圓柱螺旋面螺桿是動力機械

1、圓柱螺旋面螺桿是動力機械、傳動機械中的典型零件，因其具有傳動功率大、噪音低、相關的機械結構簡單等特點而得到廣泛應用。近年來，在石油鉆采機械、橡膠機械、氣體壓縮機械及各種輸送泵類等領域中的應用獲得較大的發(fā)展。隨著螺桿應用領域的推廣，其結構也發(fā)生了很大的變化。截面廓形曲線由傳統(tǒng)的漸開線、擺線等單線型，向更復雜的復合線型發(fā)展。同時，大型螺桿的應用也越來越廣泛，如石油鉆采機械中螺桿鉆具的螺桿泵轉子長度達到3～6m。為了滿足這類復雜大型螺桿高效低

2、成本加工的要求，80年代初，國外提出了無瞬心截面包絡法銑削加工螺桿的新工藝，并推出了相應的專用數(shù)控機床。90年代中期，國內也研制了同類數(shù)控機床。這種新工藝采用硬質合金盤形銑刀，切削速度高，金屬切除率大，提高了生產率，降低了加工成本。在石油機械廠、流體傳動機械廠推廣應用并取得了良好的經濟效益。但這種新工藝的加工精度問題尚未取得理論上的研究成果。特別是在三坐標數(shù)控機床上進行加工時，因切削軌跡為空間曲線而引起的包絡誤差，尚無文獻論及。本文從生

3、產中存在的實際問題出發(fā)，對刀尖圓弧半徑，螺桿螺旋角的變化，刀具安裝精度以及直線切削刃干涉切削等產生的加工誤差，從理論上進行分析研究，并提出提高工件加工精度、降低表面粗糙度的方法。2無瞬心截面包絡法加工無瞬心截面包絡法加工在三軸數(shù)控機床上進行，如圖1所示。由于工件的截面廓形復雜，無法利用通用CNC系統(tǒng)直接編程，常采用計算機輔助自動編程系統(tǒng)進行編程。目前國內外的編程算法都是在工件理論端截面廓形的基礎上，對刀具的刀尖圓弧半徑采取等距線補償，忽

4、略了刀具相對工件傾斜一個固定的安裝角S而引起的各種誤差，而這種誤差在一定的條件下可能成為影響工件廓形精度的主要因素。圖1無瞬心截面包絡法加工原理圖[ALIGN]3無瞬心包絡法加工圓柱螺旋面螺桿的誤差分析在無瞬心包絡法加工螺桿的工藝過程中，影響加工精度的因素很多，本文著重當r=1.2mm時，Dr=0.2964mmr=4mm，Dr=0.954mm可見刀尖圓弧半徑r引起的誤差較為顯著。2.刀具安裝高度對加工精度的影響由于銑床、刀具的制造、裝配

5、精度的影響，致使刀具安裝高度與工件軸心線不等高。設刀具的實際安裝高度高于理論高度Dh，致使刀具的切削點發(fā)生了變化，在該點的廓形法向誤差為D，如圖2所示。圖2刀具安裝高度對加工精度的影響[ALIGN]△=△hsinα式中△h——實際安裝高度與理論安裝高度的差值α——工件廓形的法線與X軸的夾角△——工件廓形法向誤差若△h=0.1mm，α=45時，則△=0.0707mm，可見刀具安裝高度的精度對加工精度的影響不可忽視。這種誤差使工件廓形發(fā)生偏

6、斜而生產廓形不對稱誤差。4降低加工誤差的方法為了達到提高工件的加工精度、降低其表面粗糙度、消除刀具與工件的干涉、提高刀具壽命的目的，我們改善了刀具結構，并利用空間嚙合原理求出刀具與工件的嚙合點；按理論嚙合點計算刀具相對于工件的位置，并根據計算結果進行數(shù)控編程。按該程序加工可得到工件的理論廓形，從而提高了螺旋面螺桿鉆具轉子的加工精度。采用這種編程方法，可以盡量增大刀片的刀尖圓弧半徑，提高刀片抗沖擊強度，降低表面粗糙度。我們研制了錯齒組合盤