CN1222876A - 加工非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在一个带有至少一个以不变速度被驱动转动的工件(3)和至少一个刀具且特别是可借助一个刀架溜板(3)不仅可径向地移向工件转轴(2)且可沿该转轴(2)的纵向轴向地移动的切削加工刀具(5)的夹具的机床上加工出非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法和装置。为了提供一种可以在商业通用机床上加工出最不同的内轮廓和/或外轮廓的方法,刀具(5)工作面在一个圆形轨道上地驱动所述刀具以其数值和/或转向不同于工件(8)转速的数值和/或转向的不变速度绕一个偏离工件转轴(2)的刀具转轴(6)转动。
Description
本发明涉及一种在一个带有至少一个以不变速度被驱动转动的工件和至少一个刀具且特别是可借助一个刀架溜板不仅可径向地移向工件转轴且可沿该转轴的纵向轴向地移动的切削刀具的机床上加工出非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法。本发明还涉及一种实施该方法的装置。
EP-PS0097346公开了一种切削加工出具有多边形内轮廓和/或外轮廓的工件的方法。在这个公开的方法中，在一条圆形轨道上导向移动的刀具在整个周期中作用于工件上，其中总是在一个周期后根据周期运动定律改变刀具的轨道速度。刀具轨道速度在每个周期中的恒定变化除了要求用于驱动刀具的编程函数发生器外还要求一个根据帕斯卡申曲线控制的驱动机构。这样一来，此已知方法虽实现了许多种多边形内轮廓和外轮廓的加工，但它要求在控制技术成本和设备成本高昂地恒定控制刀具轨道速度的基础上进行上述加工，因而此方法只能在带有刀具驱动的可控驱动机构的所述方法的专用设备上用于驱动刀具。
本发明的目的在于提供一种加工出非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法，可以利用该方法并借助常见的机床控制技术成本低廉地加工出任意一种非圆形内轮廓和/或外轮廓。另外，本发明的目的在于提供一种实施该方法的装置。
完成本发明目的的与方法有关的方案的特征在于：刀具工作面位于一个圆形轨道上地驱动所述刀具以其数值和/或转向不同于工件转速的数值和/或转向的不变速度绕一个偏离工件转轴的刀具转轴转动。
由不同的速度和可能的匀速转动工件的不同的转向以及彼此不同的转动中点和可选择的刀具工作面的运动轨迹圆半径产生了由上述参数形成的刀具工作面运动轨迹的各种各样的形状。该方法的特点是，一方面，尽管工件转速刀具转速是恒定的，但仍然可以加工出最不同于圆形的轮廓，另一方面，该方法可用于商业上常见的机床，这是因为为了驱动装在刀架溜板上的刀具，只需要一个独立驱动机构而无需昂贵的可控驱动机构来协调刀具转速和工件转速。这样一来，非圆形轮廓的形状只是与总是不变的转轴转速比、刀具的轨迹半径以及转轴的轴偏距有关。
根据本发明方法的一个优选实施例，工件转速和刀具转速之间的转速差是整数。在转速差是整数时，例如当转速比为2∶1时产生了三角形轮廓，而当转速比为3∶1时产生了四角形轮廓。
在本发明方法的一个替换实施例中，待加工轮廓的多样性还可以如此得到提高，即刀具转轴本身在一条圆形轨道上受驱动地以其数值和/或转向不同于刀具转速的不变速度绕一个偏离刀具转轴的偏心转轴转动。
根据本发明的一个实施例，这三个可能有的转轴即工件转轴、刀具转轴以及偏心转轴是相互平行的。相互平行的转轴造成了一个平直的即平行于工件转轴的工件内轮廓和/或外轮廓。
根据本发明的另一个实施例，转轴位置是可以独立地相对调节的。可以通过调节转轴位置即所谓的相位角加工出螺纹形内轮廓和/或外轮廓。
为了改变非圆形轮廓的直径以及产生锥形和球形轮廓，在本发明的一个改进方案中规定了：通过一个不可转动地安装在刀具安装轴上和刀具转轴一起转动的车端面滑板无级调节刀具轨迹半径。
与装置有关的进刀控制方案的特征在于，刀具本身卡夹在一个刀具安装轴上地在一个圆形轨道上驱动所述刀具以其数值和/或方向不同于工件转速的不变转速绕一个偏离工件转轴的刀具转轴转动。
最后，在本发明中规定了：刀具转轴偏心地设置在刀具安装轴中且它又在一个圆形轨道上受驱动地以其数值和/或转向不同于工件转速的不变速度绕一个偏离刀具转轴的偏心转轴转动。这个附加的转轴可以使许多新的非圆形内轮廓和/或外轮廓的加工成为可能。尤其是可以通过本发明装置的设计方案加工出在工件壁中的独立切口或穿过工件壁的透孔。
从以下对所属附图的描述中得到了本发明的其它细节和优点，在所述附图中画出了本发明装置的三个实施例，其中：
图1a示出了没有偏心转轴的第一实施例的示意结构；
图1b示出了没有偏心转轴但具有一个车端面滑板的另一个实施例的示意结构；
图2示出了一个带偏心转轴的装置的示意结构；
图3示出了一个可用图1所示装置加工出来的三角多边形轮廓；
图4a示出了一个可用图1所示装置加工出来的四角直边形轮廓；
图4b示出了与图4a对应的四角凹边形轮廓；
图5a示出了一个可用图1所示装置加工出来的五角凹边形轮廓；
图5b示出了一个与图5a对应的五角直边形轮廓；
图6示出了一个可用图2所示装置加工出来的多边形；
图7示出了另一个可用图2所示装置加工出来的多边形。
在图1a、图1b和图2中示意地画出了用于实施加工出非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法的两个装置实施例。一个带有用于至少一个工件的夹具的未详细示出的机床具有一个工件安装轴1，可以通过此工件安装轴驱动工件绕一个工件转轴2转动。此机床还具有一个刀架溜板3，刀具安装轴4可以通过此刀架溜板不仅径向地移向工件转轴2而且可以沿工件转轴2的纵向轴向移动。
根据图1a所示，一个刀具5安装在刀具安装轴4上，在一条圆形轨道上以不同于工件转速的速度驱动所述刀具绕一个刀具转轴6转动。在此附图中，工件转轴2和刀具转轴6之间的距离用x表示。刀具5工作面与刀具转轴6之间的距离用w表示。
在图1b所示的实施例中，一个车端面滑板9不可转动地安装在刀具安装轴4上，可以借助该滑板9并通过调节刀具5的方式沿双箭头方向调节刀具5的轨迹半径。
