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     作者：孫興偉，仲維帥，王  可

    (沈陽工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧  沈陽  110870)

    摘要：目前國(guó)內(nèi)螺桿泵雙頭轉(zhuǎn)子加工方法僅限于盤銑刀外包絡(luò)銑削，分析了復(fù)雜螺旋曲面的形成原理，建立了雙頭螺桿轉(zhuǎn)子內(nèi)旋風(fēng)銑削加工的空間直角坐標(biāo)系，研究了雙頭螺桿內(nèi)旋風(fēng)銑削切削軌跡，并運(yùn)用解析幾何知識(shí)對(duì)切削軌跡進(jìn)行了理論驗(yàn)證，同時(shí)利用三維建模軟件對(duì)內(nèi)旋風(fēng)銑削雙頭螺桿的切削過程進(jìn)行了模擬仿真，驗(yàn)證了該加工方法的可行性。

    關(guān)鍵詞：雙頭螺桿；螺旋曲面；內(nèi)旋風(fēng)銑削

    中圖分類號(hào)：TP391.7：TG54    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

    0  引言

    隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)展，螺桿壓縮機(jī)、螺桿泵以及螺桿擠出機(jī)等螺旋曲面相關(guān)機(jī)械，以其各方面的優(yōu)越性能在化工、石油、軍工等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。螺桿作為螺旋機(jī)械的重要部件，其制造方法和性能直接影響螺旋機(jī)械的性能。目前螺桿的加工方法主要有外包絡(luò)銑削方法和內(nèi)旋風(fēng)銑方法兩種，內(nèi)銑法具有較高的優(yōu)越性、較高的加工效率和表面光潔度，然而國(guó)內(nèi)旋風(fēng)銑法僅能加工單頭螺桿，而多頭螺桿只能采用外包絡(luò)銑削的方法進(jìn)行生產(chǎn)，而外銑法加工兩頭螺桿切削量較大、效率較低。目前國(guó)際上只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家可以實(shí)現(xiàn)雙頭凸螺桿旋風(fēng)銑削內(nèi)銑法加工制造，但由于商業(yè)利益的緣故技術(shù)對(duì)外保密，而對(duì)于該技術(shù)我國(guó)仍然處于探索研究的階段。

    l  螺旋面的形成原理

    在oxyz空間直角坐標(biāo)系內(nèi)，設(shè)oxy平面內(nèi)一條曲線L既沿著z軸勻速移動(dòng)同時(shí)又繞著z軸勻速旋轉(zhuǎn)，即曲線L的運(yùn)動(dòng)為螺旋運(yùn)動(dòng)，則曲線L在空間直角坐標(biāo)系內(nèi)所形成的軌跡曲面為螺旋曲面，該曲面的軸線為z軸，母線為曲線L。曲線上任意一點(diǎn)m也可看做是在沿著z軸勻速移動(dòng)的同時(shí)繞著z軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度口和沿z軸的線速度υ成正比，則一般空間螺旋線坐標(biāo)參數(shù)方程為：

    其中：t為時(shí)間參數(shù)，s;r為當(dāng)t=0 s時(shí)螺旋線上某一點(diǎn)在x軸上初始位置的坐標(biāo)值，mm；υ為曲線L上任意一點(diǎn)沿z軸移動(dòng)的速度，mm/s;β為曲線L上任意一點(diǎn)    的角速度，rad/s。

    2  內(nèi)旋風(fēng)銑削螺桿的刀尖點(diǎn)切削軌跡

    2.1  數(shù)學(xué)模型的建立

    如圖l所示，建立了三軸加工內(nèi)旋風(fēng)銑削雙頭螺桿數(shù)學(xué)模型，并建立了工件空間靜止坐標(biāo)系oxyz，刀具坐標(biāo)系o＇x＇y＇z＇以及工件動(dòng)坐標(biāo)系o″x″y″z″。內(nèi)銑刀盤刀尖點(diǎn)在刀具坐標(biāo)系o＇x＇y＇的旋轉(zhuǎn)直徑R和與工件軸心偏心距e已知，刀尖點(diǎn)沿z軸正方向做螺旋運(yùn)動(dòng)，設(shè)進(jìn)給速度為υ，旋轉(zhuǎn)角速度大小為β，方向?yàn)槔@軸(e，o，zi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；工件毛坯旋轉(zhuǎn)速度為a，方向?yàn)槔@z軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

    刀尖點(diǎn)沿軸(e，o，zi)正向做螺旋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t時(shí)刀尖軌跡的空間坐標(biāo)方程在靜止坐標(biāo)系oxyz內(nèi)為：

