探究用圆弧近似法在普通铣床上加工圆弧面

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【摘 要】 在进行零部件加工过程中，常需要进行零件圆弧面加工。一般圆弧面加工多采取数控机床进行圆弧面加工，但数控机床加工成本较高，研究在普通铣床上进行圆弧面加工具有着良好的现实意义。在圆弧近似法原理的基础上，应用普通铣床铣头调节功能，以铣头带动角度变化，推动铣刀以相同角度进行偏转，通过铣刀与加工零件相交形成平面并转化为圆弧，在保证圆弧与加工零部件圆弧相似，保证其加工精度，则可以实现普通铣床加工圆弧面，且其综合效益明显。

【关键词】 圆弧近似法 普通铣床 圆弧面

1 加工零部件概况

如下图1，为某公司所生产的刨片机产品中核心零部件耐磨垫板示意图：

从上图1中可以看出，该公司所生产的耐磨垫板零部件主要是由一个圆弧面与多个简面共同组成。因耐磨垫板零部件平面加工十分简单，其整个耐磨垫板零部件加工的难点与重点在于耐磨垫板圆弧面加工。一般情况下，多采取数据机床进行耐磨垫板等各种零部件圆弧面加工，然而数控机床价格昂贵，一般企业中其数控机床利用率较高，应用数控机床进行耐磨垫板圆弧面加工，其整体加工成本相对较高，不利于实现零部件圆弧面加工的综合效益。在通过研究耐磨垫板零部件结构、材质与普通铣床加工性能的基础上，最终决定采取圆弧近似法在普通铣床上进行耐磨垫板圆弧面加工作业。

2 普通铣床加工圆弧面所应用的圆弧近似法加工原理

在进行耐磨垫板圆弧面加工中，决定采取普通铣床进行圆弧面加工，其加工方法为圆弧近似法。圆弧近似法在零部件圆弧面加工中其工作原理主要为：在进行零部件圆弧面加工中，充分发挥普通铣床其铣头具备能够调节角度的功能及特性，通过改变普通铣床铣头角度，能够带动普通铣床铣刀以相同角度进行偏转，在普通铣床铣头与铣刀偏转过程中与待加工零部件相交，在相交过程中生成的平面转化为圆弧，只要所形成的圆弧或由多个小圆弧拼接而形成的圆弧与待加工零部件中圆弧体现出近似关系，且圆弧精度符合零部件加工精度的设计要求，则可以完全实现应用普通铣床进行圆弧面加工作业。通过这种圆弧近似加工原理，决定使用普通铣床进行耐磨垫板圆弧面加工。

3 用圆弧近似法在普通铣床中进行零部件圆弧面加工具体方法

普通铣床零部件圆弧加工刀具的选择与确定下图2为普通铣床加工耐磨垫板圆弧面示意图：

通过上图2可以看出，在耐磨垫板零部件中，其下底面主要是一段半径值为603mm的圆弧面即图2中所显示的CD圆弧段与普通平面所相互拼组构成。耐磨垫板零部件总宽度值为（36.9+39.3）mm，其宽度值并不太大。在进行耐磨垫板圆弧面加工工作时，为提高耐磨垫板圆弧面加工效率，决定采取一段圆弧逼近。考虑到普通铣床其铣头偏转角度设置是不同的，所以普通铣床其刀具与零件相交所形成圆弧并不是保持不便的。在普通铣床铣头偏转角度没有完全确定的情况下，普通铣床可以选择的刀具是多样的。在数学关系分析的基础上，可以选择直径值超过CD弦长73.9mm的刀具，考虑到实际应用中所具备的刀具情况，最终决定选择应用φ160mm盘铣刀。

4 用圆弧近似法在普通铣床中进行零部件圆弧面加工的误差检验

为保证使用普通铣床采取圆弧近似法进行零部件圆弧面加工质量，应进行误差检验，在保证其误差在满足零部件圆弧面加工设计要求的基础上进行操作。在进行耐磨垫层圆弧面加工时，从图2中可以看出，其零件刀具加工为椭圆形，选择椭圆中E点，并将E点带入到相关的X、Y椭圆方程，可以计算出Y值并计算其实际加工中所存在最大落差值。通过计算后发现采取圆弧近似法在普通铣床中进行零部件圆弧面加工的理论误差仅为0.0003mm，满足零件圆弧面加工对精度的要求。

5 结语

在进行零部件加工过程中，常需要进行零件圆弧面加工。如采取数控机床进行零部件圆弧面加工，其质量稳定但其经济成本较高。本文以耐磨垫层为例，对应用普通铣床采取圆弧近似法进行圆弧面加工进行研究。为保证普通铣床加工零部件圆弧面精确及质量，在圆弧近似法原理的基础上，应科学选择圆弧面加工刀具，并合理进行铣头偏转角度的确定，通过误差检验，实现普通铣床采取圆弧近似法加工零件圆弧面的质量及综合效益。

参考文献：

[1]周聪，汪子卜.用圆弧近似法在普通铣床上加工圆弧面[J].机械工程师，2009，（1）：46-46.

[2]刘中宪，梁建文.楔形空间中圆弧形凹陷对平面SH波的散射解析解[J].力学季刊，2010，31（3）：363-370.