1 轉(zhuǎn)子的數(shù)學模型建立及形線方程

　　轉(zhuǎn)子的形狀可以看成無數(shù)個及薄的圓盤相疊加而形成的，它們的圓心組成一個螺距為t的螺旋線。轉(zhuǎn)子的任意截面都是直徑為d的圓。為了形象直觀的反映出轉(zhuǎn)子的形線方程，我們利用圖二來確定轉(zhuǎn)子表面形線方程式的簡圖，利用兩個座標系統(tǒng)：動座標系統(tǒng)X1O1Y1和轉(zhuǎn)子的中心O1相連，方向維持一定，定座標系統(tǒng)XO2Y和轉(zhuǎn)子本身中心相重合，O2Z為轉(zhuǎn)子本身的中心線。任意橫截面z的圓心為O1，截面的位置由z的座標所確定，或由角度φ所確定。

　　轉(zhuǎn)子工作表面任一點m在定坐標中的位置X、Y、Z可由和的函數(shù)來表示。

2 轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工

　　下面結(jié)合筆者幾年的實際操控經(jīng)驗和借鑒相關理論研究成果，就螺桿泵轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工方法與大家做一下交流：

　　現(xiàn)在國內(nèi)稍大型生產(chǎn)廠家已由3.5軸聯(lián)動向4軸、5軸聯(lián)動、集成化、大型化、中心化發(fā)展，我所操控的機床為2個直線進給自由度，3個圓周旋轉(zhuǎn)自由度的5軸聯(lián)動數(shù)控加工中心，機床本體產(chǎn)自奧地利，應用軟件為美國硅谷的ROPOTP公司提供，是九十年代末期國際上領先的轉(zhuǎn)子加工設備，轉(zhuǎn)子大、小徑加工精度為0.01mm，光潔度可達到3.2以上，后序的磨削加工余量僅為0.040.06mm，磨削加工方便、快捷、精度高。工件水平放置，一端固定于三爪氣動卡盤上，另一端為自動鎖緊的液壓頂尖，工件中間由二個活動托架支撐。

　　轉(zhuǎn)子的切削刀具為旋風式內(nèi)銑刀，刀盤呈蝶狀，略帶錐形，刀盤上均勻安裝6把截面為直角梯形的刀桿，刀桿上裝有三角形可轉(zhuǎn)位標準刀片，刀片一般采用德國可樂滿或山特維克出品的粉末冶金刀具，刀片表面鍍有抗沖擊、耐高溫的立方氮化硼，這樣該刀片就可以較大的切削量、較高的切削速度進行加工，此外刀具還具有轉(zhuǎn)位迅速、更換方便、調(diào)整靈活等特點。每片刀片可連續(xù)加工180分鐘，6米工件從粗車、半精車、到精車一枚刀片足夠，經(jīng)濟效益十分顯著。刀片連同刀桿固定在刀盤特定的凹槽內(nèi)，刀盤由主電機驅(qū)動高速旋轉(zhuǎn)，形成銑削加工的主切削運動；工件固定在卡盤上后，由輔助加工機構(gòu)和伺服電機帶動，按照一定的程序和設定的速度勻速緩慢旋轉(zhuǎn)；在主計算機程序的控制下，各軸均按照設定的速度運行，并即時顯示各運行參數(shù)，如主軸速度、刀盤轉(zhuǎn)速、切削抗力、冷卻潤滑狀況，萬一出現(xiàn)異常能夠立即報警、停機，這樣刀盤高速旋轉(zhuǎn)的同時在刀盤座伺服電機的帶動下，沿工件中心方向做直線進給運動，刀盤中心與工件中心相差一個偏心距e，工件在卡盤的帶動下每旋轉(zhuǎn)一周，刀盤座沿工件中心方向行進一個螺距t，綜上幾個運動即合成連續(xù)不斷的螺桿泵轉(zhuǎn)子形線的表面，加工出成型的轉(zhuǎn)子。

3 螺桿泵轉(zhuǎn)子旋風式銑削加工工藝的特點

　　3.1 對于加工過程中工件受力情況和刃具受力分析，該種加工方式近似于車削加工，所以一般將轉(zhuǎn)子的加工稱之為車削。各加工參數(shù)的選取、刀具的選擇也以車削為主，另外根據(jù)長細比很大，工件撓性大等特點，在刀具軌跡設計上，采用圓周方向進刀，中心線方向走刀的加工方案，對各圓截面依次加工。

　　3.2 銑削刀桿軸心線的方向與周邊進給的方向基本一致，切削刃的切削方向與刀桿的方向垂直，刀具受力情況較好，刃傾角適合，利于鐵屑的排除和熱量的散發(fā)，能延長刀具的使用壽命。

　　3.3 螺桿泵轉(zhuǎn)子的加工屬于偏心加工，且除最內(nèi)一把刀具為連續(xù)切削外，其余幾把刀具均為斷續(xù)切削，對設備和刀具的振動和沖擊較大，對刀具的選型也比較嚴格，既要求一定的硬度，還須具有足夠的韌性；另外，由于加工過程中產(chǎn)生大量的熱，所以要求冷卻液足夠，冷卻效果良好，冷卻液數(shù)量一般要求30—60L／min。

　　3.4 銑削過程中，工件的轉(zhuǎn)動方向與切削刀具的旋轉(zhuǎn)方向相同，

　　屬于順銑切削，銑刀切削刃沿轉(zhuǎn)子徑向切人工件。由于螺桿泵轉(zhuǎn)子多為長細比較大的細長軸，特別是對一些直徑D<50mm的工件，轉(zhuǎn)子的剛度較小，在加工過程中極易產(chǎn)生振動和彎曲，嚴重影響加工質(zhì)量，所以在加工過程中應注意調(diào)整各加工參數(shù)，及時改變支撐位置和支撐高度，使得加工能夠精確、順利進行。

4 結(jié)束語

　　隨著螺桿泵應用的越來越廣泛，螺桿泵的數(shù)控加工技術必將在全國范圍內(nèi)鋪展開來，各種新的理論、學說不斷涌現(xiàn)，各種新技術、新工藝不斷成熟，衷心希望筆者幾年的加工經(jīng)驗和心得能給后來者以啟迪，不斷把螺桿泵的加工工藝推向前進。