在图2所示的用于实施非圆形内轮廓和/或外轮廓的装置的第二实施例中，刀具5不是绕刀具转轴6转动，而是绕一个相对该轴径向错置的偏心转轴7转动。刀具转轴6和偏心转轴7之间的距离用e表示。
被驱动绕转轴2、6、7转动的部件的转速总是不变的，但是数值和/或转向是不同的。在图1、2所示的实施例中，相互平行地设置转轴2、6或转轴2、6、7。但是，一个在空间内以预定角度相互错置的转轴2、6或转轴2、6、7的布局同样是可行的。
后续附图3-7举例地示出了可用图1和/或图2所示的装置加工出来的内轮廓和/或外轮廓。
图3示出了一个具有三角形多边轮廓的工件8。如例举出的刀具5接触工件8情况所示的那样，可以作为内轮廓和/或外轮廓加工出此多边形。为了加工出这样的三角多边形轮廓，选用了下述参数，所述三角多边形轮廓是用图1所示的装置即无偏心距e地加工出来的。由一2∶1的整数转速比得到了所示的三角多边形轮廓。在绕工件转轴2的转速中的符号“-”表示转向是与绕刀具转轴6的转动相反地进行的。另外在图3中，与图1对应地用x表示工件转轴2和刀具转轴6之间的距离以及用w表示刀具工作面和刀具转轴6之间的距离。它们在表中被标为半径。
| 工件 | 偏心度 | 刀具 | |
| 半径 | 2.0 | 0.0 | 18.0 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | -2.0 | 0.0 | 1.0 |
在图4a中示出了一个四角多边形工件8。如所属参数表所示的那样，但这个不同于图3的多边形是这样获得的，即转速比是在-2∶1～-3∶1之间变化的。
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 2.0 | 0.0 | 18.0 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | -3.0 | 0.0 | 1.0 |
图4b又示出了一个四角多边形轮廓，但是它具有变凹的边。如所属参数表所示的那样，此多边形边的形状变化是如此实现的，即距离x、w是变化的。
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 5.0 | 0.0 | 15.1 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | -3.0 | 0.0 | 1.0 |
图5a示出了一个五角多边形工件8。如参数表所示的那样，此多边形是通过将转速比变为-4∶1而得到的。所有的其它参数与图3、图4a所示轮廓的参数相同。
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 2.0 | 0.0 | 18.0 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | -4.0 | 0.0 | 1.0 |
图5b同样示出了一个五角多边形轮廓，但是与图5a所示的五角形轮廓相比，图5b所示的多边形轮廓具有直边。正如所属参数表所选用的那样，五角形边的形状变化又是通过改变距离x、w参数而实现的。
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 1.3 | 0.0 | 18.7 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | -4.0 | 0.0 | 1.0 |
随后，在图6中示出了一个多边形工件8，它是借助图2所示的装置即利用附加偏心转轴7地加工出来的。如图6以及所属参数表所示的那样，用x表示的工件转轴2与刀具转轴6间的距离等于偏心距e。
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 2.0 | 2.0 | 18.0 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | -2.0 | 3.0 | 1.0 |
随后，在图7中示出了一个工件8，它具有呈三角形、螺纹形或锥形变化的多边形轮廓。如所属参数表所示的那样，工件轮廓的呈螺纹形转动的曲线以及锥形结构是如此形成的，即当沿工件转轴2的纵向轴向移动时，工件转轴2相对刀具转轴6的相位角以及距离x在刀具5每次走刀中是变化的。因此，螺纹形曲线是通过自身变化的相位角实现的。工件8锥度是通过均匀地沿工件转轴2改变工件转轴2和刀具转轴6之间的距离x而形成的。
1．走刀
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 14.0 | 3.0 | 11.0 |
| 相位角 | 40.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | 1.0 | -2.0 | 1.0 |
2．走刀
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 13.0 | 3.0 | 11.0 |
| 相位角 | 40.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | 1.0 | -2.0 | 1.0 |
3．走刀
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 12.0 | 3.0 | 11.0 |
| 相位角 | 20.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | 1.0 | -2.0 | 1.0 |
4．走刀
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 11.0 | 3.0 | 11.0 |
| 相位角 | 10.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | 1.0 | 2.0 | 1.0 |
