β）点的连线上，才不会发生过切。工渐趋广泛，该方法的切削效率很高，对机床精度要求不高，而且切削的稳定性会随着切削深度的增加［１］而提高，因此特别适用于模具等难加工材料的深腔粗加工。根据有关矩形和圆形腔的插铣加工研究［２］可知，该方法编程加工的关键是各个插铣孔中心位置坐标的确定。这一点在换热设备部件的椭圆形腔插铣加工中表现

5、得尤为明显。"椭圆腔插铣孔位分析图１椭圆的几何量示意图曲率中心坐标值应为椭圆腔插铣加工的效率和稳定性明显高于其它２α＝ｘ－ｙ＇（１＋ｙ′）／ｙ＇型腔铣削方法，关键是各个插铣孔中心坐标的确定。２β＝ｙ＋（１＋ｙ＇）／ｙ＇（１）以椭圆腔最外圈插铣粗加工的一个任意孔位置为例当Ｓ点沿椭圆移动时，得到Ｃ１ＣＣｎ曲线为该椭进行分析。圆的一条渐曲线，也称为椭圆的一条等距线。如图１所示，作半径为名义铣刀半径Ｒ的圆与椭圆参数方程为椭圆相切于点Ｓ（ｘ，ｙ），该圆的圆心为点Ｃ（ｘ０，ｙ０），ｘ＝Ａｃｏｓ（ｔ）过点Ｓ作一曲率圆，此半径为Ｍ的曲率圆也称为椭ｙ＝Ｂｓｉｎ（ｔ）（２）圆上Ｓ点的密切圆，在Ｓ点处，该圆与椭

6、圆不仅相由参数方程求导得切，而且曲率和凹凸方向一样，从而可知各圆在Ｓ点ｘ＇ｔ＝－Ａｓｉｎ（ｔ）［３］处的函数值、一阶和二阶导数均相等。此时，插ｙ＇ｔ＝Ｂｓｉｎ（ｔ）（３）则基金项目：江苏省高校创新训练计划项目（２０１３１３７５４００３Ｙ）收稿日期：２０１５年９月ｙ＇＝ｙ＇ｔ／ｘ＇ｔ＝－Ｂｃｏｔ（ｔ）／Ａ７２工具技术３２（４）ｙ＇＝（ｙ＇ｔ）＇ｔ／ｘ＇ｔ＝－Ｂ·ｃｓｃ（ｔ）／Ａ将式（４）代入式（１），得到曲率中心Ｄ（α，β）点坐标值为２２３α＝（Ａ－Ｂ）·ｃｏｓ（ｔ）／Ａ２２３β＝（Ｂ－Ａ）·ｓｉｎ（ｔ）／Ｂ（５）图２三角形ＳＤＥ根据图１可作出图２所示的三角形ＳＤＥ，根据相似三角形原理，有图

7、３椭圆腔加工示意图（ｘ－ｘ０）／（ｘ－α）＝（ｙ－ｙ０）／（ｙ－β）＝Ｒ／Ｍ（６）则Ｃ（ｘ０，ｙ０）点坐标值为ｘ０＝ｘ－（ｘ－α）·Ｒ／Ｍｙ０＝ｙ－（ｙ－β）·Ｒ／Ｍ（７）其中曲率半径Ｍ值为２２（８）Ｍ＝槡（ｘ－α）＋（ｙ－β）$插铣工艺分析及数学处理图４插铣时周向步距的确定$#!插铣动作分解（２）周向步距Ｌ对应中心角增量θ的确定椭圆腔加工示意图如图３所示。类比圆形腔插插铣加工时相邻两个插孔中心所在位置如图５［２］铣加工