一种精车中凸变椭圆曲面的控制装置制造方法及图纸

一种精车中凸变椭圆曲面控制装置主要由一个有曲柄、滑块、摇杆、凸轮等构件构成的变椭圆控制机构和一个有凸轮机构构成的中凸曲线控制机构组成。变椭圆控制机构能将输入的转动变换成按椭圆半径变化规律进行的往复直线运动，并在车床纵向进给过程中改变椭圆的离心率。用该装置控制车刀在切削过程中的横向进给运动，可在工件表面车出中凸变椭圆形面。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精车内燃机活塞裙部中凸变椭圆曲面的控制装置。活塞裙部中凸变椭圆曲面的特征是毋线是一段中间凸起的曲线，各个横截面是离心率各不相等的椭圆，即变椭圆。目前加工方法主要有两类一是用数控车床加工;二是用仿形靠模车床加工。数控车床加工精度高，但车床价格昂贵;仿形靠模车床存在仿形靠模(立体靠模)制作困难且不能互换，控制系统高转速时稳定性差等缺陷。本专利技术的目的，是提供一种精车活塞中凸变椭圆曲面的控制装置，用它控制切削过程中刀具的横向进给运动，在被加工另件表面精车出中凸变椭圆曲面。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术提出的精车中凸变椭圆曲面的控制装置包括一个控制中拖板按中凸曲线规律移动的中凸曲线控制机构和一个安装在中拖板上的变椭圆控制机构。中凸曲线控制机构是一个凸轮控制机构。在车床大拖板作纵向进给运动过程中，安装在床身上的靠模控制中拖板按中凸曲线的中凸变化量作横向进给运动。变椭圆控制机构由一个椭圆控制机构和一个改变椭圆离心率的凸轮控制机构组成。其中，椭圆控制机构安装在中拖板上，主要由曲柄、滑块、摇杆等构件组成，它能将输入曲柄的转动变换成按椭圆半径变化规律进行的往复直线运动，用来控制小拖板作切削椭圆的横向进给运动。改变椭圆离心率的凸轮控制机构主要由安装在床身支架上的变椭圆靠模和安装在中拖板上的压杆、转换靠模、滑板等构件组成，在车床作纵向进给运动时，变椭圆靠模控制滑板移动，从而改变椭圆控制机构中的中间摇杆的摆长，达到改变椭圆离心率的目的。由于变椭圆控制机构安装在中拖板上，工作中随中拖板一起运动，所以，合成进给运动是按照中凸变椭圆柱半径变化规律进行的。由精车中凸变椭圆曲面控制装置控制的中凸变椭圆车床，刀架固定安装在小拖板上，小拖板安装在中拖板上，小拖板的移动方向与中拖板移动方向相同。工作时，输入变椭圆控制机构的转动与工件的转动同步。图一是精车中凸变椭圆曲面控制装置的机构原理图。图一中1、曲柄，2、滑块，3、中间摇杆，4、输出摇杆，5、滑块，6、导杆，7、变椭圆控制靠模，8、靠模压杆，9、转换靠模，10、滑板，11、床身支架，12、中拖板，13、靠模压杆，14、中凸曲线靠模，15、刀架小拖板，16、工件，A、摇杆3、4的摆动支点，B、滑块5与导杆6的铰接点。图一中，构件1、2、3、4、5、6、7、8、9、10等构成一个变椭圆控制机构，构件12、13、14等构成一个中凸曲线控制机构。在图一中，曲柄1插在滑块2左侧的滑槽中，曲柄1转动时，带动滑块2作往复直线运动，滑块2的运动方向与曲柄1的回转轴线垂直，滑块2与中间摇杆3铰接。输出摇杆4的两端各有一个互相平行的滑套和滑槽，摇杆3插在摇杆4一端的滑套中，可在滑套中抽动。摇杆4绕A点摆动，滑块5可在输出摇杆4的滑槽内滑动，驱动导杆6作往复直线运动。导杆6驱动刀架小拖板15作切削椭圆的横向进给运动。刀架小拖板15的运动方向与中拖板运动方向相同，与车床主轴轴线垂直。曲柄1的支承、滑块2的支承和靠模9安装在滑板10上，滑板10的导轨固定在中拖板12上，滑板10可沿曲柄1的回转轴线方向移动。摇杆4的摆动支座和导杆6的支承安装在车床的中拖板上，当车床大拖板作纵向进给运动时，靠模7通过压杆8和靠模9控制滑板10移动，从而改变中间摇杆3的摆长，达到变椭圆的目的。安装在床身支架11上的中凸靠模14通过固定安装在中拖板上的压杆13控制中拖板12按中凸曲线的中凸变化规律移动。