周文勝

摘 要：本文主要研究的課題是螺紋自動變距磨削工藝研究及程序設計。首先總結了螺紋磨削的加工現(xiàn)狀，然后分析了螺紋磨削的原理內容。基于數(shù)控螺桿轉子磨床原型的基礎上，構建起螺桿轉子磨削與砂輪修型相關的工藝尺寸函數(shù)式，涉及到砂輪直徑變化量等相關的尺寸指標。借助于相關的公式，能夠準確地演算出螺桿轉子磨削用砂輪的外形，另外，能夠界定出砂輪修型與螺桿轉子具體磨削時所涉及到的機床運動參量，設計出相關的程序及其代碼，目的在于強化機床的加工效率，確保螺桿轉子的加工質量。

關鍵詞：螺紋；自動變距；磨削工藝；程序設計

中圖分類號：TG616 文獻標識碼：A

隨著科學技術的日新月異，雙螺桿壓縮機的技術也越來越為精密。通過連續(xù)性的基礎理論探究、產(chǎn)品研發(fā)實驗、持續(xù)性改進轉子型線以及專用轉子加工設備等方面的成功研發(fā)，其優(yōu)越性愈加突顯出來，被廣泛地運用在化工、冶金、礦山、機械、動力、建筑與制冷等諸多領域范圍中。本文中所說的螺紋主要指的是滾珠絲杠副的絲杠與螺母的螺紋。滾珠絲杠傳動副部件被廣泛地運用于數(shù)控機床領域內，屬于精密式的傳動組件類型。如何精密地對滾珠絲杠螺紋滾道加以磨削加工，是整個滾珠絲桿研制過程中的重要步驟。至于怎樣強化磨削滾道螺紋的螺距精度則為此工序的一個軸心流程。在不改變硬件設備的基礎上，通過對工藝技術的改變與加工，設計出科學合理而又有效的程序，目的在于強化絲杠的精度，提升螺紋自動變距磨削工藝的推廣與使用價值。

1 螺紋磨削的加工現(xiàn)狀

由于滾珠絲杠副屬精密部件，大部分都必須進行必要的磨削加工環(huán)節(jié)處理。國內在加工螺紋時所采用的是單配的模式，也就是各種類型的滾珠絲杠副內部的絲桿以及螺母的互換性并不高。在對滾珠絲杠進行副裝配的流程中，即使讓滾珠升了級，然而由于絲杠或是螺母在修配的流程中也許會產(chǎn)生配件報廢的情況，因此提高了生產(chǎn)所必需的成本。

對滾珠絲杠的滾道螺紋質量的核心指標有3個硬性指標，即螺距、法向截形以及螺紋滾道中徑等。其中，法向滾道截形和成形磨削砂輪的軸向截形存在著內在的關聯(lián)性，中徑的決定性因素是加工的精度。

若螺紋的加工設備有著極高的精度，滾道螺距在加工時的改變幅度并不大。國產(chǎn)設備所加工的絲桿副精度并不高。由于國外的同類設備價格太高，因而須尋找一類比較折中的且比較經(jīng)濟化的途徑，也就是使用國產(chǎn)檔次比較高級的設備，在對硬件設備并不改變的基礎上，經(jīng)由對工藝的加工之后，生產(chǎn)并制造出高精度的絲桿副產(chǎn)品。

2 螺紋磨削的原理分析

螺桿轉子一般被當做一類比較典型化的等升距螺紋回轉件，和螺桿、蝸桿與絲杠等組件的磨削加工比較地類似。在加工螺紋件的過程中，須確保回轉刀具的軸線與螺紋回轉組件的軸線內部存在著一定的空間方位關聯(lián)性。具體可參考圖1與圖2。

從圖1的分析可知，砂輪的軸線和工件的軸線空間方位存在著相互交織的情況。在本文中，我們將偏移間距的參量設置成a，空間交錯角的參量設置為Σ。偏移距a與交錯角Σ成為螺紋磨削環(huán)境內中兩個關鍵性的參量，這兩個數(shù)值的改變會直接地對砂輪的外在形式與磨削螺桿轉子的形態(tài)產(chǎn)生一定的影響。

