首頁 >> 技術文章

  異型螺桿轉子加工技術
  異型螺桿轉于廣泛應月于礦山、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。
螺桿轉于精度要求最高，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于，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，轉于齒頂與機殼的內孔間隙，都是儂靠轉子零件加工精度來保證的。有資料介紹，平均直徑大約200毫米，間隙只要擴大O.01毫米壓縮機容積效率就降低1%左右：排氣端面間隙自0.03毫米上升到0.08毫米，壓縮機的比功率消耗提高約1.5%

圖1螺桿壓縮機轉子
  自于工藝水平的關系，國內企業一般只要求轉于齒面的分度誤差，導程誤差及嚙合副的嚙合間轉于的齒面是復雜的三堆曲面，目前多來月專月銑床銑削、滾刀切削、旋風銑削、銑削后再磨削等工藝方法。由于螺桿轉于齒數少，螺旋升角大，故而采用銑削加工計算復雜，對刀具制造要求高，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于的加工精度，減小轉于的嚙合間隙，同時可減少壓縮機過程中氣體的泄漏
  螺桿轉于精密加工技術就是目前少數西方目家研究的粗銑、精磨工藝方法其特點是在系列專月數控螺桿轉于磨床上，基于成形砂輪對工件進行磨削加工的機理，來月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，井通過數控裝置，控制砂輪修整器的兩軸運動，使金剛滾輪的圓弧中心產生v、w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，利用專月機床的工作臺縱向運動、精密分度運動和砂輪的橫自進給運動，實現數控成形磨削，從而磨削出所需的工件形狀
  螺桿轉子的精密加工采用大氣孔砂輪，緩進深切、強力磨削，加工時要求大流量高壓冷卻，從而獲得較高的加工效率和加工精度
  國內、外精密螺桿轉子加工技術現狀
  國內加工技術現狀
  由于精密螺桿轉子零件設計與制造水平所限，20世紀60年代以前，高精度螺桿轉于類機械設備自20世紀初期發明以來發展異常緩慢。
  我目精密螺桿轉子及相關設備的生產，起步于上世紀60年代中期，,從仿制走自獨立自主開發，經歷了十五年左右的蹣跚步伐。80年代以后，引進了部分國外先進的螺桿加工、檢測設備及計算機軟、硬件，從而才大大提高了我國螺桿轉了的制造水平，但主要還是采用銑削加工工藝。
  空壓機行業；我國目前主要有十幾家壓縮機廠成批生產螺桿壓縮機．另外以開山集團為代表的江漸地區民營螺桿壓縮機生產廠家也不斷增加.空壓機行業的螺桿轉于一般由本廠自行制造，多數廠家采用粗銑調質精銑的加工工藝生產，個別廠家引進國外數控螺桿轉于磨床，采用粗銑調質精磨的加工工藝生產精密螺桿轉于。
  制冷壓縮機行業；我國約有十家企業可成批生產螺桿轉于，制造技術都采用調質粗銑精銑工藝，在此行業中只有上海一冷開利空調設備有限公司（上海第一冷凍機廠與美目Carrier公司合資）的螺桿轉于是經過精磨的，但其轉于是自目外供貨。銑削螺桿轉于的齒形精度及表面粗糙度與空壓機螺桿轉子相同。
  工業泵行業有專業生產廠家近三十家上世紀兒十年代，天津工業泵廠引進英國Holroyd的2AC螺桿銑床和配套設備后，我國才開始批量生產螺桿泵，比國外落后二十多年，工業泵螺桿轉于由于工況惡劣，制造技術一般是調質粗銑精銑氮化。我目泵行業除少數廠家外，螺桿生產設備十分簡陋，因此急需建立設備齊生、工藝先進的螺桿泵專業制造廠
  銑削能達到的型線精度和表面粗糙度是比較低的，采用粗銑調質精銑工藝生產的螺桿轉于，其齒形精度只能達到0.02～0.04mm，齒面粗糙度Ra1.6-3.2,常采用國產螺桿銑床粗銑，進口Holroyd螺桿銑床精銑，但精銑時的成形銑刀各廠家都必須進口。
  國外加工技術及發展趨勢
  在國外，月精磨代替精銑已成為精密螺桿轉于制造技術的發展趨勢
  采用粗銑精磨工藝生產的螺桿，其齒形精度可達到0.005mm，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。
  英國Holroyd公司是一家歷史悠久的螺桿制造及機床公司，年產各種精密螺桿轉于十幾萬副，其高精度螺桿轉于均為磨制螺桿。改司在生產精密螺桿轉于的基礎上，近年成功開發了TG150E及TG350E數控螺桿轉于磨床產品，其所有CNC軸均為數字驅動，結合最新的光纖串行實時通訊系統，用于數字閉環反饋，井將各驅動軸集成為一體。另外，其在所有直線軸上安裝光學傳感器，分辨率為9.76納米：回轉軸分辨率為0.04弧秒，直線進給及工件回轉均來月靜壓導軌技術TG350E配備在線檢測功能，在加工過程中，當檢測到被加工表面超差時可自動計算當前砂輪形狀，補償加工誤差。
    德目Klingeliberg公司是一家專業的螺紋磨床生產廠家，近年也成功開發了HN35系列數控螺桿轉于磨床，HN35直接強力磨削各類異型轉于而無需粗加工。機床可與P系列齒輪測量中心相聯，評估已磨型線的測量結果，檢測經校正后的型線的可磨性，測量機與磨床的數據交換通過聯網或軟盤進行。國外的螺桿制造水平已提高到一個新臺階
  德國KAPP公司生產的KAPP-Rj59型數控螺桿轉于磨床采用成型CBN砂輪高速磨削。先進的設計理念，使機床加工轉子時有更高的效率和精度。代表高速、高效、高精度的先進制造技術已經在螺桿轉于精密加工設備上應月。
    圖2螺桿轉于的精密磨削加工
同時，意大利Su公司、日本三井精機也成功了各自的數螺桿轉于磨床產品
  國產SK7032系列數控螺桿轉子磨床的開發及研制
  關于用精磨代替精銑是螺桿轉于制造技術的發展趨勢，可大幅度的提高螺桿轉于的齒形精度及表面質量
    TG50E，TGI50E，TG350E
圖3英國Holroyd公司螺桿轉子磨床

