[发明专利]数控螺杆转子磨床用砂轮修型装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于磨削加工与磨床技术领域，涉及一种数控螺杆转子磨床用砂轮修型装置及工艺，专用于数控螺杆转子磨床用砂轮的精确修型。

背景技术

螺杆压缩机发明于20世纪30年代，经过持续的基础理论研究和产品开发试验，其优越性得到了不断的发挥，被广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。

螺杆压缩机中的核心部件——高精度螺杆转子的加工一直是螺杆压缩机生产中的关键，为了提高和保证螺杆转子的精度，磨削是目前采用的螺杆转子曲面的最终成形工艺。螺杆转子磨削加工中的难点集中在砂轮的修型，砂轮的修型质量决定了螺杆转子曲面的精度。螺杆转子磨削加工与铣削加工非常相似，即磨削加工和铣削加工都是螺杆转子曲面的成形加工方法，铣削加工中铣刀的刀齿形状和磨削加工中砂轮的轮廓形状都是由螺杆转子曲面范成而得到，铣刀刀齿和砂轮轮廓的精度决定了最终所加工的螺杆转子的尺寸精度和形状误差。但二者又有不同，铣刀属于耐磨工具，其轮廓曲线相对固定，但是磨削用砂轮易磨损、易脱落，需要在磨削过程中经常修型。同时，对砂轮的修型会使砂轮直径变小，变小后的砂轮轮廓与修型前的砂轮轮廓不是等间距偏置，因此需要重新进行计算。螺杆转子曲面是非规律曲面，其截型复杂，这也使砂轮的截型复杂、计算困难，在现有的数控机床的数控系统中无法实现在线计算，大大降低了螺杆转子的磨削效率。

因此，在螺杆转子的磨削加工中，砂轮修型装置及工艺是影响螺杆转子磨削效率和精度提高的重要因素。根据螺杆转子和磨削用砂轮修型的特点，设计一种新的螺杆转子磨削用砂轮修型装置及工艺，在保证螺杆转子加工精度和加工质量的前提下，提高机床整体加工效率非常必要。

发明内容

本发明提供一种数控螺杆转子磨床用砂轮修型装置及工艺，采用离线计算和程序分段方式实现螺杆转子磨床中砂轮的快速高效修型，在满足螺杆转子磨削加工精度和加工质量的前提下，提高机床的加工效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，

一种数控螺杆转子磨床用砂轮修型装置及工艺包括数控螺杆转子磨床中的砂轮修型装置和砂轮的分段修型工艺；数控螺杆转子磨床中的砂轮修型装置包括砂轮电机1，砂轮2，左金刚轮电机4，左金刚轮5，右金刚轮6，右金刚轮电机7，W向电机8，W向丝杠9，W向螺母10，V向电机11，V向丝杠12和V向螺母13；砂轮电机1和砂轮2布置在数控螺杆转子磨床的头架上，砂轮电机1通过皮带传动驱动砂轮2转动；V向丝杠12和V向螺母13组成丝杠螺母副，V向电机11通过联轴器连接并带动V向丝杠12旋转，V向螺母13沿V向直线滑移；W向电机8通过联轴器连接并带动W向丝杠9旋转，使W向螺母10沿W向直线滑移；左金刚轮电机4带动左金刚轮5转动，右金刚轮电机7带动右金刚轮6转动，左金刚轮5和右金刚轮6的回转中心均左、右金刚轮轴线14；左、右金刚轮轴线14和砂轮轴线3始终保持平行；砂轮最大轮缘截面15将砂轮2分为左、右两部分。

所述的数控螺杆转子磨床的砂轮修型装置采用下、中、上三层结构，V向电机11、V向丝杠12和V向静导轨布置在下层的砂轮头架机体上；V向螺母13、W向电机8、W向丝杠9布置在中间层的V向动导轨上；V向动导轨与W向静导轨相固连；W向螺母10、左金刚轮电机4、左金刚轮5、右金刚轮6和右金刚轮电机7布置在上层的W向动导轨上。

所述的砂轮分段修型工艺包括砂轮任一轮廓分左、右两段修型完成；砂轮2的左侧轮廓修型采用左金刚轮5，左金刚轮5的进给轨迹为A-B-与C点V向坐标相同W向坐标小1mm的位置-C-D-E-A的顺序，砂轮2左侧修型的有效范围是从砂轮最大轮缘直径Dmax到砂轮最小轮缘直径Dmin；砂轮2的右侧轮廓修型采用右金刚轮6，右金刚轮6的进给轨迹为P-Q-与R点V向坐标相同W向坐标大1mm的位置-R-S-T-P的顺序，砂轮右侧修型的有效范围是从砂轮最大轮缘直径Dmax到砂轮最小轮缘直径Dmin；砂轮2的每一次修型可采用先由左金刚轮5完成砂轮左端面至砂轮最大轮缘截面15的修型，然后由右金刚轮6完成砂轮右端面至砂轮最大轮缘截面15的修型，或者由先右金刚轮6完成砂轮右端面至砂轮最大轮缘截面15的修型，然后由左金刚轮5完成砂轮左端面至砂轮最大轮缘截面15的修型。

所述的砂轮分段修型工艺包括砂轮2的修型次序为j-j，k-k，m-m，n-n，……，直至砂轮有效半径的最小值；从j-j轮廓到k-k轮廓之前多次修型采用j-j轮廓对应的砂轮修型程序，从k-k轮廓到m-m轮廓之前的多次修型采用k-k轮廓对应的修型程序，依次类推。