    其中：a為當(dāng)t=0時(shí)刻即如圖1所示時(shí)刀尖點(diǎn)在工件靜坐標(biāo)系x軸上的坐標(biāo)值，mm;

    2.2  內(nèi)旋風(fēng)銑削螺桿切削軌跡的計(jì)算

    為了使工件和刀具具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而形成切削運(yùn)動(dòng)，不妨設(shè)β= 2a。則由式(2)可知，刀尖點(diǎn)軌跡的坐標(biāo)方程在工件靜坐標(biāo)系oxyz內(nèi)可表示為：

    工件動(dòng)坐標(biāo)系o″x″y″在oxy平面內(nèi)繞原點(diǎn)o以角速度a逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（即相對(duì)工件靜止），在螺桿端截面內(nèi)，當(dāng)工件由圖1所示位置轉(zhuǎn)過任意角度時(shí)，刀尖在工件動(dòng)坐標(biāo)系o″x″y″內(nèi)與工件接觸點(diǎn)的坐標(biāo)方程即為工件端截面切削軌跡方程：

    由式(4)化簡(jiǎn)得：

    由式(5)可知，當(dāng)內(nèi)銑刀盤軸向進(jìn)給速度為0，即z″=0，在工件轉(zhuǎn)過at=360°后，刀尖轉(zhuǎn)過了2at=720°，相對(duì)于工件動(dòng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)過了360°，形成了相對(duì)運(yùn)動(dòng)（即切削運(yùn)動(dòng)），在工件某一端截面上切削了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)橢圓輪廓。在工程生產(chǎn)實(shí)際中采用三軸加工內(nèi)旋風(fēng)銑削雙頭螺桿時(shí)，根據(jù)給定的雙頭螺桿大徑2a和小徑2b等參數(shù)后，即可確定旋風(fēng)銑刀旋轉(zhuǎn)軸心與工件旋轉(zhuǎn)軸心的偏心距離e，然后在三軸加工旋風(fēng)銑削專用機(jī)床上進(jìn)行設(shè)置調(diào)節(jié)，便可以切削出符合螺距要求的廓型參數(shù)的雙頭螺桿空間螺旋曲面。

    2.3  三維建模仿真

    本文應(yīng)用SolidWorks三維仿真軟件中的運(yùn)動(dòng)算例模塊來建模仿真雙頭螺桿內(nèi)旋風(fēng)銑削的動(dòng)態(tài)情況。圖2為旋風(fēng)銑削內(nèi)銑法加工雙頭螺桿螺旋曲面時(shí)，銑刀刀尖與初始位置成不同角度的瞬時(shí)切削情況

    3結(jié)論

    本文對(duì)內(nèi)旋風(fēng)銑削雙頭螺桿端截面輪廓曲線的成型原理進(jìn)行了理論推導(dǎo)和研究，巧妙地運(yùn)用三軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了雙頭螺桿的內(nèi)銑切削，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單有效，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)的空白，可以很好地應(yīng)用到實(shí)際加工生產(chǎn)中，以提高多頭螺桿加工效率及表面粗糙度等級(jí)，有良好的應(yīng)用價(jià)值和巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。

    參考文獻(xiàn)：

[1]周志雄，周秦源，任瑩暉，復(fù)雜曲面加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2010(17)：105-113．

[2]陳義，鋁輪轂曲面成套機(jī)械拋光技術(shù)研究[D].武漢：華中科技大學(xué),2010：1-3.

[3]江洪，陸利鋒，魏崢，等．Solidworks動(dòng)畫演示與運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例解析[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[4]張彬，徐建寧，韓濤，陜北油田螺桿泵采油應(yīng)用研究[J].中國(guó)機(jī)械工程,2009,20(2)：19-24.

[5]復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)系．曲線與曲面[M].北京：科學(xué)出版社，1999．

Research on Internal Whirlwind Milling Technique of Double-thread Screw

                 SUN Xing-wei, ZHONG Wei-shuai, WANG Ke

(School of Mechanical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)

Abstract: At present, the double-thread screw rotor is processed by enternal enveloping milling method in China. In this paper. The forming principle of complex spiral curved surface is analyzed, the coordinate system for inner whirlwind milling of double-thread screw rotor is set up, the cutting path of double-thread screw by inner whirlwind milling is studied.  The machining method is verified both by using analytic geometry knowledge and by using 3D modeling simulation.

Key words: double-thread screw; spiral curved surface; inner whirlwind milling