畢業(yè)設(shè)計(jì)論文三角轉(zhuǎn)子缸體型面加工設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 三角轉(zhuǎn)子缸體型面加工設(shè)計(jì) 院 （系） 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 熱動(dòng)普2007-01 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 評(píng)閱教師 職稱 2011年 6 月 8 日 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師徐妙俠的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設(shè)

2、計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日摘要?dú)飧仔兔娴募庸な歉左w加工的關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和使用壽命。而且其精度和粗糙度要求較嚴(yán)格，它的加工在轉(zhuǎn)子機(jī)零件加工中算是最復(fù)雜，又是最消耗時(shí)的一個(gè)工序，且無法在普通機(jī)床上加工，因此必須設(shè)計(jì)制造工裝夾具或?qū)Ｓ脵C(jī)床才能完成著一工序。本文將介紹轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，及氣缸型線的創(chuàng)成包括滾動(dòng)圓與固定圓的內(nèi)切創(chuàng)成法和滾動(dòng)圓與固定圓外切創(chuàng)成法，重點(diǎn)分析氣缸包絡(luò)型面的鏜削加工；詳細(xì)闡述了磨削氣缸型面的加工方法創(chuàng)成法、靠模法和創(chuàng)成靠模法，并對(duì)其相應(yīng)的加工原理進(jìn)行了闡述，同時(shí)進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)的分析。繪出相應(yīng)加工方法的原理結(jié)構(gòu)圖，并敘述缸體加工過程。關(guān)鍵詞

3、：創(chuàng)成法 創(chuàng)成靠模法 靠模法 氣缸型面 缸體加工過程abstractcylinder type the manufacturing is the key process machining, the machining accuracy directly affecting engine working performance and long service life. and its precision and roughness requirements, and its processing is strict in rotor machine parts processing is

4、the most complex, is in a process when the most consumption, which cannot be in ordinary machine processing, therefore must design manufacturing tooling/fixture or special machine tool to complete the process. this paper introduces the working principle of rotor engine, and the cylinder profile of g

5、en into includes rolling round and fixed round the diagnosis and cutting inside and outside with fixed round roll round cut gen nanocomposites, emphatically analyses the cylinder envelope type 1ta series processing; expounded the processing method of grinding cylinder type - gen nanocomposites, mode

6、ling method and then modeling method into, and its corresponding processing principle is discussed, and the analysis of the advantages and disadvantages. draw the corresponding processing method principle chart, and narrative machining process. keywords: gen nanocomposites gen into modeling method m

7、odeling method cylinder type surface machining process目 錄摘要iabstractii緒 論31 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理42氣缸的理論型線72.1氣缸型線的創(chuàng)成72.2 滾動(dòng)圓與固定圓的內(nèi)切創(chuàng)成法92.3 滾動(dòng)圓與固定圓外切創(chuàng)成法112.4氣缸的實(shí)際型線123汽缸型面的鏜面加工153.1刀具的幾何角度153.2 鏜削氣缸實(shí)際型面的工裝夾具163.3 多刀加工氣缸型面184 用創(chuàng)成法磨削汽缸型面204.1用外切齒輪機(jī)構(gòu)創(chuàng)成法204.2用速比與內(nèi)切齒輪機(jī)構(gòu)相當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)創(chuàng)成法225 用靠模法磨削氣缸型面245.1靠模法磨削的優(yōu)點(diǎn)245.2 靠模

8、裝置的誤差255.3 機(jī)床系統(tǒng)引起的誤差266 創(chuàng)成靠模法模削汽缸型面286.1外切創(chuàng)成法的加工286.2創(chuàng)成靠模法加工原理297 缸體的加工工藝327.1氣缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其材料327.1.1 氣缸體的工作條件327.1.2 對(duì)材料的要求327.1.3 材料和毛坯327.2 缸體的加工工藝過程32結(jié) 論35參考文獻(xiàn)36致 謝37緒 論氣缸型面的加工是缸體加工的關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能和使用壽命。由于型線為雙弧長(zhǎng)短輻圓外旋輪線，屬非圓曲線，幾何形狀特殊，而且精度和粗糙度要求較嚴(yán)格，它的加工在轉(zhuǎn)子機(jī)零件假定中算是最復(fù)雜，又是最消耗時(shí)的一個(gè)工序，且無法在普通機(jī)床上加工，因此必須

9、設(shè)計(jì)制造工裝夾具或?qū)Ｓ脵C(jī)床才能完成著一工序。它現(xiàn)在能被大多數(shù)人看好是因?yàn)椋D(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其中最重要的一點(diǎn)是減小了體積和減輕了重量。在運(yùn)行安靜性和平穩(wěn)性兩方面，雙轉(zhuǎn)子re相當(dāng)于直列六缸往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。在保證相同的輸出功率水平前提下，轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)重量是往復(fù)式的三分之二，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于汽車工程師們有著無比的吸引力。特別是近年來，在防撞性（碰撞安全）、空氣動(dòng)力學(xué)、重量分布和空間利用等方面的要求越來越嚴(yán)格的情況下：（1）精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)； 由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)將空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力直接轉(zhuǎn)化為三角形轉(zhuǎn)子和偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力，所以不需要設(shè)置連桿，進(jìn)氣口和排氣口依靠轉(zhuǎn)子本身的運(yùn)動(dòng)來打開和關(guān)閉；不再需

10、要配氣機(jī)構(gòu)，包括正時(shí)齒帶、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等，而這在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中是必不可少的一部分。綜上所述，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)組成所需要的部件大幅度減少。（2）均勻的扭矩特性； 根據(jù)研究結(jié)果，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)有相當(dāng)均勻的扭矩曲線，即使是在兩轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)中，運(yùn)行中的扭矩波動(dòng)也與直列六缸往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)具有相同的水平，三轉(zhuǎn)子的布置則要小于型八缸往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。（3）運(yùn)行更安靜，噪音更?。?#160;對(duì)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞運(yùn)動(dòng)本身就是一個(gè)振動(dòng)源，同時(shí)氣門機(jī)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生令人討厭的機(jī)械噪音。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)相當(dāng)小，而且沒有氣門機(jī)構(gòu)，因此能夠更平穩(wěn)和更安靜的運(yùn)行。 1 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

