CN103433570A - 用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀和加工方法，成形铣刀（1）包括1条长直母线l刀刃和1条短垂直线t刀刃。成形铣刀配合高精度专用机床，采用1条长直母线l展成加工星轮齿侧线的方法使得加工星轮时切削力小，表面质量高，分度精度高，运转平稳。

Description

用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀和加工方法

技术领域

本发明涉及到一种单螺杆压缩机，尤其涉及到用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀和加工方法。 

背景技术

单螺杆压缩机主机关键件包括有螺杆、星轮和壳体，CP型单螺杆压缩机主机由一个圆柱螺杆和两个中心对称布置的平面星轮组成啮合副装在壳体内构成。螺杆6条螺旋槽与机壳内壁和11个星轮片齿顶面构成基元容积，高速旋转的动力传到螺杆螺旋槽带动星轮片齿转动，使空气通过螺杆倒角端面进入吸气腔后被转动的星轮齿片封闭，压缩至设计压力后至排气端，由开在壳体内壁的三角口经排气通道排出。壳体上设有喷液孔，经喷嘴雾化后进入压缩腔，以达到冷却、密封、吸振、消音及润滑。 

一般单螺杆压缩机螺杆的参数记为：螺杆直径d₁、头数Z₁=6、槽宽b、齿顶宽b₁、槽深h和槽底圆弧半径R₂；星轮的参数记为：星轮直径d₂、齿顶圆弧半径R₂、齿数Z₂=11、片厚（齿厚）b₂、齿宽（齿厚）b、全齿高h；啮合副中心距A、轮心杆径距a、传动比i=11/6。 

星轮片厚b₂为4～10mm，齿宽b两侧按包络原理只能用第一次展成加工后的螺杆制作成滚刀，对星轮进行第二次包络，定中心距A展成加工出来的齿侧型线无理论误差。但是滚刀同时切削三个齿（如图1），即使加工小规格星轮，同时参与切削刀刃的总长度也超过100mm，切削力巨大会导致闷车；其次滚刀的刀刃分布在螺杆齿面上，滚刀热处理后无法刃磨，精度差，目前尚未成功使用。 

目前用两电机分别带动1圆柱铣刀，用仿形法加工两个不同相位的不同齿侧，生产效率尚可，但齿侧型线存在理论误差，啮合面积小质量差。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀和加工方法，星轮加工精度高，效率高，无理论误差，切削力小，表面质量高。 

本发明的技术方案是：一种用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀，包括1条长直母线l刀刃和1条短垂直线t刀刃。短垂直线t刀刃负责切去加工余量及成形加工出齿根，长直母线l刀刃负责光刀和最终加工出无理论误差齿侧型线及提高表面质量。其中短垂直线t为斜线或曲线（图3中a,b分别为曲线和斜线时的齿根形状）。 

1条长直母线l定中心距A展成加工星轮的成形铣刀选用耐用度高、形状简单的硬质合金刀片、刀条与高刚度刀杆经高频焊接精密磨制而成，刀具形状简单、加工方便、锋利、精度高、表面粗糙度和耐用度皆好，可以多次重磨使用，性价比高。 

星轮齿侧型线由1条长直母线l形成的方法需配合专用机床。机床采用国际先进技术制作且分度精度高于国家标准5级的高精度专用机床，转台回转速度远超过现有专用机床。 

星轮加工时，在机床床头和尾座间设置刀杆轴，刀杆轴中部开有平行及垂直于刀杆轴轴线的长方刀杆通槽，标准齿宽b块置于长方刀杆通槽中，标准齿宽b块的中心对称线与转台中心线重合（即标准齿宽b块被转台中心线平分），标准齿宽b块两侧分别为关于转台中心线对称的成形铣刀（即刀杆轴两侧水平安装由1条长直母线l刀刃和顶端1条短垂直线t刀刃组成的左、右端面成形铣刀），且成形铣刀的长直母线l刀刃垂直于刀杆轴。刀刃（包括长直母线l刀刃和顶端短垂直线t刀刃）与刀杆轴线在同一水平面上，距转台星轮齿上平面（密封面）约1mm，顶刃回转半径R_刀=A-acos16.36°+(0.5～1)mm，加工前螺杆星轮啮合副中心距为；A+h+△+X（X顶刃与星轮外径间隙、△为齿根加深量），左、右端面成形铣刀各1条长直母线l刀刃垂直于刀杆轴轴线且对称于转台中心线，相当于螺杆槽的刀槽，可自动对正均分星轮齿侧的加工余量。 

