[發明專利]高精度數控轉子磨床

無效

• 申請號: 201210001358.7
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102528172A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 周斌;張雪讓;鄧順賢;姚博士;余建旬;王海明;楊震
• 申請（專利權）人: 陜西漢江機床有限公司
• 主分類號: B23F9/02
• 分類號: B23F9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是金屬切削機床領域，具體涉及的是一種加工復雜螺旋面轉子的設備——高精度數控轉子磨床。

背景技術

異型螺桿轉子廣泛應用于礦山、化工、動力、冶金、建筑、機械、制冷、輕工等行業的機械設備中，這些零件齒面形狀各異，精度要求高，加工難度也較大，其中，以螺桿壓縮機、冷凍機、工業泵螺桿轉子精度要求最高，最具代表性。

以螺桿壓縮機為例：螺桿壓縮機最重要的零件就是一對相互嚙合的螺旋狀陰、陽轉子，其幾何尺寸和端面齒形是壓縮機性能和效率最重要的決定因素，轉子間的嚙合間隙，轉子齒頂與機殼的內孔間隙，都是依靠轉子零件加工精度來保證的。

轉子的齒面是復雜的三維曲面，目前多采用專用銑床銑削、滾刀切削、旋風銑削等工藝方法。由于螺桿轉子齒數少，螺旋升角大，采用銑削加工計算復雜，刀具制造要求高、成本高，加工精度低。而銑削后精密磨削的加工方法，降低了粗加工對設備及刀具的要求，能有效地提高螺桿轉子的加工精度，減小轉子的嚙合間隙，同時可減少壓縮過程中氣體的泄漏。

用精磨代替精銑是螺桿轉子制造技術的發展趨勢，可大幅度的提高螺桿轉子的齒形精度及表面質量。

發明內容

本發明公開了一種復雜轉子新型加工方法及設備，能有效地解決壓縮機轉子加工精度及效率問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高精度數控轉子磨床，包括床身，其特征在于：所述床身上設置工作臺，工作臺上設置頭架和尾架，床身后部設置砂輪架，砂輪架上設置砂輪和精密磨具，砂輪的上方設置砂輪修整器。

所述工作臺設置縱向運動的直線傳動裝置。

所述砂輪架設置橫向運動的直線傳動裝置。

所述砂輪的旋轉運動是機床的主運動，砂輪的旋轉由主電機帶動砂輪架上的精密磨具旋轉實現砂輪的主切削運動，其它切削運動的分配及定義為：X軸：砂輪架進給運動；Z軸：工作臺縱向運動；C軸：頭架主軸回轉運動；V軸：修整器滑座垂直運動；W軸：修整器拖板水平運動；SP2軸：修整輪主軸回轉運動；A軸：砂輪架垂直平面內的回轉運動；SP1軸：砂輪主軸伺服回轉運動。

本發明與現有技術相比具有顯著優點和有益效果，磨削工藝生產的轉子，其齒形精度已達到0.01mm，齒面粗糙度可達到Ra0.2～0.32，齒形精度和表面質量都有較大的提高，生產效率較傳統銑削工藝提高至少兩倍，而加工成本較銑削加工大幅下降。

本發明是基于成形砂輪對工件進行磨削加工的機理，采用數控成形磨削的方法，建立與成型表面共軛的修整滾輪運動軌跡的數學模型，并通過數控裝置，控制砂輪修整器的兩軸運動，使金剛滾輪的圓弧中心產生兩坐標方向的聯動，把砂輪修成所需的成型表面。加工時砂輪與工件廓形全面接觸，利用本發明裝置的工作臺縱向運動、精密分度運動和砂輪的橫向進給運動，實現數控成形磨削，從而磨削出所需的轉子形狀。其特征在于使用成型砂輪對異型螺旋面零件進行磨削加工的工藝方法及其機床。

附圖說明

圖1是本發明加工零件狀態示意圖。

圖2是本發明主要運動形式三維示意圖。

圖3是本發明正面結構示意圖。

圖4是本發明俯視結構示意圖。

圖5是本發明側視結構示意圖。

其中：1-床身；2-頭架；3-冷卻系統；4-電氣系統；5-砂輪架；6-砂輪修整裝置；7-砂輪主軸；8-冷卻管道；9-防護裝置；10-工作臺；11-尾架。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本方案做進一步描述：

本方案所描述的高精度數控轉子磨床，主要由床身1、工作臺10、頭架2、尾架11、砂輪架5、精密磨具、砂輪修整裝置6等部件組成。所述床身1為機床的基礎件，用以支撐機床其他主要部件，并安裝有工作臺10縱相運動的直線傳動裝置。所述頭架2、尾架11安裝在工作臺10上，頭架2、尾架11之間通過專用夾具支撐工件，并經頭架2轉動帶動工件旋轉，完成轉子磨削加工所需的回轉運動。所述砂輪架5位于機床床身1后部，砂輪及精密磨具安裝在砂輪架5上，并通過砂輪架5橫向直線傳動裝置實現轉子磨削的橫進給運動。所述砂輪由精密磨具帶動實現砂輪的高速回轉運動，完成對工件的切削加工。所述砂輪修整器6安裝在砂輪架上部，磨削砂輪的上方，通過數控砂輪修整器6完成復雜轉子刀具截型的任意修整。

上述轉子磨床中所述頭架2是指安裝于所述機床左側的床頭箱部分，它由伺服電機驅動，用于實現轉子加工過程的精密回轉定位運動，并與工作臺10縱向定位運動聯動，完成轉子加工過程的螺紋生成運動。