11、和工作原理現(xiàn)代的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)由繭形殼體（一個(gè)三角形轉(zhuǎn)子被安置在其中）組成。缸體內(nèi)部空間總是被分成三個(gè)工作室，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)這些工作室也在運(yùn)動(dòng)。依次在擺線型缸體內(nèi)的不同位置完成進(jìn)氣、壓縮、作功（燃燒）和排氣四個(gè)過程。  轉(zhuǎn)子和殼體壁之間的空間作為內(nèi)部燃燒室，通過氣體膨脹的壓力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。和普通內(nèi)燃機(jī)一樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)必須在其工作室中相繼形成四個(gè)工作過程。如果將三角形的轉(zhuǎn)子放置在圓形殼體的中心部，工作室將不會(huì)隨著殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而在體積上發(fā)生變化。即使空燃混合氣在那里點(diǎn)燃，燃燒氣體的膨脹壓力也僅作用在轉(zhuǎn)子的中部，不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這就是為什么殼體的內(nèi)側(cè)圓周被設(shè)計(jì)成旋輪線外形并和安裝在偏心軸上的轉(zhuǎn)子

12、組裝在一起的原因。因此，每轉(zhuǎn)一圈，工作室的體積變化兩次，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)工作過程。 在汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)上，轉(zhuǎn)子的頂點(diǎn)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)圓周的橢圓形殼體而運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持與圍繞在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中心的一個(gè)偏心軌道上的輸出軸齒輪的接觸。三角形轉(zhuǎn)子的軌道是用一個(gè)相位齒輪機(jī)構(gòu)來規(guī)定的。相位齒輪包括安裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的一個(gè)內(nèi)齒圈和安裝在偏心軸上的一個(gè)外齒輪。如果轉(zhuǎn)子齒輪在其內(nèi)側(cè)有30個(gè)齒，軸齒輪將在其外原周上有20個(gè)齒，由此得到其齒數(shù)比為3:2。由于這一齒數(shù)比，轉(zhuǎn)子和軸之間的轉(zhuǎn)速比被限定為1:3。和偏心軸相比，轉(zhuǎn)子有較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)三圈。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000 轉(zhuǎn)/分時(shí)，轉(zhuǎn)子的

13、速度只有1000 轉(zhuǎn)/分。1-1 內(nèi)燃機(jī)四個(gè)工作過程與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較 往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)差異在于使用膨脹壓力的方式。在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動(dòng)活塞，機(jī)械力被傳給連桿，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。1-2 轉(zhuǎn)子工作原理示意圖對(duì)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個(gè)面之一推向偏心軸的中心（見圖中力pg）。這一運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)分力的力作用下進(jìn)行。一個(gè)是指向輸出軸中心（見圖中的pb）的向心力，另一個(gè)是使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的切線力（ft）。  殼體的內(nèi)部空間（或旋輪線室）總是被分成三個(gè)

14、工作室。在轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)過程中，這三個(gè)工作室的容積不停地變動(dòng)，在擺線形缸體內(nèi)相繼完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣四個(gè)過程。每個(gè)過程都是在擺線形缸體中的不同位置進(jìn)行，這明顯區(qū)別于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)過程都是在一個(gè)汽缸內(nèi)進(jìn)行的。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量通常用單位工作室容積和轉(zhuǎn)子的數(shù)量來表示。例如，對(duì)于型號(hào)為13b的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為"654cc × 2"。 單位工作室容積指工作室最大容積和最小容積之間的差值；而壓縮比是最大容積和最小容積的比值。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)上也使用同樣的定義。圖 1-3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積的變?nèi)鐖D1-3中所示，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積的變化，

15、以及與四循環(huán)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較。盡管在這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)中，工作室容積都成波浪形穩(wěn)定變化，但二者之間存在著明顯的不同。首先是每個(gè)過程的轉(zhuǎn)動(dòng)角度：往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)180度，而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)270度，是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的1.5倍。換句話說，在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸（輸出軸）在四個(gè)工作過程中轉(zhuǎn)兩圈（720度）；而在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中，偏心軸轉(zhuǎn)三圈（1080度），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈。這樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)就能獲得較長(zhǎng)的過程時(shí)間，而且形成較小的扭矩波動(dòng)，從而使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)流暢。  此外，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也相當(dāng)緩慢，從而有更寬松的進(jìn)氣和排氣時(shí)間，為那些能夠獲得較高的動(dòng)力性能的系統(tǒng)的運(yùn)行提供了便利。2氣缸的理論型線轉(zhuǎn)子機(jī)

16、氣缸的理論型線為雙弧長(zhǎng)短幅外旋輪線。它的創(chuàng)成方法一般有兩種：2.1氣缸型線的創(chuàng)成圖2-1是氣缸型線內(nèi)切創(chuàng)成原理圖。當(dāng)圓心為or,半徑為r的大圓（相當(dāng)于內(nèi)齒輪）沿著圓心為o，半么為k的固定小圓（相當(dāng)于外齒輪）無滑動(dòng)地滾動(dòng)時(shí)，在大圓外有一與大圓連在一起的點(diǎn)p（相當(dāng)于轉(zhuǎn)子的某一頂角）也一起滾動(dòng)，這樣，p點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡就是氣缸理論型線。圖 2-1 汽缸理論型線創(chuàng)成原理圖2-1中，o和or連線的長(zhǎng)度稱為偏心距（即偏心軸的偏心距），以e表示。or至p點(diǎn)的距離稱為雙弧圓外旋輪線的創(chuàng)成半徑，以r表示。當(dāng)設(shè)在大圓上的一點(diǎn)a和小圓上的一點(diǎn)b在起始位置時(shí)，兩圓相切于b點(diǎn)，這時(shí)a點(diǎn)與b點(diǎn)重合，大圓的半徑aor以及p點(diǎn)位

17、于x軸線上（aorp成一直線）。大圓沿固定小圓逆時(shí)針方向滾過一段圓弧ai后，即為圖中所示位置，此時(shí)兩圓相切于i點(diǎn)，主軸偏心距oor轉(zhuǎn)過了a角，aor轉(zhuǎn)過了角。因?yàn)閮蓤A作無滑動(dòng)的滾動(dòng)，故b 。這就表明，大圓的公轉(zhuǎn)速度為其自轉(zhuǎn)速度的3倍，即偏心軸與轉(zhuǎn)子的速比為3：1。由于大圓是沿固定圓滾動(dòng)，因此除了它本身繞其圓心or 自轉(zhuǎn)外，還繞固定圓心o公轉(zhuǎn)，所以創(chuàng)成半徑上的p點(diǎn)，對(duì)于固定圓來說，實(shí)際上并不是繞圓心or旋轉(zhuǎn)的，而是繞兩個(gè)圓的切點(diǎn)（即圖2-1上i點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)。由于該切點(diǎn)本身的位置在變化，因此i點(diǎn)只是p點(diǎn)的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心，ip則稱為p點(diǎn)的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)半徑，也是外旋輪線在p點(diǎn)上的法線。創(chuàng)成半徑r與瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)半徑i