因此，纵向进给运动过程中刀具获得一个横向进给运动，这个横向进给运动是一个由变椭圆控制机构和中凸曲线控制机构控制产生的合成运动。曲柄1的回转轴线与导杆6的运动方向AB垂直相交，交点与A点重合。下面推导导杆6的运动轨迹。在图一中，设滑块2与中间摇杆3的铰接点到AB的距离为L，输出摇杆4的摆长为R，曲柄1的回转半径r，任意一时刻曲柄的转角为θ，摇杆的摆角为α，并设当θ＝0度时，α＝0度则tgα＝ (r.sinθ)/(L)AB =RCOSα= R ·t g2α + 1]]>=(RLr2+ L2· S I N θ )2+ ( R · C O S θ )2]]>可见，B点的运动轨迹是按照椭圆半径变化规律进行的往复直线运动。这个椭圆的半短轴是R，半长轴是R ·r2+ L2L]]>。若改变L，则会引起椭圆长轴的改变，达到改变椭圆离心率的目的。实际应用时，要求曲柄1与工件同步转动，B点通过导杆6与刀架相连，由于B点，即刀尖的运动规律是按照以工件转角θ为参数的椭圆进行的，所以刀尖在工件表面上加工出的椭圆有误差。误差分析如下图＝是椭圆 的图形。在图二中，P点是椭圆上任意一点，P点参数方程中的角度参数为θ，椭圆与直线y＝tgθ·x的交点是Q。可以求出Q点座标是(a·ba2+b2·tg2θ,a·b·tgθa2+b2·tg2θ)]]>OQ=a·b1+tg2θa2+b2·tg2θ=a·ba2cos2θ+b2sin2θ]]>OP=a2·sin2θ+b2·cos2θ]]>相对误差为OP - OQOP=1-a ·ba2· c o s2θ + b2· s i n2θ·a2·s i n2θ+b2· c o s2θ]]>≤ 1 -a · ba22+b22·a22+b22=( a - b)2a2+ b2]]>因为活塞裙部椭圆离心率很小，实际使用的活塞直径一般在50～150mm，裙部长短轴之差一般在0.20～0.60mm之间，所以，用本装置控制加工活塞裙部的变椭圆时，原理误差很小，可忽略不计。例如活塞直径100mm，裙部长短轴之差最大值为0.40mm，半径方向的相对误差最大值约为0.000006，绝对误差最大值约为0.0004mm，最大误差发生在θ＝±45度和θ＝180度±45度方向。本专利技术提出的精车中凸变椭圆控制装置，主要是由曲柄、滑块、摇杆、导杆、靠模等机械构件组成的，结构简单可靠，与目前的仿形控制装置相比，工件转速较高时，控制系统仍能保持较好的稳定性。当需要加工不同的中凸变椭圆活塞时，只需更换靠模和输出摇杆即可，靠模和摇杆制作方便，克服了目前使用的中凸变椭圆立体靠模车床立体靠模不能互换且制作困难，高转速时控制系统稳定性差等缺陷。下面通过实施例对本专利技术的具体结构和使用情况做进一步说明。实施例一图三是本专利技术提出的精车中凸变椭圆控制机构的剖视图。图四是图三中的A-A剖视图。图五是图三中B-B剖视图。图三中1、曲柄，2、轴承，3、轴承座，4、滑块，5、导向支座，6、销钉，7、中间摇杆，8、输出摇杆，9、销钉，10、小拖板，11、中拖板，12、小拖板导轨，13、触头，14、中凸靠模，15、滑板导轨，16、滑板，17、变椭圆靠模，18、压杆，19、弹簧，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精车中凸变椭圆曲面的控制装置，该装置由一个有凸轮机构所构成的中凸曲线控制机构和一个安装在中拖板上的变椭圆控制机构组成，其特征是，中凸曲线控制机构控制中拖板以及安装在中拖板上的变椭圆控制机构和小拖板在纵向进给过程中按中凸曲线的中凸变化规律作横向进给运动，同时，变椭圆控制机构将输入的转动变换成按变椭圆半径变化规律进行的往复直线运动，控制小拖板在切削过程中作切削变椭圆的横向进给运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，
申请(专利权)人：黄斌，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]