关于三角形、多边形钻孔的方法以及相关资料

动静之机

参与过这几个帖子后感受颇多：
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* e- q/ {' z2 y# s: m) `rotary broaching 旋转拉（推）削原理------内四方、内六方等问题的答案
" \- i, z2 E  g* o% E* f; Khttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=143588
5 w/ `/ a! I8 c) C
在不锈钢板上开等边三角形的孔，有什么方法效率最高？求助
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=137359&extra=page%3D5
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3 O' ^9 E0 {6 G: V谁见过可以钻六边形的钻头呀
3 q/ `7 W/ B5 r1 i4 [) t+ Y/ Ihttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=144202&page=1#pid860848pid860848
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( Q* V& o- |/ z# Z: \后续查阅了一些资料，在此与大家分享一些相关知识。
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" R3 s* q5 i$ X; B1 W先温习一下关于摆线有关名词：
当一个圆在一直线上纯滚动时，圆周上的点所描绘的旋轮线称为摆线cycloid。
圆内部的点所描绘的旋轮线称为短摆线curtate cycloid。
圆外部的点所描绘的旋轮线称为长摆线prolate cycloid。
9 B2 E( _5 Z. b+ N9 E5 Z短摆线与长摆线合称为次摆线trochoid。
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: |) r( E' ~' l4 `3 |7 f# M当一个小圆在一个大圆的内部纯滚动时，小圆圆周上的点所描绘的
5 g8 m) o: E/ n* s旋轮线称为内摆线hypocycloid。
5 e  J6 h2 \! K; w5 D- A% B小圆内部的点所描绘的旋轮线称为短幅内摆线curtate hypocycloid。
9 M( o0 m. L: P: l. j小圆外部的点所描绘的旋轮线称为长幅内摆线prolate hypocycloid。
0 e5 M' @; N1 w) H: i* @二者合称为次内摆线hypotrochoid。

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0 d( T0 v1 k( b' }; r8 t6 h7 U5 Z* x 当一个小圆在一个大圆的外部纯滚动时，小圆圆周上的点
2 R" v7 f) F* Y  H5 s; t所描绘的旋轮线称为外摆线epicycloid。
小圆内部的点所描绘的旋轮线称为短幅外摆线curtate epitrochoid。
小圆外部的点所描绘的旋轮线称为长幅外摆线prolate epitrochoid。
0 Y2 ]- ^2 X3 t1 l! N4 J: H' n二者合称为次外摆线epitrochoid。
  C" s0 i$ T5 a' f1 t（图略）
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虽然这些名词不难理解，然而接下来的应用却让人大开眼界。
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以三叶状次内摆线为例，不同点扫描过的曲线都不一样。

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3 L. B+ ~$ p' U0 i$ J当长臂为短臂长度的3.5倍左右时，可以得到比较理想的三角形：
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然而如何巧妙地将这个自转与公转半径比、周期比、相位差用具体的机构
2 z0 @  O# q+ E; c实现，是个技巧问题。这里有个实例，供大家下载后研究。
钻镗三角形孔的方法.pdf (151.36 KB, 下载次数: 533)

2010-2-26 17:28 上传

点击文件名下载附件 钻镗三角形孔的方法.pdf
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上述三角孔钻床实现的方法是：把一个正常的旋转的主轴以二倍的转速（对地）反向
公转，把偏心率控制在需要的值。使用的刀具是扁钻。
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它的数学原理是：既然这些曲线任意一点为两个旋转运动（矢量）的叠加，那
# i' c- _: o7 ?$ l7 r么具体是矢量A+矢量B  还是  矢量B+矢量A是没有区别的，因而就可以转化成：

2 a! [$ u* @& h) _9 l9 R
$ e8 i7 {3 A# d  N+ D% S0 ?. E
$ t3 ?1 K9 W2 l1 K. \: ~请注意，动画中蓝色箭头总有两个位置互为180度的位置而红色（偏心量）位置相同，
即意味着加工三角孔时可以采用两刃刀具（扁钻）。

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( Z: f+ J4 A" B; k/ C9 R这极有可能正是麻花钻（两刃成180度相位）打浅孔或薄板经常成为三角形
的本质原因。由于钻杆的柔性或者手持的不稳定性，钻头本身在自转的同时
  K8 a' [  V# n有抖动现象，只要稍有走偏（横刃等因素的综合影响、只要半圈就够了），
. j+ p+ C7 z7 a6 g' D这个误差就会引正反馈强化而最终形成三角形。
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! S$ ~: w8 T  N7 t, B/ n同理，更多的边数也能搞定。也不难证明，用上述方法时，
2 ]8 b2 ^0 o. \( T加工四边形孔的刀具截面是三棱形，
加工五边形孔的刀具截面是四棱形
加工六边形孔的刀具截面是五棱形
8 X+ G$ Q# ~( ~7 T、、、

如果换个角度看问题，你会发现这个方法不但适用于内孔，同样适用于外表
面。这就是很多人迷惑的问题：为何车床能加工多边形。这个技术玩的最好
的恐怕是德国维拉WERA公司（旋分技术）。

摆线的故事同样可以在双端面平面磨床（轴承、光学、芯片行业用）里找到。
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以上讨论了两级串联旋转机构的扫描轨迹应用，那么三级串联旋转机构呢？
1 L! q% e+ f* x( m" ~呵呵，以前讨论过的独臂时钟就是一例。秒针针尖的轨迹将会非常复杂。
) q# P' C& H: |) K  Yhttp://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=124154
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更多级串联旋转机构的轨迹？俺能力有限，无法继续推演，就此打住。
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螺旋线

技术贴，先赞一个。同时说明数学是多么重要。机床要玩好，数学是基础。
# N- d' ?$ P1 R% r2 i0 _$ Z+ F! E0 M请楼主介绍介绍双端面磨里的摆线故事，谢谢。

孙启明

有理论的支持，解决类似的问题要简单许多。

w3972425

有理论的支持，解决类似的问题要简单许多。

rzy_zh

小时候我，有一套花各种图形的画板就用的这个原理，当时觉得很好玩！

TiGer86120

很有意思，看完这个，更觉得没有做不到，只有想不到

lzhuan

真的很棒啊！！！！！！！

ly0281

太棒啦，楼主伟大，诚哉斯也

another

很好很强大···········

jaukzhen

有理论的支持，解决类似的问题要简单许多