18、p所成的角q稱為外旋輪線在p點(diǎn)的擺動(dòng)角，這個(gè)角度的大小是隨著p點(diǎn)的位置變化而改變。 由圖2-1可知，隨著偏心軸轉(zhuǎn)角a的變化，p點(diǎn)軌跡的坐標(biāo)為 由上方程得出氣缸的理論型線下圖所示 圖2-2氣缸的理論型線圖2-3氣缸實(shí)際型線b. 氣缸的實(shí)際型線上述氣缸理論型線是p點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，若把p點(diǎn)作為轉(zhuǎn)子的一個(gè)頂角，則轉(zhuǎn)子在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的三個(gè)頂角在理論上就能保持與氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的三個(gè)頂角在理論上就能保持與氣缸型線接觸。但是，由于制造有誤差，還有零件愛熱變形等原因，主軸承和偏心軸承以及相位齒輪均需有間隙，轉(zhuǎn)子頂角需具有徑向密封片。因此在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，是以轉(zhuǎn)子的頂角p點(diǎn)為中心，以a為半徑所形成的小圓弧作為徑向

19、密封片的頂端，與氣缸弄而保持接觸的，這時(shí)要相應(yīng)將氣缸理論型線向外擴(kuò)張，擴(kuò)張的距離也為a（稱平移距）。即氣缸的實(shí)際型線是以氣缸理論型線上的點(diǎn)為圓心，以a為半徑所形成各小圓珠筆外包絡(luò)線。如圖c所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)角q是變化的，采用平移距為a的氣缸型面與以a為圓珠筆弧半徑的徑向密封片相配，接觸線在密封片圓珠筆弧面上來回?cái)[動(dòng)，這樣可減少磨損和改善密封性，同時(shí)徑向密封片在槽內(nèi)也不致于產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)圖2-1和圖2-3，氣缸的實(shí)際型線方程為 （1） （2）式中 平移距（m）擺動(dòng)角（rad）氣缸實(shí)際型線與理論型線之間的關(guān)系如下：1 兩條曲線在各點(diǎn)法線方向的距離均為a，所以把氣缸實(shí)際型號(hào)線稱為理

20、論型線的等距曲線或平移曲線。2 兩者在長(zhǎng)、短軸方向上的長(zhǎng)度相差2a,因此實(shí)際型線的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為2(r+e+a),短軸長(zhǎng)度為2(r-e+a);3 確定理論型線以及由此而形成的轉(zhuǎn)子理論型線（內(nèi)包絡(luò)線），只要從r、k、e三個(gè)參數(shù)中選項(xiàng)定任意兩個(gè)即可；面對(duì)實(shí)際型線來說，則需要選定k、e、a三個(gè)參數(shù)才能確定。2.2 滾動(dòng)圓與固定圓的內(nèi)切創(chuàng)成法圖1-1示出氣缸型線內(nèi)切創(chuàng)成原理圖。當(dāng)圓心為or，半徑為r 的大圓（相當(dāng)與內(nèi)齒輪）沿著圓心為o ，半徑為k的固定小圓（相當(dāng)與外齒輪）無滑動(dòng)滾動(dòng)時(shí)，在大圓外有一與大圓連在一起的點(diǎn)p（相當(dāng)于轉(zhuǎn)子的某一頂角）也一起滾動(dòng)，這樣，p點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡就是氣缸理論型線。圖1-1中，o和

21、or連線的長(zhǎng)度稱為偏心距（即偏心軸的偏心距），以e表示。or至p點(diǎn)的距離稱為雙弧圓外旋輪線的創(chuàng)成半徑，以r表示。設(shè)在大圓上的一點(diǎn)a和小圓上的一點(diǎn)在起始位置時(shí)，兩圓相切于b點(diǎn)，這時(shí)a點(diǎn)與b點(diǎn)重合，大圓的半徑aor以點(diǎn)位于x軸線上（aorp成一直線）。當(dāng)大圓沿固定小圓逆時(shí)針方向滾過一段圓弧ai后，即為圖中所示位置，此時(shí)兩圓相切于i點(diǎn)，主軸偏心距oor轉(zhuǎn)過了角。因?yàn)閮蓤A作無滑動(dòng)的滾動(dòng)，故ai=bi即 r=k = 而 =+=+所以 =3 這就表明，大圓的公轉(zhuǎn)速度為其自轉(zhuǎn)速度的3倍，即偏心軸與轉(zhuǎn)子的速比為3：1。由于大圓是沿固定圓滾動(dòng)，因此除了它本身繞其圓心or自轉(zhuǎn)外，還繞固定圓心o公轉(zhuǎn)，所以創(chuàng)成半徑上

22、的p點(diǎn)，對(duì)于固定圓來說，實(shí)際上并不是繞圓心o r旋轉(zhuǎn)的，而是繞兩個(gè)圓的切點(diǎn)（即圖上i點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)。由于該切點(diǎn)本身的位置在變化，因此i點(diǎn)只是p點(diǎn)的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心，ip則稱為p點(diǎn)的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)半徑，也是外旋輪線在p點(diǎn)上的法線。創(chuàng)成半徑r與瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)半徑ip所成的角 稱為外旋輪線在p點(diǎn)的擺動(dòng)角，這個(gè)角度的大小是隨著p點(diǎn)的位置變化而改變。由圖2-1可知，隨著偏心軸轉(zhuǎn)角的變化，p點(diǎn)軌跡的坐標(biāo)為：x=ecos+rcos/3 （m）（2-1）y=esin +rsin/3 （m）式中e偏心距 （m）； r創(chuàng)成半徑（m）式1-2 即為氣缸理論型線方程，氣缸的理論型線如圖1-2所示圖2-2 氣缸的理論型線當(dāng)=0時(shí) x=r-e

23、， y=r-e此時(shí)p點(diǎn)在x軸上，p與氣缸中心的距離最大。2（r+e）為型線長(zhǎng)軸長(zhǎng)度。同樣，當(dāng)=2/3 x=0， y=r-e此時(shí)p點(diǎn)在y軸上，p與氣缸中心的距離最小。2（r-e）為型線短軸長(zhǎng)度。故這種氣缸型線也稱為雙弧長(zhǎng)短幅外旋輪線。型線方程可表示為x/e=cos+r/ecos/3（2-1）y/e=sin+r/esin/3令r/e=k，稱為型線的形狀參數(shù)。從式（2-1）可知，只要k值相等，所得的型線是完全相似的。2.3 滾動(dòng)圓與固定圓外切創(chuàng)成法 圖2-3 氣缸理論型線創(chuàng)成原理圖2-3所示是半徑為r的圓（r）沿著與它外切半徑為k的固定圓（k）滾動(dòng)的情況。當(dāng)rk，與圓（r）一起滾動(dòng)的某一點(diǎn)p 所形成

