1. 单U型槽
参数:Rn=加工半径,Dn=深度,Ln=槽长,n=槽数,x01=死区
xe=min(x-x01, Ln)
区间1 (xe≤Rn):
W=2√(2Rnxe-xe²),H=√(Rs²-(W/2)²)
θb=2arctan(W/2H)
A1=∫θb·Rs dξ (Simpson数值积分)
A2=Rs²θb/2-WH/2+W(Dn-Rs+H)
区间2 (Rn<xe≤Ln):
W=2Rn(常数)
A1=A1(Rn)+θb·Rs·(xe-Rn)
A2=常数(取xe=Rn时的值)
AU=n/√(1/A1²+1/A2²)
2. 两级U型槽
第一节(Rn1,Dn1,Ln1,n1,x01);第二节(Rn2,Dn2,Ln2,n2,x02)
每段独立计算A1、A2(同单U型槽几何)。
x≤x02时仅第一节工作:
AU1=1/√(1/A1_1²+1/A2_1²),面积=n1·AU1
x>x02时两节串联,过渡修正:
W2=xe2≤Rn2?弦宽:2Rn2
B2=A2_1(当前)+max(0,Dn2-Dn1)·W2
AUU=1/√(1/(AU1+A1_2)²+1/B2²)
n共=min(n1,n2),n单=max(0,n1-n2)
面积=n共·max(AU1,AUU)+n单·AU1
3. 三级U型槽
第一节(Rn1,Dn1,Ln1,n1,x01);第二节(Rn2,Dn2,Ln2,n2,x02);第三节(Rn3,Dn3,Ln3,n3,x03)
在两级U型槽基础上递推:
W3=xe3≤Rn3?弦宽:2Rn3
B3=B2+max(0,Dn3-Dn2)·W3
AUUU=1/√(1/(AUU+A1_3)²+1/B3²)
n123=min(n1,n2,n3),n12=min(n1,n2)-n123,n1单=n1-min(n1,n2)
面积=n123·AUUU+n12·AUU+n1单·AU1
4. V型槽
参数:Rn=铣刀半径,α=铣刀夹角,Dn=深度,n=槽数,x01=死区
Ln=√(Rn²-(Rn-Dn)²),xe=min(x-x01,Ln)
β=arctan((Ln-xe)/√(Rn²-(Ln-xe)²))
DR=Rn-√((Ln-xe)²+(Rn-Dn)²)
D=√(Rn²-(Ln-xe)²)-(Rn-Dn)
α0=2arctan(DR·tan(α/2)/D)
γ=arcsin((Rs-D)sin(π-α0/2)/Rs)
θb=2(α0/2-γ)
A2=Rs²θb/2-Rs(Rs-D)sin(θb/2)
AV=n·A2·cosβ
5. K型槽
参数:Rn=铣刀半径,W=刀具宽度,Dn=深度,n=槽数,x01=死区
Ln=√(Rn²-(Rn-Dn)²),xe=min(x-x01,Ln)
D=√(Rn²-(Ln-xe)²)-(Rn-Dn)
θb=2arcsin(W/2Rs)(常数,仅取决于W和Rs)
AK=n·[Rs²θb/2-WRs/2·cos(θb/2)+W(D-Rs(1-cos(θb/2)))]
6. V+U型槽
第一节(V型):Rn1,α,Dn1,n1,x01;第二节(U型):Rn2,Dn2,Ln2,n2,x02
AV=V型面积(按第4节公式,不含n),rU={A1,A2}=U型单槽几何
x≤x02时仅V段工作:面积=n1·AV
x>x02时串联,过渡修正:
W2=xe2≤Rn2?弦宽:2Rn2
B2=A2_V(当前)+A2_U(当前)+max(0,Dn2-Dn1)·W2
AVU=1/√(1/(AV+A1_U)²+1/B2²)
面积=min(n1,n2)·max(AV,AVU)+max(0,n1-n2)·AV
7. K+U型槽
第一节(K型):Rn1,W,Dn1,n1,x01;第二节(U型):Rn2,Dn2,Ln2,n2,x02
AK=K型面积(按第5节公式,不含n),rU={A1,A2}=U型单槽几何
x≤x02时仅K段工作:面积=n1·AK
x>x02时串联,过渡修正:
W2=xe2≤Rn2?弦宽:2Rn2
B2=A2_K(当前)+A2_U(当前)+max(0,Dn2-Dn1)·W2
AKU=1/√(1/(AK+A1_U)²+1/B2²)
面积=min(n1,n2)·max(AK,AKU)+max(0,n1-n2)·AK
通用说明:Rs=D/2为阀芯半径;流量Q=Cd·A·√(2ΔP/ρ);Cd使用全局常数值。