圖4德國KLINGELIBERG公司螺桿轉子磨床

圖5德國KAPP-RJ59型數控螺桿轉子磨床
  螺桿轉子精密加工設備系列數控螺桿轉子磨床，我國以前還不能生產，更沒有成熟的產品供應市場，相關企業的產品需求完全依賴進口
  值得一提的是，陜西漢江機床有限公司作為中國螺紋磨床的主導生產廠家．以開發、研制、生產螺紋磨床和螺紋加工為核心技術。其在幾十年螺桿加工經驗基礎上，先后開發了多種型號系列螺紋磨床產品產品涵蓋絲杠、蝸桿等諸多螺紋加工領域。其產品設計緊湊、精度高，投放市場以來受到用戶的廣泛好評近年來，汗機公司致力于精密、復雜型面螺紋加工領域的研究，突破如下技術難點
  1.復雜空間曲面的數學建模、修整軟件及誤差自動補償技術
  2、高精度雙節螺桿軸向間隙技術；
  3、適用于大螺旋角轉于磨削的砂輪架結構設計技術；
  4、熱變形及其誤差補償技術；
  5、精密傳動鏈設計技術
  近期，他們成功開發了SK7032系列數控螺桿轉于磨床SK7032X750數控螺桿轉于磨床如目6所
    圖6 Sk7032×750數控螺桿轉于磨床
  機床自SIEmENS 840D系統控制實現八軸三聯動(包括砂輪主軸回轉、修整器主軸回轉兩個SP軸) siemens交流伺服自機驅動頭架主軸回轉運動，工作臺縱向運動，砂輪架拖板橫向進給運動CNC砂輪x修器v、w兩個方向的運動。砂輪主軸螺旋升角回轉運動。機床磨削螺桿轉子指標為
  螺桿的導程精度(e300)    0.009
  齒形誤差    ±0 015
  齒合間隙    0.06