24、的運(yùn)動(dòng)軌跡也是外旋輪線。在圖2-3中oor=k+r=r 取k/r=2， orp=e 設(shè)在起始位置時(shí)，兩圓相切于b點(diǎn)，即圓（r）上的點(diǎn)a與圓（k）上的b 重合，aorp在x軸上。動(dòng)圓（r）以逆時(shí)針方向沿固定圓（k）純滾過一段圓弧ai后，到達(dá)圖中所示位置。此時(shí)兩圓切于i點(diǎn)，連心線oor轉(zhuǎn)過角，而aorp 轉(zhuǎn)過角。故 = bi即 k=r=k/r=2而 =+=2所以 =1/3由此得出氣缸理論型線方程x=ecos+rcos/3（2-2）y=esin+rsin/3圖2-4 氣缸理論型線的兩種創(chuàng)成方法比較a 內(nèi)切法 b 外切法比較式（2-2）和式（2-1），可見p點(diǎn)的坐標(biāo)變化規(guī)律是完全相同的。因此，由這兩式

25、畫出的型線也是完全相同的，如圖1-4所示。對(duì)這兩種創(chuàng)成方法，內(nèi)切法是以轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的氣缸型線創(chuàng)成法，與目前轉(zhuǎn)子機(jī)的相位齒輪機(jī)構(gòu)一致；外切法的齒輪機(jī)構(gòu)則不同于實(shí)際轉(zhuǎn)子機(jī)的結(jié)構(gòu)，但在加工和檢驗(yàn)氣缸型線時(shí)有實(shí)用意義。2.4氣缸的實(shí)際型線上述氣缸理論型線是p點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，若把p點(diǎn)作為轉(zhuǎn)子的一個(gè)頂角，則轉(zhuǎn)子在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的三個(gè)頂角在理論上就能保持與氣缸型線接觸。但是，由于制造有誤差，還有零件受熱變形等原因，主軸承和偏心軸承以及相位齒輪均需有間隙，轉(zhuǎn)子頂角需具有頸項(xiàng)密封片。因此在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，是以轉(zhuǎn)子的頂角p點(diǎn)為中心，以為半徑所形成的小圓弧作為頸向密封片的頂端，與氣缸型面保持接觸的，這時(shí)要

26、相應(yīng)將氣缸理論型線相外擴(kuò)張，擴(kuò)張的距離也為（稱平移距）。即氣缸的實(shí)際型線是以氣缸理論型線上的點(diǎn)為圓心，以為半徑所形成各小圓的外包絡(luò)線。 圖 2-5 氣缸實(shí)際型線如圖2-5所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)角是變化的，采用平移距為的氣缸型面與以為圓弧半徑的頸向密封片相配，接觸線在密封片圓弧面上來回?cái)[動(dòng)，這樣可減少磨損和改善密封性，同時(shí)徑向密封片在槽內(nèi)也不致產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)圖2-1和圖2-5，氣缸的實(shí)際型線方程為 x=ecos+rcos/3+cos（/3+） （m）（2-3） y=esin+rsin/3+sin（/3+） （m）式中 平移距（m） 擺動(dòng)角（rad）若將式（2-3）中的角消去，則可得

27、到只含一個(gè)變數(shù)是氣缸實(shí)際型線方程。從圖2-1的 orpi中，令f=ip可得 （3e）2=r2+f2-2rfcos f=由此得 cos= （2-4）因 sin=，以式（2-4）代入整理得 sin= （2-5）又因 cos（+）=coscos-sinsin sin（+）=sincos+cossin以式（2-4）和式（2-5）代入并整理得 cos（+）= （2-6） sin（+）= （2-7）將式（2-6）和式（2-7）代入（2-3）得x=ecos+rcos2/3+ （m）y=esin+rsin/3+ （m）的氣缸實(shí)際型線與理論型線之間的關(guān)系：1、兩條曲線在各點(diǎn)法線方向的距離均為，所以把氣缸實(shí)際型線

28、稱為理論型線的等距曲線或平移曲線，但兩者在幾何上。1.兩者在長(zhǎng)、短軸方向上的長(zhǎng)度相差2，因此實(shí)際型線的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為2（r+e+），短軸長(zhǎng)度為2（r-e+）；2.確定氣缸理論型線以及由此而形成的轉(zhuǎn)子理論型線（內(nèi)包絡(luò)線），只要從r、k、e三個(gè)參數(shù)中選定任意兩個(gè)即可；而對(duì)實(shí)際型線來說，則需要選定k、e、三個(gè)參數(shù)才能確定。3汽缸型面的鏜面加工汽缸型面的加工是缸體加工的關(guān)鍵工序，其加工精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能和使用壽命。由于型線為雙弧長(zhǎng)短輻圓外旋輪線，屬非圓曲線，幾何形狀特殊，而且精度和粗糙度要求較嚴(yán)格，它的加工在轉(zhuǎn)子機(jī)零件假定中算是最復(fù)雜，又是最消耗時(shí)的一個(gè)工序，且無法在普通機(jī)床上加工，因此必須設(shè)計(jì)制

29、造工裝夾具或?qū)Ｓ脵C(jī)床才能完成著一工序。3.1刀具的幾何角度目前，多數(shù)是按型線的創(chuàng)成原理設(shè)計(jì)工裝夾具或?qū)Ｓ脵C(jī)床來行鏜削加工的。這種加工方法實(shí)際上與轉(zhuǎn)子機(jī)的工作情況相類似，只要在轉(zhuǎn)子頂角處裝上一把或三把刀具，并用外力驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，刀刃就可切削加工出汽缸型面。但應(yīng)用此法時(shí)，刀具不宜剛性安裝在轉(zhuǎn)子頂角處。因?yàn)榈毒邉傂园惭b，則刀具的刃面與氣缸型線各處發(fā)線不重合（僅在型線的長(zhǎng)軸和短軸處才重合一致）。這樣刀具與型線所形成的前角和后角總是變化的， 圖 3-1 氣缸理論型面加工示意圖如圖3-1所示。這種角度變化使切削條件變壞，同時(shí)所加工出的氣缸型線只是理論型線，誤差較大且達(dá)不到要求。那么對(duì)于鑄件來說刀具角度怎

30、么選擇，鑄鐵其力學(xué)性能特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度（約為35倍）。故采用正前角切削更有利于減少切屑變形及切削力。但切削鑄鐵時(shí)切削力最高溫度和切削力集中在刃區(qū)，楔角0小時(shí)會(huì)削弱切削刃的強(qiáng)度和散熱能力，一般宜采用較小值的正前角、平前面不開負(fù)倒棱，用油石仔細(xì) 成輕型鈍圓刃或鋒刃。當(dāng)加工條件惡劣，余量不均沖擊較大時(shí)也可以采用負(fù)倒棱，但負(fù)倒棱寬度b1宜取小值，否則由于切削與前面接觸長(zhǎng)度很斷，致使寬的倒棱角實(shí)際成了負(fù)前角切削。一般取b1<0.5f；01=-50100 。有些先進(jìn)刀具采用大前角（0=250300），同時(shí)配以負(fù)倒棱 以使切削刃口強(qiáng)度不致削弱。這種大前角刀具以較高的速度進(jìn)行切削可生成類似帶

