[發(fā)明專利]一種多頭深孔光滑廓形內螺旋曲面刨削加工方法及裝置

無效

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• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102837056A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 李翠;劉棟;欒清揚
• 申請（專利權）人: 沈陽創(chuàng)達技術交易市場有限公司
• 主分類號: B23D5/02
• 分類號: B23D5/02;B23D13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發(fā)明屬于機械加工技術領域，特別涉及一種多頭深孔光滑廓形內螺旋曲面刨削加工方法及裝置。

背景技術：

目前廣泛應用的傳統(tǒng)結構螺桿鉆具或螺桿馬達定子內腔的內螺旋曲面都是在圓形鋼管內壓注橡膠制成的，這種不等壁厚橡膠定子的橡膠厚度不均勻，且厚度相差甚大。制造時，在壓注和硫化這種不等壁厚橡膠套過程中，會在圓周的不同厚度處產生不同的橡膠收縮量，降低了膠套定子的幾何形狀精度，定子的這種形狀誤差影響著其嚙合性能、效率和使用壽命，并且橡膠配方、橡膠主輔原料的品牌、注膠工藝參數等因素都對其有較大的影響；在使用中，當鋼質螺桿轉子與定子膠套較厚處的內腔嚙合時，膠套產生的較大彈性變形導致了介質的內泄，這一結構問題是限制單螺桿鉆具工作壓力及效率提高的最主要因素。

發(fā)明內容：

針對現有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種多頭深孔光滑廓形內螺旋曲面刨削加工方法及裝置。

本發(fā)明技術方案是這樣實現的：本發(fā)明采用的刨刀桿加工裝置如圖1所示，包括刀具和刀桿兩部分；其中刀具安裝在刀桿的端部，刀桿連接液壓或機械機構，刀桿通過液壓或機械機構驅動產生進給運動，實現刀具的刨削加工，而刨削工件的螺旋運動則由工件的旋轉運動與刨刀桿的進給運動合成。

多頭深孔光滑內螺旋曲面的刨削成形加工依靠三個運動方向來完成，如圖2所示，主運動為刨刀桿的往復直線運動Z，另外一個為刨刀桿與工件形成的相對旋轉運動C，徑向進給運動為刀具沿X方向的運動，當進程運動時，刀具在沿+X方向進給一個定值后鎖緊，刨刀桿沿+Z和+C兩個方向同時運動來實現螺旋刨削。當回程運動時，有兩種情況，一種是刀具在取消鎖緊后沿-X自動退刀，并沿-Z和-C方向運動，順著原加工螺旋路線返回，不產生切削加工；另一種是刀具保持現狀，沿-Z和-C方向運動，順著原加工螺旋路線返回，產生切削加工。

采用上述加工裝置進行加工的方法，包括步驟如下：如圖3所示，

步驟一、安裝刀具；

步驟二、在同一個加工層中，先確定刀具加工位置點，即每次加工的固定位置點；

從圖4中可看出，整個多頭深孔光滑廓形內螺旋曲面刨削區(qū)上加工刀具的分布可分為兩部分：確定最終螺旋曲面輪廓的刀具的位置，它們的中心點連成的曲線abc；另外一部分為確定切除中間其他部位的刀具的位置，因此，從以下這兩個部分分別進行刨削加工位置的確定；

（1）確定加工最終輪廓曲線的刀具位置

螺桿馬達定子的內腔螺旋曲面輪廓只要滿足轉子與定子的嚙合特征即可，因此其型線為任意的光滑曲線，不同設計單位描述的形式也是多樣的，有的用型線方程描述，有的用廓形數據點描述。無論哪種描述形式，所有加工最終輪廓曲線的刀具中心所連成的曲線abc都可以很近似的看成是該內螺旋曲面光滑曲線的等距線，這兩種曲線的等距距離相差值恰為刀片半徑r，如圖5所示。

根據已知點的坐標參數和曲線上與此點相鄰的兩點的坐標值，通過插補函數得到此點對應的極角θ，就可確定此次加工刀具的位置。

（2）確定中間其它刀具的加工位置

在加工過程中刀具在中間其它的加工位置是通過控制刨刀桿與工件的相對轉角Δθ來確定的。每次加工擺過的角度Δθ可以用公式（1）由給定弧長Δl確定，其中l(wèi)為所加工層的總弧長，Δl為事先給定的加工段弧長。

Δθ=lπ/(l/Δl)180---(1)]]>

步驟三、在此加工位置點開始一個工作行程的螺旋線刨削；

步驟四、回程，然后開始同層中的下一個位置點的刨削；依次類推，按螺旋槽的頭數從1到N個逐次加工，直到刨刀桿與工件相對旋轉一周后，此層加工結束；

步驟五、在刀具沿徑向方向進給一個特定值后，再順次開始第二層的刨削加工，依此方法逐層加工，直到切除整個待加工區(qū)域，多頭深孔光滑廓形內螺旋曲面內螺旋孔加工完成。