1、共 19 页 第 页 1 中文 3540 字 螺杆压缩机转子加工中刀具磨损的几何计算方法 摘要 ：螺杆压缩机转子加工有磨削和铣削两种方法，通常分两个阶段进行加工；第一阶段为 粗加工，当工件被加工到它的大概尺寸即可；第二阶段为精加工，当转子被加工成它的最终尺寸时完成。材料或切削余量在精加工中被除掉，它是由磨削和铣削加工时切削刀具的设计所决定的。考虑到螺杆压缩机的转子是螺旋形状，在切削过程中，刀具上的每一点与转子的横向接触线长度是不一样的，因此，精加工时刀具的磨损速率沿着它的型线也是不一致的。包络线的啮合理论被用于这里来计算在切削 加工过程中刀具上的每一点和转子之间的相对运动。以一定的比例尺，在此
2、相对运动的假设下，计算出刀具上每一点的磨损速率。通过计算结果和实验得出的刀具的磨损速率的比较，可以看出两者的结论是一致的。在这个基础上，可以知道怎样去制造一种粗加工时使半加工余料变薄的刀具，从而促使精加工时刀具的磨损速率一致。一种相似的技术正被应用于许多机器的加工过程中，而多种成型刀具也是被用于这些技术上。 关键字 ：螺杆压缩机；螺旋转子；制造刀具 1介绍： 螺杆压缩机属于正排气量的回转式容积机器，它主要由一对啮合的螺旋转子组成，转子在 机壳内做回转运动，它的容积随着转子的旋转而发生变化。今天的螺杆转子主要被造成盘型，来用于铣削或者磨削加工。无论是哪种形式加工出来的转子，可以用转子的坐标系来定
3、义它们的几何特性，如图 1 所示。 要使螺杆压缩机运行良好，转子必须啮合得恰当，且在整个转子接触线中要保留一定的密封。这就要求有适合这种加工的刀具，且必须由合理的啮合过程计算出来。齿轮包络线的加工方法，如果在一个特定的相对运动中一个表面包络另一个表面，说明这两个表面是啮合的。方程（ 1）定义了给定的表面，第二个表面由方程（ 2）和方程（ 3）给出。转子在x,y 工 作表面的坐标变化函数为 x(t)和 y(t)。通过 x(t)和 y(t)就可以定义转子的型线，图 2 就是一个典型的例子。方程 (4)给出了一个熟悉的啮合表面。它们对转子 坐标和刀具 坐标的求导就可以得到方程 (5).方程 (5)中
4、的 C 代表转子轴中心线之间的距离， 是转子和刀具轴之间的角度。 h 和 t 分别指转子和刀具的表面。这些表面的包共 19 页 第 页 2 络线方程由方程 (6)中的回转角度以函数的形式表示出来。 因为生成的表面是由参数 t 来定义的，包络线的情况可以用来计算另一个参数 ，它是转子的回转角，是生成啮合表面的一个因素。包络线方程中的横截面的生成说明线是属于该平面的，而 是两表面一般点的相对速度， 是刀具回转角度。转子的的导程 由每个转子的回转角度来确定； r (t, )= hhh zyx , =xcos -ysin ,xsin +ycos ,p (1) 0,c o ss i n,s i nc o
5、 s, tytxtytxttyhtxhtr zh (2) 命名 C 转子刀具中心距 转子回转角度 P 转子每弧度导程 转子型线角度 tan = xy R 刀具型线坐标 压力角 tan =xy r 转子矢量坐标 轴角度 s 刀具磨损测量 刀具角度 t 转子参数 x x 坐标 h 螺旋状转子 t y 坐标 hn 转子法面备料 z z 坐标 n 转子横截面备料 余料面积 t 刀具 共 19 页 第 页 3 图 1 转子和刀具的坐标系 , pxyhhr (3) P(t, , )= c o ss in,s in,c o s, hhttttt zyRRzyx = c o ss in,s inc o s, hhhhh zyzyCx (4) ,0,ttp xy s i n)(,c o s)(,c o ss i n CxCxyphhhp (5) 0*)*( prtr (6) .0)c o t()(*)c o t( CppyxpxCxhyhxhyhhhh (7)