31、狀切削，切削與前面的接觸長(zhǎng)度增加。下表列出了切削鑄鐵的刀具幾何參數(shù)，具體選用時(shí)根據(jù)工件材料的硬度，以及機(jī)床，刀具、夾具、工件系統(tǒng)的情況進(jìn)行修正，特別是國(guó)外的一些數(shù)據(jù)僅供參考。 單刃刀具（車、鏜）的幾何角度工件材料高速鋼硬質(zhì)合金鑄鐵種類硬度（hbs）s000焊接的可轉(zhuǎn)位的s00s00灰鑄鐵球墨鑄鐵100-200501005050006070-50-50-50可鍛鑄鐵200-30050805050006070-50-50-50緊密石墨鑄鐵白口鐵300-40050505050-50-5070-50-50-503.2 鏜削氣缸實(shí)際型面的工裝夾具為了保持刀具有固定的切削角度，以便得到最有利的切削條件，必

32、須是刀具在切削是，應(yīng)相對(duì)與到架有一個(gè)擺動(dòng)動(dòng)作，以使刀具的刀刃面始終與汽缸型線個(gè)處的法線相重合。為此，可采用如圖所示的工裝夾具。圖3-2（a）是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，刀具裝在刀桿上，并選定刀桿擺動(dòng)中心p至內(nèi)齒輪中心o的距離為p,刀具的刀尖至刀桿擺動(dòng)中心p的距離為平移距a.在偏心軸端附設(shè)法線控制機(jī)構(gòu),它由曲柄8 滑塊9 擺動(dòng)桿7等組成.滑塊與曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心線設(shè)在內(nèi) 外齒輪瞬時(shí)嚙合點(diǎn)i位置處,滑塊在擺動(dòng)桿上滑動(dòng)擺動(dòng)桿的另一端與刀桿固緊.當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)是,使刀架產(chǎn)生公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn),刀桿也隨之?dāng)[動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng).刀刃平面的擺動(dòng)中心p 在圓外旋輪線上,且擺動(dòng)桿中心線通過內(nèi) 外齒輪嚙合點(diǎn)i的下方,因此,它能使刀具的刀面保持在氣缸

33、型線各處的法線上.其擺動(dòng)的角度是與擺動(dòng)角a相同,因而刀具的切削角度不發(fā)生變化.由于刀刃擺動(dòng)中心p的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓外旋輪線,故能加工出汽缸的實(shí)際型線(平移距曲線)圖 3-2 鏜銷氣缸實(shí)際型面的工裝夾具（a）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （b）具體結(jié)構(gòu)圖圖2-2（b）為其具體結(jié)構(gòu)圖.它可裝在車床,立銑床或鉆床上進(jìn)行氣缸型面的加工,偏心軸1與機(jī)床主軸連接,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),動(dòng)力通過偏心軸頸帶動(dòng)倒架4轉(zhuǎn)動(dòng),裝有搪刀6的刀桿5也隨之轉(zhuǎn)動(dòng).固定在刀架體上的內(nèi)齒輪3和固定在殼體11上的外齒輪2的齒數(shù)比為3:2.在具體結(jié)構(gòu)中的法線控制機(jī)構(gòu),由擺動(dòng)桿7 滑塊9和圓盤(曲柄)8組成的.圓盤8緊固在偏心軸10,這個(gè)銷的中心與偏心軸頸中心

34、的距離為3e,它與內(nèi)外齒輪的嚙合點(diǎn)位于一根垂線上.在銷上套有滑塊9并裝在擺動(dòng)桿的導(dǎo)槽里,而擺動(dòng)桿用螺釘緊固在刀桿5上.刀具6用調(diào)節(jié)螺釘12來進(jìn)刀,并用壓緊螺釘13來壓緊.當(dāng)圓盤8隨同偏心軸頸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),圓盤上的銷和滑塊也作同樣的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),這時(shí),滑塊在不擺動(dòng)桿的導(dǎo)槽里推擺動(dòng)桿繞軸承的旋轉(zhuǎn)中心(在圓外旋輪線上)作扇形擺動(dòng),刀桿和鏜刀也跟著作相應(yīng)的擺動(dòng),使得鏜刀的法線與汽缸型線的法線,在整個(gè)加工過程中始終重合,即始終處于公法線上.這樣就能使鏜刀6所加工出來的型面為氣缸理論型面的等距離型面.這種工裝夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但它的缺點(diǎn)是:刀具沿汽缸型面的切削速度不均勻;刀架是懸臂的;而且受變化較大的慣性力的作

35、用;加工一定數(shù)量的工件后,內(nèi)外齒輪 滑塊和軸承的磨損,都會(huì)較大地影響加工精度.因此,只可應(yīng)用在粗加工中.3.3 多刀加工氣缸型面圖3-3 三刀鏜削氣缸型面的原理及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）基本原理圖 （b）傳動(dòng)簡(jiǎn)圖為提高工效,一般采用多刀加工汽缸型面的方法.圖33(a)為三刀鏜削汽缸型面的基本原理圖.圖中i為內(nèi) 外齒輪的嚙合點(diǎn),r為創(chuàng)成點(diǎn),其軌跡為汽缸的理論型線.ip聯(lián)線是汽缸型線的法線.刀具的刀刃面在此法線上,刀尖至p點(diǎn)的距離等于平移距a,則刀尖在缸體上的軌跡就是理論型線的等距離曲線.從圖中可以看出,三刀鏜削法在理論上可參照?qǐng)D152所示工夾具的方法,在轉(zhuǎn)子三個(gè)頂角出都安裝刀具,同時(shí)切削加工汽缸型面.但在

36、實(shí)際這種加工方法,不宜采用內(nèi)外齒輪嚙合的結(jié)構(gòu),而需改用另一種行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),一免主軸剛性過差及齒輪和軸承受力過大.圖3-3(b)為三鏜削機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖.圖中z1為固定齒輪,行星齒輪z2 和z2是同軸且繞偏心軸的臂h上的軸線o1轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪z2與固定齒輪z1嚙合,齒輪z3與齒輪z3嚙合,齒輪z3相當(dāng)于轉(zhuǎn)子,它擾偏心軸頸轉(zhuǎn)動(dòng),其偏心距為e.只要將四個(gè)齒輪的齒數(shù)選擇為：=z則也能達(dá)到內(nèi)外齒輪的齒數(shù)比為3:2同樣運(yùn)動(dòng)效果.因轉(zhuǎn)子與偏心軸的轉(zhuǎn)速比為1/3,故圖153(b)的行星機(jī)構(gòu)齒輪z3(相當(dāng)于轉(zhuǎn)子)與偏心軸的轉(zhuǎn)速比要求為1/3.根據(jù)周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)系的原理得:=因w1=0,即=得 =現(xiàn)要求=1/3,故必須使