加工时加冷却润滑液，成形铣刀从上向下朝逆时针旋转的星轮齿转动（成形铣刀从下向上朝顺时针旋转的星轮齿转动也可以）,相当于螺杆槽铣刀与星轮齿按传动比i展成加工的同时，床身带着铣刀径向进给(或床身固定回转转台径向进给)，进刀量S₂(mm/r)直到加工齿根时，自动减小走刀量至中心距A，即时停止进刀同时压紧床身，转台光刀6N（N为正整数）转停转，刀在空刀位置后快速返回至原位停机，换上待制件进行下一星轮加工。光刀目的是最终保证齿侧型线正确和无理论误差，同时提高表面质量。为进一步提高生产效率可将左、右端面成形铣刀制作成前后中心对称连体的左、右端面成型铣刀，相当于螺杆上相差180°的两条垂直于螺杆的刀槽（既4把铣刀两两组合），如上所述可提高星轮加工效率。 

本发明有益效果体现在：高精度、高效率、无理论误差，用1条长直母线l展成加工星轮齿侧，切削力小，表面质量高，分度精度高，运转平稳，星轮齿侧距密封面1mm处可以看见1条长的直母线及其上、下两包络曲面在沿全齿高h方向上全都参与啮合，而且是三齿三线都参与啮合（上包络曲面和下包络曲面相交于1条直线，两面1线皆由1条长直母线l刀刃按啮合副传动比i=11/6、中心距A展成加工出来），啮合面积达最大理想状况，说明加工精度、表面粗糙度和装配质量皆达到要求，远高于仿形法加工星轮齿侧啮合面积，减小了星轮齿侧的压强，延长其寿命的同时还提高了密封性，减小了空气的泄漏，增加了排量，降低了漏气噪音。由此组装的单螺杆压缩机产品长寿可靠、节能低碳、静音环保。 

附图说明

图1是现有滚刀三齿同时切削星轮示意图； 

图2是1条长直母线l展成加工星轮齿侧型线及齿根示意图；

图3为图2中I局部放大图（a是短垂直线t为曲线，b是短垂直线t为斜线）；

图4为图1中II局部放大图。

具体实施方式

如图2所示，采用分度精度高于国家标准5级的数控闭环专用机床加工星轮,。如图4，成形铣刀1包括1条长直母线l刀刃和1条短垂直线t（曲线）刀刃。 

在床身上床头和尾座间装刀杆轴3，刀杆轴3中部开有平行及垂直于刀杆轴3轴线的长方刀杆通槽，标准齿宽b块2置于长方刀杆通槽中，标准齿宽b块2的中心对称线与转台中心线4重合，标准齿宽b块2两侧分别为关于转台中心线4对称的成形铣刀1（即刀杆轴3两侧水平安装由1条长直母线l刀刃和顶端1条短垂直线t刀刃组成的左、右端面成形铣刀1），刀刃与刀杆轴线在同一水平面内，距星轮齿上平面（密封面）约1mm，顶刃回转半径R_刀= A-acos16.36°+(0.5~1)mm，顶刃距星轮外径间隙X，啮合副中心距为：A+h+△+X（△齿根加深量），加工前刀具自动与星轮齿均分加工余量后在出刀位，相当于垂直螺杆槽的刀槽与星轮齿按传动比i（通常取i=11/6）作展成加工的同时加冷却润滑液，床身带着铣刀径向进刀，进刀量S₂（mm/r），直到加工齿根时自动减小进刀量至中心距A，停止进刀同时压紧床身，转台光刀6N（N为正整数）转，停转在空刀位后快速返回原位停机，换上待制件再进行下一星轮制作。 

图2中将左、右端面成形铣刀按前后中心对称制作成连体的左右端面成形铣刀，前后相位差180°（相当于螺杆上相差180°的两条垂直刀槽），这样一来生产效率得到提高。 

以上所述，仅是本发明的一种较佳实例而已，并非对本发明技术范围作任何限制，凡是依据本发明技术实质对以上的实施作的任何细微修改、变化与修饰仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (5)

1.一种用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀，其特征在于：成形铣刀（1）包括1条长直母线l刀刃和1条短垂直线t刀刃。

2.根据权利要求1所述的用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀，其特征在于：短垂直线t为斜线或曲线。

3.根据权利要求1所述的用于单螺杆压缩机星轮的成形铣刀，其特征在于：所述成形铣刀（1）为硬质合金刀片或刀条。

4.一种用于单螺杆压缩机星轮的机床，其特征在于：机床床头和尾座间设置有刀杆轴（3），刀杆轴（3）中部开有平行及垂直于刀杆轴（3）轴线的长方刀杆通槽，标准齿宽b块（2）置于长方刀杆通槽中，标准齿宽b块（2）的中心对称线与转台中心线（4）重合，标准齿宽b块（2）两侧分别为关于转台中心线（4）对称的成形铣刀（1），且成形铣刀（1）的长直母线l刀刃垂直于刀杆轴（3）。

5.一种单螺杆压缩机星轮的加工方法，其特征在于：成形铣刀（1）从上向下朝逆时针旋转的星轮齿转动,按传动比i展成加工的同时床身带着成形铣刀（1）径向进给，进刀量S2直到加工齿根时，自动减小走刀量至中心距A，停止进刀同时压紧床身，转台光刀6N转停转，刀在空刀位置后快速返回至原位停机。

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