3 螺紋變距加工

有關螺紋變距加工的工藝流程如下所述：第一步，搜集數(shù)據(jù)；第二步，分析數(shù)據(jù)；第三步，構建數(shù)學模型；第四步，根據(jù)數(shù)學模型產(chǎn)生數(shù)據(jù)；第五步，分析證實；第六步，修改數(shù)學模型；第七步，對工藝的參量含義加以界定；第八步，編制修改加工工藝；第九步，加工工藝并校驗；第十步，展開試加工；第十一步，分析證實；最后，形成有關技術文件的流程。

4 磨削工藝分析

螺桿轉子所涉及到的磨削工藝及其齒槽的最小直徑R52為螺桿轉子最后外表的尺寸值。據(jù)此能夠計算出砂輪進給量R530參量為砂輪最大的進給量參量，至于磨削自身即為一類應用切削深度并不大的加工模式。為了強化磨削的加工效率，在具體磨削的過程中，砂輪的起始點為R530一n×∈的方位，展開n次的進給處理之后，單次的進給量為∈，最后所處的方位是R530。若砂輪的快速進給處于R533時，也就是砂輪當下的最大化輪緣直徑為R511與螺桿轉子所對應的頂圓直徑R520處，同時于點P1處發(fā)生接觸后，螺桿轉子的最初磨削方位函數(shù)式如下：R533=R530-n×∈，也就是n×∈=（R520-R521）/2。

5 程序設計示例

有關的程序編程可參見如下：

PRE_；磨削的分流程

IF（）GOTOF；推斷精磨與否

M；關閉整修的器電機

M；開啟冷卻液

R32=；演算出精進給量

R34=

R42= +4

PRE1

G1G91

X=F3000

G1X=-Z=R39F=R6；進刀

Z=R9*+R57/100；首次進行磨削，變距式加工螺紋的長度使其遞增，然而旋轉的角度維持原狀Z=R9*R55/100+R58C= R37*R55/100；第二次進行磨削Z=R9*R56/100+R59C= R37*R56/100；第三次進行磨削

X4C=R26；退刀

X=R41；返回至安全的方位

G90

Z=F6000；Z返回至起刀點處

C=R38；C返回至起刀點處

R27

DRESS；調用砂輪整修流程

M11；關閉整器的電機

G91F50

X=-IF（2）GOTOF；推斷螺紋是否屬于雙頭，若能夠肯定，那么展開加工；反之則結束

G1G64G91

C=360/R010800

X=-R41+R31

G1 X42 R39 C=R26

Z=R9*R5+R57 /100

Z=R9*R55+R58 C=R37*R55

Z=R9*R56+R59 C=R37*R56

X4 C=26

X=R F3000

G90

Z= F6000

C= F7200

R=0

DRESS

M

G91F50

X=-IFGOTOFEND；推斷螺紋是否屬于3頭，若能夠肯定，那么展開加工；反之則結束

C=/R0

X=-41+R31

G1 Z=R39 F=

Z=R9*R54/100+R57 C=R37*R54/100

Z=R9*R55/100+R58 C=R37*R55/100

Z=R9*R56/100+R59 C=R37*R56/100

結論

從上述的分析可知，雙螺桿空壓機的螺桿轉子及其數(shù)控磨削是確保螺桿轉子順利進行加工及其精度的重點。研發(fā)專用化的數(shù)控磨床、設置對應的磨削工藝是確保螺桿轉子的加工精度已經(jīng)強化加工效率從而減少生產(chǎn)成本的必需途徑。本論文首先簡要地總結了有關螺紋磨削的加工現(xiàn)狀，闡述了螺紋磨削原理等基礎性的理論，分析了磨削工藝的理論內容。并分析了相關的程序及其代碼，從而可以準確地演算出砂輪與螺桿轉子的軸線間距數(shù)據(jù)，目的在于替砂輪的準確外形的演算與界定提供必要的根據(jù)。另外，把相關的尺寸鏈引進到數(shù)控磨削的流程編程內，從而可以實現(xiàn)不借助在線測試設備的相關儀器亦能夠精確地推斷出螺桿轉子的磨削工藝參量，也就是螺桿轉子徑向處的進給量。其意義在于削減操作工具體的操作難度，確保機床的加工質量，從而使其處于橫穩(wěn)的狀態(tài)中。

參考文獻

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