37、=2/3.三刀桿用雙列滾動(dòng)軸承與齒輪z3上三個(gè)孔聯(lián)接,z3中心or至刀桿的中心p的距離為創(chuàng)成半徑r.當(dāng)偏心軸帶動(dòng)齒輪z3旋轉(zhuǎn)時(shí),刀桿中心p的軌跡即為汽缸的理論型線.驅(qū)動(dòng)主軸第二個(gè)偏心裝置,偏心距oi為2e,與第一個(gè)偏心方向互成180度,即ori=3e,這個(gè)偏心裝置的法線桿穿過刀桿的孔中,使刀桿上刀具的前角平面在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),始終保持在旋輪線的發(fā)線上,在刀桿的前端安裝一個(gè)夾刀器,并可調(diào)整刀具,使其刀尖至刀桿擺動(dòng)中心(即p點(diǎn)處)保持a的距離,刀具修磨后,必重新調(diào)整.gz2900型轉(zhuǎn)子機(jī)汽缸型面加工所用專機(jī)是按照三刀切削原理而設(shè)計(jì)制造的,機(jī)床的外形如圖24所示 .該專機(jī)經(jīng)多年使用證明性能良好,加工精度

38、和粗糙度可達(dá)到圖紙要求,效率較高,適于批量生產(chǎn). 圖3-4 三刀鏜削專機(jī)的外形圖4 用創(chuàng)成法磨削汽缸型面為了使發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的性能和耐久性,除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇合理外,保證一定的加工精度也是一個(gè)重要方面.對(duì)轉(zhuǎn)子機(jī)來說,汽缸面的精度和粗糙度要求都很嚴(yán)格,因此,汽缸型面在鏜削加工后,必須進(jìn)行磨削,以保證型面滿足精度和粗糙度要求.（磨削加工的主要特點(diǎn)：磨削精度高、磨削加工范圍廣泛、砂輪具有一定的自銳性 ）。4.1用外切齒輪機(jī)構(gòu)創(chuàng)成法應(yīng)用外切齒輪機(jī)構(gòu)的創(chuàng)成原理如圖3-1所示.圖中小齒輪o1和o3與大齒輪o2之半徑比為1:2,創(chuàng)成半徑r=o2o1,距離小齒輪中心o1為e的點(diǎn)p,齒輪嚙合點(diǎn)m的連接線,正

39、是外外旋輪先的法線.在pm線的延長(zhǎng)線上設(shè)置一滑塊g,并與固連在齒輪3上長(zhǎng)度為o3g=5e的曲柄相連接.那么在齒輪傳動(dòng)中,外旋輪線上p點(diǎn)的法線將始終位于pm線上.在加工過程中,可令pm 線固定不動(dòng),齒輪o1繞p點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),缸體與齒輪o2一起轉(zhuǎn)動(dòng),并將砂輪中心設(shè)置在直線pm上,就保證了汽缸外旋輪線上的任意一點(diǎn)與砂輪接觸時(shí),接觸點(diǎn)的公法線始終在法線pmg上,這樣就可以準(zhǔn)確地磨削出外旋輪線或它的等距離曲線,若將砂輪沿pm向p的方向移動(dòng),產(chǎn)生徑向進(jìn)刀,就可磨削到圖紙要求的尺寸. 圖4-1 外切齒輪機(jī)構(gòu)創(chuàng)成原理圖 圖4-2 磨削氣缸型面工裝的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖圖4-2為磨削汽缸面工裝的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖.動(dòng)力由蝸桿

40、蝸輪帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng),固定在該軸上的主動(dòng)齒輪1與中間齒輪2 從動(dòng)齒輪3嚙合,三齒輪的中心在同一直線上,并安裝在同一箱體內(nèi).由于偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng),于是偏心軸頸帶動(dòng)齒輪箱運(yùn)動(dòng),主動(dòng)齒輪帶動(dòng)中間齒輪,中間軸以及工作臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng),待加工的缸體安裝在工作他臺(tái)上也 隨之轉(zhuǎn)動(dòng).其從動(dòng)齒輪3通過曲柄帶動(dòng)滑塊g,沿其固定槽(即pm線)作往復(fù)運(yùn)動(dòng).由于滑槽的作用,通過曲柄 從動(dòng)軸和從動(dòng)齒輪及中間齒輪,可控制汽缸型線的法線始終與滑槽中心線重合一致.如果將砂輪中心線調(diào)整到滑槽的中心線上,就可以保證砂輪中心線總是位于公法線狀態(tài)進(jìn)行磨削加工.由于汽缸型線屬非圓曲線,曲率半徑不斷變化,同時(shí)進(jìn)行內(nèi)圓磨削和外圓磨削,因此在磨削汽缸型面

41、時(shí)必須選擇合適的砂輪直徑,以免產(chǎn)生干涉,使型線失真.砂輪的最大直徑應(yīng)符合下式要求: d <2(e)式中 d-砂輪直徑; e-偏心距; k-形狀參數(shù); a-平移距同時(shí)行星內(nèi)圓磨削時(shí)，工件固定不轉(zhuǎn)，砂輪除了繞其自身軸線高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)還繞被磨內(nèi)孔的軸線作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)由砂輪或工件完成。周期地改變砂輪與被磨內(nèi)孔軸線間的偏心距，即增大砂輪公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)半徑，可實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。這種磨削方式適用于磨削大型或形狀不對(duì)稱，不便于旋轉(zhuǎn)的工件。在圖中4-2所示的加工工裝中，工件（缸體）隨工作臺(tái)既轉(zhuǎn)動(dòng)又?jǐn)[動(dòng)，而主軸是固定的，所以在機(jī)床主軸上可以裝砂輪或可裝銑刀，也可以裝

42、鏜刀，就是說，應(yīng)用這種工裝能夠進(jìn)行汽缸型面的磨削、銑削或鏜削加工這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)是可以比較準(zhǔn)確地加工出汽缸型面但缺點(diǎn)是切削速度比較大，滑塊和滑槽等處的磨損都會(huì)影響汽缸面加工的精度和粗糙度，并影響汽缸型線相對(duì)于定位銷的相位4.2用速比與內(nèi)切齒輪機(jī)構(gòu)相當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)創(chuàng)成法用速比與內(nèi)切齒輪機(jī)構(gòu)相當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)創(chuàng)成法是根據(jù)內(nèi)切創(chuàng)成原理，把產(chǎn)生擺動(dòng)角的曲柄機(jī)構(gòu)移到工作臺(tái)上面，并用二對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng)代替內(nèi)切齒輪機(jī)構(gòu)，如圖4-3和圖4-4所示圖4-3創(chuàng)成原理傳動(dòng)示意圖圖4-4 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖圖4-3中，轉(zhuǎn)子和內(nèi)齒輪固定不動(dòng)，點(diǎn)是轉(zhuǎn)子頂角點(diǎn)，是內(nèi)外齒輪瞬時(shí)嚙合點(diǎn)，聯(lián)線即為汽缸型線上點(diǎn)的法線但實(shí)際上，是另一種法線控制機(jī)構(gòu)使這樣

