曲轴连杆颈复合跟随车削原理分析.pdf

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1、曲轴连杆颈复合跟随车削原理分析王三武，刘薇。王晓军(武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)摘要：介绍了一种新的曲轴加工工艺，即基于平行四边形机构的曲轴连杆颈复合跟随车削加工工艺。首先建立了理想情况下的刀架系统数学模型，并以模型为基础从相对速度和相对轨迹两个方面对刀尖点和工件的复合跟随车削工艺的正确性和可行性进行了理论证明。接着借助Pro／E软件对模型进行运动仿真来证明理论分析的正确性。关键词：复合跟随车削平行四边形机构刀架系统Pro／E仿真中图分类号：THll2．1文献标识码：A文章编号：1002-6886(2010}04—0O04—0

2、4AnalysisonCrankshaftNeckofCompoundFollow—up1’llrIIingSystemWANGSanwu，L1UWei，WANGXiaojunAbstract：AHeWprocessingtechnologyforcrankshaftisintroduced，itbasesontheparallelogramwiththemovingcylindricaltumingprocesstofollow．Thearticlefirstintroducesandprovesthetheoryforthisnewtechu

3、olo~．Thisnewteehn0fogyoftbecorecomDonentist001holderthatisparallelogram’sandinstallationofthemachinedcrankshaftstructure，SOaftertheintroductionandproof，foilowingistheexaetanalysisforthemovingofcornerpointoftoolaccordingtothebasisofmathematicalmodel；andwithPro／EsoftwaI_etoDmve

4、thecorrectnessoftheoreticalanalysis．Keywords：followturning；parallelogrammechanisms；toolholder；Pro／Esimulating曲轴Dirt复合跟随车削工艺是一种新的高速、高效、高精颈运动与连杆运动的复合，使得曲轴连杆颈与车刀刀尖的相度的加工方法，能够解决传统车削曲轴加工领域存在的切削对运动为定轴转动，从而实现车刀对曲轴轴颈的车削。速度低、加工效率低和加工精度不高等问题。这种加工工艺2刀架系统相关参数的分析使用的核心部件为基于平行四边形机构的刀架与被加工工件

5、构成的复合跟随车削刀架系统。2．1相对运动速度分析曲轴连杆颈复合跟随车削刀架系统由被加工曲轴和平1车削原理行四边形刀架机构两部分组成。如图l所示，曲轴主轴颈与机床主轴同轴安装，由机床如图1，A点为切削点，被加工曲轴处于加工的一般位主轴驱动旋转，曲轴连杆颈作平面回转运动。刀架为平行四置。此时，令曲轴和刀架机构转过角度为，角速度为(顺时边形连杆机构，其机构的曲柄长度等于曲轴曲柄的长度，车刀针为正)，曲轴连杆径半径为r，曲柄长度为z，被加工曲轴在安装在平行四边形连杆机构的连杆上。平行四边形连杆机A点的速度为，刀尖点P在A点的速度为。构的曲柄与被加工曲轴

6、的曲柄一起作同相位同转速的旋转则等于动系原点0。的速度与A点相对于0。点的．运动，连杆则带动车刀作跟随曲轴轴颈的圆周平动。曲轴轴速度l，

7、。之和：即V=+。(1)切削点A／刀尖点P的速度分量为：＼／／——／平行心边形"架V^=Vo+㈨(2)。／=．，十(3)／将=f1O)COS0／／／一I，fJy=IiwsinOln=0图1曲轴连杆颈复合跟随车削原理图㈨=rto作者简介：王三武(1959一)，男，教授，研究方向：制造自动化、数字图像处理。刘薇，武汉理工大学硕士研究生(在读)，专业：机械电子工程：收稿日期：2010—4～19·5-代入式(2)、式(

8、3)，则有：在理想的状态下，曲轴连杆颈复合跟随车削刀架系统的=Ii~0COS0(4)长度参数存在如下关系：y=Iiwsin0+(5)2。=z2：刀尖点P在A点的速度的速度分量为：14=l5=IiO)COSO(6)Z6=r+f7y=Iiwsin0(7)2．2．1旋转坐标O1Y。的运动轨迹在静系中旋转坐标原点o．位置为：那么，被加工曲轴和刀具在A点的相对速度为：0=f1sinwt：Zlsin0---』～V：=一(8)Yo．=f1costot=2】cosO所以，旋转坐标原点o的轨迹方程为：则的分量为：+y2=(10)V^x=—=ll~cosO—Ii(．

9、OcosO=02．2．2起始切削点P1的运动轨迹1)起始切削点P。在静系xOy中的运动轨迹经过t秒后，Vy=y—y=f】wsin0十to