介绍如何在圆柱面上钻正六边形蜂窝状分布孔群
介绍如何在圆柱面上钻正六边形蜂窝状分布孔群。这里用上了四轴数控铣床,由于仅仅是钻孔加工,机床倒不一定要求是能够四轴四联动的“真四轴”,即使是那些在三轴联动机床基础上额外加装的、仅能四轴三联动的所谓“伪四轴”也同样适用,因此在实际生产中具有较高的实用价值。
图1 圆柱面上正六边形蜂窝状孔群造型示意图
对于壁厚较小的圆筒结构,如果属于批量化生产,结合加工工艺性和经济性,一般会以钣金件的形式实现,即在平置的薄板上通过冷冲模具冲出这种正六边形蜂窝状孔群;如果量太小（像样件试制）还可以考虑使用数控冲床或数控钻床来加工这些孔,然后通过卷板方式制成圆筒状,再将接口焊接起来,这不在本文所谈论的范围内。
而对于如图1所示的圆筒,其壁厚较大,较难以钣金件的形式实现;或者由于用途特殊而必须使用无缝管结构;或者尺寸精度要求很高,这时就需要使用旋转工作台来辅助加工。这里又有两种方式:一种是在一般的三轴联动机床安装普通分度头,并将圆筒装夹在分度头上,通过计算确定每次的转角,用手工操作分度头,使之依次停留在每个预设的角度,然后再以简单的程序来完成钻孔工作,显然这也不在本文所谈论的范围;另一种就是本文要介绍的应用四轴方式加工方法。
图2 圆柱面上正六边形蜂窝状孔群展开示意图
这里假定第四轴（旋转轴）为a轴,a轴轴线平行x轴,如图2所示为圆柱面的展开图,图中的孔群按照特征可区分为两组,两组呈交错分布,在计算时需要同时考虑两组孔群的相互位置关系,每组中,孔在x轴、a轴两个方向上都呈等距离均匀分布,由于这里表达的是展开图,孔间距的计算和确定并非像在平面上钻孔那样简单。
如图2所示,孔在x轴长度方向上的“等距”*是一种x轴上的线性的“等距”,长度上的控制与计算是发散式的,的计算模式不会带来多少不便和误差。
而孔在a轴圆周方向上的“等距”*是一种围绕x轴轴线的圆心角角度的“等距”,确切地说是“等角度”。圆心角角度的计算是收敛式的,因为圆弧封闭一轴即是360°,而圆周周长上的计算却依然是发散式的,圆柱半径不同,对应的弧长也不同,随之也直接影响到圆周周长上的孔间距,如何协调二者的关系成为本例中数学表达的一大关键。
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而对于如图1所示的圆筒,其壁厚较大,较难以钣金件的形式实现;或者由于用途特殊而必须使用无缝管结构;或者尺寸精度要求很高,这时就需要使用旋转工作台来辅助加工。这里又有两种方式:一种是在一般的三轴联动机床安装普通分度头,并将圆筒装夹在分度头上,通过计算确定每次的转角,用手工操作分度头,使之依次停留在每个预设的角度,然后再以简单的程序来完成钻孔工作,显然这也不在本文所谈论的范围;另一种就是本文要介绍的应用四轴方式加工方法。
图2 圆柱面上正六边形蜂窝状孔群展开示意图
这里假定第四轴（旋转轴）为a轴,a轴轴线平行x轴,如图2所示为圆柱面的展开图,图中的孔群按照特征可区分为两组,两组呈交错分布,在计算时需要同时考虑两组孔群的相互位置关系,每组中,孔在x轴、a轴两个方向上都呈等距离均匀分布,由于这里表达的是展开图,孔间距的计算和确定并非像在平面上钻孔那样简单。
如图2所示,孔在x轴长度方向上的“等距”*是一种x轴上的线性的“等距”,长度上的控制与计算是发散式的,的计算模式不会带来多少不便和误差。
而孔在a轴圆周方向上的“等距”*是一种围绕x轴轴线的圆心角角度的“等距”,确切地说是“等角度”。圆心角角度的计算是收敛式的,因为圆弧封闭一轴即是360°,而圆周周长上的计算却依然是发散式的,圆柱半径不同,对应的弧长也不同,随之也直接影响到圆周周长上的孔间距,如何协调二者的关系成为本例中数学表达的一大关键。
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