43、的桿件沿原來法線運(yùn)動(dòng)砂輪軸線是裝在法線桿件上砂輪主軸由軸上方的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)，并有法線桿件（擺臂）使其在水平面擺動(dòng)進(jìn)給時(shí)，砂輪軸線可在法線趕件上移動(dòng)由于原來的內(nèi)切齒輪機(jī)構(gòu)的剛性較差，故須用圖4-4所示的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)代替，并應(yīng)使缸體的轉(zhuǎn)速w01/2w，w為偏心軸的轉(zhuǎn)速，以使其運(yùn)動(dòng)與原齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)相同其原理由如下：因在原理齒輪機(jī)構(gòu)中,內(nèi)齒輪固定不變,既wr0.又因原來齒輪機(jī)構(gòu)(周轉(zhuǎn)輪系)的速比關(guān)系為 既 2/3 - w 所以 ww圖4-4中,上面一組蝸輪通過一個(gè)十字聯(lián)軸節(jié)控制工作臺(tái)(缸體)繞其中心線o自轉(zhuǎn),角速度為w-1/2w下面一組蝸輪控制偏心軸線繞中心線or轉(zhuǎn)動(dòng),其角速度為w,并使工作臺(tái)繞or公轉(zhuǎn)

44、.這樣缸體的運(yùn)動(dòng)就能與圖4-3中齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)缸體的運(yùn)動(dòng)相同.該加工方法的優(yōu)點(diǎn)是:由于把法線控制機(jī)構(gòu)移到工作臺(tái)的上方,而缸體的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)分別由兩對(duì)大的精密蝸輪桿來傳動(dòng).因此使機(jī)床主結(jié)構(gòu)的布置緊湊,剛度大及耐磨,易于保證在批量生產(chǎn)時(shí),汽缸型線相對(duì)于定為銷的位置保持不變,有利于缸體的互換性.其缺點(diǎn)是:因砂輪須安裝在擺動(dòng)的法線桿件上,使加工精度和粗糙度受到一定影響.gz2-900型轉(zhuǎn)子機(jī)按此原理設(shè)計(jì)制成專用磨床進(jìn)行缸體磨削加工,經(jīng)實(shí)踐證明有上述的優(yōu)缺點(diǎn).5 用靠模法磨削氣缸型面靠模法有稱仿形法,簡(jiǎn)單地說,將模板作為外旋輪線的形狀,設(shè)置一個(gè)靠輪使模板型線沿著靠輪滾動(dòng),這樣模板引導(dǎo)工件仿形,砂輪就能加工

45、出同樣形狀的型面.在靠模法加工中,靠模板的精度很重要,它是決定零件加工精度的關(guān)鍵.同時(shí),還應(yīng)注意模板與靠輪及刀具之間的關(guān)系,靠模法的加工原理圖 5-1 仿形磨削加工原理1-工件； 2-砂輪； 3-工作臺(tái)滑動(dòng)支架；4-重錘； 5-靠模； 6-錐形靠輪；7-蝸桿蝸輪 如圖5-1所示.應(yīng)用這種靠模法加工汽缸型面時(shí),要求靠模磨床的靠輪中心與砂輪中心重合,而且兩者半徑必須相同,這樣才能磨削出正確的汽缸型面. 5.1靠模法磨削的優(yōu)點(diǎn)在實(shí)際磨削加工過程中,砂輪總是會(huì)磨削的,需要進(jìn)行修磨,這樣它的直徑將會(huì)逐漸減小;如要保證加工出準(zhǔn)確的型面,必須相應(yīng)的減小靠輪的直徑;這就要求準(zhǔn)備許多靠輪,每當(dāng)修正一次砂輪,就要

46、根據(jù)砂輪直徑的大小選配更換一次靠輪,這樣操作很不方便,也不經(jīng)濟(jì),如果將靠輪和砂輪都做成有錐度的,那么只要使靠輪產(chǎn)生軸向移動(dòng),就可以實(shí)現(xiàn)砂輪的徑向進(jìn)給和補(bǔ)償作用.在圖5-1中,錐形靠模5和工件1緊固為一體,并一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)其側(cè)面由重錘或彈簧控制,使滑動(dòng)支架在水平方向移動(dòng),并迫使靠模5緊靠在圓錐形靠輪6上,做仿形運(yùn)動(dòng);因砂輪與圓錐形靠輪安裝在同一中心線上,所以砂輪對(duì)汽缸型面進(jìn)行著仿形磨削加工.若要達(dá)到最終的尺寸要求,就必須使圓錐形靠輪的有效直徑(既圓錐形靠輪與磨板接觸部分的平均直徑)與砂輪直徑相等.靠磨法磨削加工的主要優(yōu)點(diǎn)是可避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件的磨損而造成加工精度的偏差.但單純用靠模法磨削加工

47、有下列一些缺點(diǎn)(1)砂輪直徑必須與靠輪直徑相等,及兩者的中心線必須重合，否則會(huì)影響加工精度；（2）因靠模法與靠輪接觸點(diǎn)的公法線與靠模對(duì)靠輪的作用力的方向不一致，而且這公法線不是通過工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心，因此，靠掄作用于靠模的作用力n的大小及其對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心所產(chǎn)生力矩和方向的變化使汽缸型面磨削速度有較大的變化，圖 5-2 磨削時(shí)，靠輪對(duì)靠模反作用力n的力矩和方向變化情況（a） 力矩方向與缸體旋轉(zhuǎn)方向相反 （b）力矩方向與缸體旋轉(zhuǎn)方向相同如圖5-2所示。由圖（a）可知這力矩與工作臺(tái)和缸體的旋轉(zhuǎn)方向相反，使缸體減速，由圖（b）可知這力矩與工作臺(tái)和缸體的旋轉(zhuǎn)方向相同，使缸體加速。5.2 靠模裝置的誤差

