[发明专利]一种圆柱型端面车削加工方法

说明书

本发明属于机械加工技术，涉及一种圆柱型端面车削加工方法。本发明采用通用数控车床，实现圆柱型端面(或圆弧端面)的加工。本发明使用通用的数控车床设备，不需要额外的设备和刀具投入，节约了成本。三维曲面方程的创建，定义了一个新的加工模式，用参数化的编程方式，将加工程序模块化，一专多用，可以使用同一个代码指令如M50，来完成同类型，不同尺寸要求的圆柱型端面，操作简单。

技术领域

本发明属于机械加工技术，涉及一种圆柱型端面车削加工方法。

背景技术

现代工业设计中，除了对产品的性能要求高以外，对产品外观更追求新颖实用。在实际生产中，有很多圆柱外形的产品，当产品的外接部件需要与产品的外形一致时，就会要求部件与之相配的端面必须是圆柱形的端面如图2所示。否则，产品的外观甚至性能会受到很大的影响。但是，这类具有圆柱型端面的产品加工存在很大的技术瓶颈，其关键技术是对于车削加工，只能加工对称形状的回转体，端面形状可以是平面、回转曲面、像球形、抛物线面、椭圆面等，它们均是环绕零件轴线的回转体。若要加工图4所注的A、B、C三处的圆柱形的端面和台阶面，通用的切削工艺就无法完成。对于这类零件的加工，现有的工艺解决办法有两种：

一种是对现有车床进行改造，购买专用的程序软件，以专用机床的方式加工。这种方式的优势是对操作者技术要求不高，操作简单。劣势是费用昂贵，一个程序软件只能加工一种零件，专机专用，不能胜任技术更新和产品研发的要求。

第二种办法是利用加工中心来加工，这种方法的优势是程序自己编制，满足各种尺寸的工艺要求。劣势是只能加工圆柱型的端面和带圆角的台阶圆柱面、效率不高，而对于底面与内圆表面夹角小于90度的台阶无法实现。

可以看出，针对这种特殊的端面，现有的工艺方法虽然解决一部分的生产问题，但是造成了加工成本的居高不下，若要扩大生产面临巨大的设备改造投入，不能适应产品的更新换代和新品研发的需要。

发明内容

本发明的目的是：利用数控车床的优势，采用车削的办法，设计出这种圆柱端面的三维方程，运用数控系统的参数编程功能，实现了这种特殊曲面的车削加工。

本发明的技术方案是：一种圆柱型端面车削加工方法，其特征在于，数控车床有X、Z两个坐标系，分析加工面的特点，圆柱型端面可以看成平的圆端面在一个圆柱面上的投影面，

在三维立体坐标系中，定义在X-Y平面内的平的圆端面方程为

X²+Y²＝R²(0≤R≤R₁)

X：指圆上点到Y轴的距离

Y：指圆上点到X轴的距离

R:为端面圆的半径

R1为端面圆的最大半径

定义在X-Z平面内的圆柱截面方程为X²+(Z+r)²＝r²

X：指圆上点到Z轴的距离

Z：指圆上点到X轴的距离

r:为圆柱面的半径

圆柱端面的方程为

转变为参数方程为

α：为X-Y平面内端面圆的角度变量