1 序言
WD615系列回轉窯上大滾輪裝配用墊板結構如圖1所示。墊板上R510mm圓弧槽通常采用劃線后在刨床上加工，或者利用裝夾工裝在立式車床上加工。前者加工效率低，且精度不高；后者雖然加工效率和精度都高，但需要投入專用裝夾工裝，且裝夾麻煩，加工成本增高，不適于單件生產。
圖1 墊板結構
經研究，采用一種簡易的加工方法，在普通銑床或鏜床上用銑刀盤實現了加工，提高了生產效率，且精度完全符合使用要求。
2 墊板圓弧槽加工方法
墊板圓弧槽加工如圖2所示，將銑刀盤傾斜一個角度θ，即可加工出圓弧槽；控制銑刀盤與工件間距離，可保證圓弧槽深度。加工過程如圖3所示。
圖2 墊板圓弧槽加工示意
圖3 加工過程
原理分析：當傾斜角度θ為0°時，所加工的圓弧槽半徑為銑刀盤半徑；當傾斜角度θ為90°時，所加工的圓弧槽半徑為無窮大，即為平面；當傾斜角度θ介于0°到90°之間時，所加工的圓弧槽實際為長軸為銑刀盤直徑、短軸為銑刀盤直徑與傾斜角度的余弦之積的橢圓弧槽，在精度允許的情況下，可近似為圓弧槽[1]。
3 傾斜角度確定方法
按簡易加工方法，關鍵是如何確定銑刀盤的具體傾斜角度θ。按圖4所示的四心近似畫橢圓法[2]，設橢圓的長半軸為a，短半軸為b，經簡單的數學推算，可算出橢圓的大圓弧半徑R[3]
圖4 四心近似畫橢圓法
在圖2中，橢圓的長軸為銑刀盤直徑d，短軸為dcosθ，代入式（1），可推導出d、θ、R之間的關系如下
對于具體的工件，圓弧槽半徑R為已知，所用銑刀盤直徑d也為已知，代入式（2）可計算出傾斜角度。當然，計算過程很繁瑣，可在Excel上編一個計算公式，很簡單地算出傾斜角度θ的具體值。
4 誤差分析
由于以上所述簡易加工方法，實際上是用橢圓弧面近似地代替了圓弧面，因此，研究其理論誤差成為必要。
離中心線最遠的點誤差最大，可通過分別按圓弧和橢圓弧計算該點的坐標值的辦法，計算出理論誤差，如果在允許誤差范圍內，則可按這種方法加工；如果超過了允許誤差，可通過加大銑刀盤直徑、減小傾斜角度的辦法來減小理論誤差，直到符合要求。
具體的計算過程較復雜，簡單辦法是直接在CAD中繪圖測量，可快速方便地確定出理論誤差值。
圖1中的墊板圓弧槽，采用φ250mm銑刀盤，按式（2）計算出傾斜角度為76.9353°。在CAD中繪圖測量，離中心線最遠處誤差僅0.1064mm，滿足要求。
5 注意事項
由于本簡易加工方法是用橢圓弧槽近似代替圓弧槽，為保證精度，運用此方法時需注意以下幾點。
1）所選用的銑刀盤直徑需大于工件所要求的圓弧槽寬度（即弦長）。
2）工件圓弧槽的寬度需小于圖4中橢圓的大圓 弧弦長B，B值的計算公式如下
3）運用前需確定出理論誤差值，滿足工件精度要求時才能運用本方法。
6 結束語
本文介紹一種在普通銑床或鏜床上加工大半徑圓弧槽的簡易方法，通過控制銑刀盤的傾斜角度， 利用橢圓弧面實現圓弧槽的近似加工，并得出以下結論。
1）采用簡易加工方法，對符合精度要求的大半徑圓弧槽加工，可提高生產效率，降低生產成本。
2）對精度要求不高的大半徑圓弧槽加工，可通過調整不同的傾斜角度，在銑刀盤直徑不變的情況下，加工出多種半徑的圓弧槽，從而減少刀具規(guī)格的備用量，降低生產成本。
3）簡易加工方法特別適合單件、小批量生產。
專家點評
文章介紹了一種在普通銑床或鏜床上加工大半徑圓弧槽的簡易方法，并推導出了銑刀盤傾斜角度的計算公式，以及理論誤差的確定方法。非常適合單件、小批量生產。
文章內容具有一定的技術傳承和工藝創(chuàng)新，方法簡單，經濟實用，充分發(fā)揮普通機床和傳統(tǒng)加工的優(yōu)勢，通過控制銑刀盤的具體傾斜角度，利用橢圓弧面近似地代替圓弧面加工，減少了刀具費用，提高了生產效率。