5．走刀
| 工件 | 偏心距 | 刀具 | |
| 半径 | 10.0 | 3.0 | 11.0 |
| 相位角 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 转速 | 1.0 | -2.0 | 1.0 |
如从图3-7所示的前述实施例中看到的那样，已经可以通过只改变一个可固定输入的参数产生最不同于圆形的内轮廓和/或外轮廓。经过调节的参数特别是转速在整个加工过程中保持不变。只有在为了获得螺纹形和/或锥形轮廓时，才需要在刀架溜板3沿工具转轴2移动时再次调节各参数。由不同的速度和必要时的匀速转动的工件8和刀具5的转向以及彼此不同的转动中点和可选择的运动轨迹圆半径产生了由上述参数形成的刀具工作面运动轨迹的各种各样的形状，尽管转速不变，但所述刀具工作面仍然形成了最不同的形状。例如，如果工件转轴2和刀具转轴6之间的距离x大于刀具5运动轨迹半径w，则例如与转向和转速差有关地产生了多边形内轮廓，而在相反情况下，则提供了一个相应的外轮廓。
如前述附图所示的那样，可以在常见的机床上利用上述方法或所属装置提供最不同于圆形的内轮廓和/或外轮廓。
Claims (9)
1．一种在一个带有至少一个以不变速度被驱动转动的工件和至少一个刀具且特别是可借助一个刀架溜板不仅可径向地移向工件转轴且可沿该转轴的纵向轴向地移动的切削加工刀具的机床上加工出非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法，其特征在于，刀具工作面在一个圆形轨道上地驱动所述刀具以其数值和/或转向不同于工件转速的数值和/或转向的不变速度绕一个偏离工件转轴的刀具转轴转动。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，工件转速与刀具转速之间的转速差是整数。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，刀具转轴本身在一条圆形轨道上受驱动地以其数值和/或转向不同于刀具转速的不变速度绕一个偏离刀具转轴的偏心转轴转动。
4．如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述转轴是相互平行的。
5．如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述转轴的位置是可以单独地相对调节的。
6．如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，刀具轨迹半径是通过一个随刀具安装轴转动的车端面滑板无级调节的。
7．用于实施权利要求1-6中至少一项所述的方法的装置，它具有一个带有至少一个以不变速度受到驱动的工件(8)和至少一个可借助一个刀架溜板(3)不仅可径向地移向工件(8)的转轴(2)且可沿该转轴(2)的纵向轴向地移动的刀具(5)的工件安装轴(1)，其特征在于，所述刀具(5)本身夹在一个刀具安装轴(4)上地在一个圆形轨道上被驱动以其数值和/或方向不同于工件(8)转速的不变转速绕一个偏离工件转轴(2)的刀具转轴(6)转动。
8．如权利要求7所述的装置，其特征在于，刀具转轴(6)偏心地设置在刀具安装轴(4)中且它又在一个圆形轨道上以其数值和/或转向不同于工件(5)转速的不变速度绕一个偏离刀具转轴(6)的偏心转轴(7)转动地被驱动。
9．如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，为了无级调节刀具(5)的轨迹半径，一个车端面滑板(9)不可转动地安装在刀具安装轴(4)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 97195680 CN1222876A (zh) | 1996-06-21 | 1997-06-23 | 加工非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19624722.5 | 1996-06-21 | ||
| CN 97195680 CN1222876A (zh) | 1996-06-21 | 1997-06-23 | 加工非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1222876A true CN1222876A (zh) | 1999-07-14 |
Family
ID=5179314
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 97195680 Pending CN1222876A (zh) | 1996-06-21 | 1997-06-23 | 加工非圆形内轮廓和/或外轮廓的方法和装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN1222876A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102814706A (zh) * | 2011-06-10 | 2012-12-12 | 苹果公司 | 自由形态切割机 |
| CN106560280A (zh) * | 2015-10-02 | 2017-04-12 | 株式会社松浦机械制作所 | 对工件的内周面或外周面进行切削的切削方法 |
| CN108291579A (zh) * | 2015-11-24 | 2018-07-17 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于制造实体构件的方法以及实体构件 |
-
1997
- 1997-06-23 CN CN 97195680 patent/CN1222876A/zh active Pending
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