48、同時(shí)靠模裝置各部件也會(huì)引起誤差：1靠模精度引起的誤差利用靠模裝置加工氣缸型面，其誤差的30以上來自靠模的型面誤差，而要將靠模制造的精度提高又很困難。因此，通常采用放大靠模對(duì)工件的比例，即采用加大靠模來加工氣缸型面。其靠模這樣就有如下優(yōu)點(diǎn)。(1)可降低靠模的精度要求。因?yàn)槿魏我环N機(jī)床利用靠模加工型面所產(chǎn)生的誤差都將根據(jù)靠模對(duì)工件的比例的增大來減小。(2)大比例的靠模能得到小的壓力角，有利于改善靠模裝置的運(yùn)動(dòng)條件，防止“卡死”現(xiàn)象，也有利于提高葉片的加工精度。(3)仿型模的剛度增加了，就可以采用剛度較大的從動(dòng)件(滾輪或靠模銷)來減少?gòu)膭?dòng)件的變形。2.氣缸型面曲線的特性對(duì)誤差的影響在分析用靠模法加工

49、氣缸可達(dá)到的精度時(shí)，必須考慮氣缸上有無帶有較大壓力角的區(qū)域以及曲線轉(zhuǎn)接處的曲率半徑等。如果曲線上有陡峭轉(zhuǎn)折，那么在仿型機(jī)床上加工時(shí)，就會(huì)發(fā)生由于慣性力的作用而引起的誤差。如果靠模上帶有較大壓力角的區(qū)域，則會(huì)使靠模所受的壓力過大，增加彈性變形。3靠模蓑置基本組成部分(如刀具、靠模、滾輪及靠模銷)的磨損所引起的誤差：1、導(dǎo)桿 2、滾輪 3、仿型誤差 4、葉片5.3 機(jī)床系統(tǒng)引起的誤差1機(jī)床系統(tǒng)對(duì)氣缸誤差的影響機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，如絲杠及螺母等元件中的間隙所產(chǎn)生的誤差，將會(huì)妨礙仿型過程的正常進(jìn)行，并降低加工表面的精度。2機(jī)床彈性構(gòu)件變形對(duì)氣缸精度的影響機(jī)床上對(duì)仿型精度有直接影響的零部件的彈性變形，將引起

50、加工型面的誤差。如銑刀芯軸的撓度，滾動(dòng)芯軸(或靠模銷)的撓度，以及滾輪與靠模接觸部分的彈性變形都會(huì)引起誤差。3刀具和滾輪(或靠模銷)的足寸不一致所引起誤差時(shí)，為了解決仿型銑刀的磨損及復(fù)磨問題。經(jīng)常按每隔0 03-005ram制造一個(gè)滾輪，當(dāng)銑刀因?yàn)槟p或復(fù)磨而直徑減小時(shí)，就能在這樣的系列滾輪里找出一個(gè)合適的滾輪換上，從而減少了仿型誤差，滿足了生產(chǎn)需要。通過以上分析，可以得到如下結(jié)論。(1)在保持刀具的制造公差及磨損限度不縮小的情況下，用以提高工作型面的精度或者在保持一定精度的情況下，放寬刀具尺寸的允許變化范圍。這一點(diǎn)對(duì)于用小直徑砂輪磨削或用強(qiáng)力多軸仿型銑銑氣缸型面時(shí)尤其重要，因?yàn)檫@兩種方法使刀

51、具的磨損很快。(2)在不考慮刀具和接觸器(滾輪及仿型銷)尺寸變化的情況下，每次補(bǔ)充進(jìn)刀所得到的型面也是不同的。這是由于型面上各點(diǎn)法向距離是不同的，即每一次進(jìn)刀后，型面上各點(diǎn)切去的余量是不同的 因此，在用試切法檢定靠模型面的精度時(shí)須注意的是：只有余量為零的情況下，氣缸型面上才能得到理論正確型面。在氣缸型面有余量時(shí)，其型面不是理論正確型面，此時(shí)所測(cè)得的型面誤差，不一定代表靠模的型面誤差。因而在鑒定和檢查時(shí)必須通過試切達(dá)到尺寸。我公司一般都在葉片仿型后留0305mm余量，再由拋光鉗工反復(fù)用樣板檢查葉片型面，判斷出靠模上哪些部位需要修磨，從而修磨靠模，達(dá)到了降低氣缸仿型加工誤差的目的，收到了良好的效果

52、。(3)如果要用靠模來測(cè)量氣缸型面，也可把原來的刀具換為測(cè)量頭(如百分表，千分表等)，但此時(shí)應(yīng)使測(cè)量夾具與加工該型面的靠模裝置有相同的工作原理，并具有相同的結(jié)構(gòu)參數(shù)。這缺點(diǎn)都會(huì)影響加工的工效和精度。為了提高工效和加工精度宜采用下述的創(chuàng)成靠模法。6 創(chuàng)成靠模法模削汽缸型面此加工方法是外切齒輪機(jī)構(gòu)創(chuàng)成法和靠模法的綜合。在加工過程中，利用其創(chuàng)成機(jī)構(gòu)保持靠模與靠輪接觸點(diǎn)的公法線及汽缸型線與砂輪模削點(diǎn)的公法線與機(jī)構(gòu)的法線n-n重合，以使模削不受砂輪直徑改變的影響，并使靠模削移動(dòng)的作用力方向恒與靠模和靠輪的接觸點(diǎn)的公法線相一致，并通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心，而不致產(chǎn)生力矩，同時(shí)利用靠模的作用使汽缸型線的加工精度不受創(chuàng)

53、成機(jī)構(gòu)零件磨損的影響。因而這種加工方法的工效和加工精度均較高，在成批生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。6.1外切創(chuàng)成法的加工圖6-1 創(chuàng)成法的加工原理圖6-1 為外切創(chuàng)成法的加工原理圖，其原理與圖4-1相同。圖 6-2 創(chuàng)成靠模法加工原理圖6-2為把圖6-1中原小齒輪1取消，并在原嚙合點(diǎn)m處裝有滑塊1和軸承，使齒輪輪箱（即系桿）能繞m點(diǎn)擺動(dòng)。在主軸中心為o2上方卡盤的下端裝上與汽缸型線相同的靠模，在公法線n-n上設(shè)靠輪ok，及使滑塊1受油壓或重錘力作用下能沿法線n-n作往復(fù)移動(dòng)，以使靠模壓緊靠輪。這時(shí)圖6-2中靠模與靠輪的關(guān)系相當(dāng)于圖6-1中汽缸型線與砂輪的關(guān)系。因兩者的運(yùn)動(dòng)完全相同，只要在圖6-2中的主軸卡盤（中心為o2）上裝上缸體，砂輪中心通過法線n-n即可模削出要求的型線。又因砂輪中心與靠輪中心同在公法線n-n上，故靠?？刹捎玫染嗑€以放大尺寸，靠輪直徑與砂輪直徑無關(guān)，一般情況下，因結(jié)構(gòu)限制，靠輪直徑可小于砂輪直