CN108620607A - 一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于螺旋套的加工方法领域，公开了一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法。该方法包括粗加工、沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续精细切削加工等步骤。该方法能够加工非对称结构/非线性变化螺旋槽的螺旋槽，并且能够高度拟合加工出非对称结构/非线性变化螺旋槽的法兰型线及特征曲线。

Description

一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法
技术领域
本发明涉及螺旋套的加工方法，特别涉及一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法。
背景技术
双螺杆泵核心零部件是螺旋套；螺旋套由于传到时特殊的型线配合，保证其传动及高效工作，但螺旋槽结构复杂，加工精度及配合精度要求高，螺杆泵由于输送不同介质，工作过程中压力，排量不同，根据实际工况要求，螺旋套会有不同材质，不同直径，不同长度，不同导程的组合，规格种类也多种多样。
现有技术的螺旋套加工方法的加工对象一般为线性变化、对称结构的螺旋套，但是结构线性比较复杂的螺旋槽用现有方法无法进行加工，并且非对称结构/非线性变化螺旋槽在加工过程中，为了避免接触咬合情况的出现，螺旋套从节圆到底圆位置法兰厚度也不是均匀变化，现有加工方法无法适用此类结构的螺旋套的加工。因此，为了保证精确加工非对称结构、非线性变化的所需型线的螺旋套，本发明提供了一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法。
发明内容
为了解决现有技术的螺旋槽的加工方法无法实现非对称结构/非线性变化螺旋槽螺旋套的切削加工的问题，本发明提供了一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，具体包括以下加工步骤：
(1.1)在螺旋套的起始点位置定位后，根据给定的进给量和切削深度，在螺旋套的外壁上完成一次螺旋槽的切削加工，加工完螺旋套长度行程加上退刀长度后，车刀退回指定原点位置，该指定原点位置可以根据实际生产需要进行选择；
(1.2)将车刀调整到起切起点位置，该位置坐标为X0，Z0，沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续切削加工，经过N次循环切削加工以完成螺旋槽一侧法兰面型线加工，第m次加工的起切点的坐标位置和螺旋槽一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数分别满足以下公式，
Xm＝X0+m×dX/2；Zm＝Zm-1–dZ，
其中，Xm、Zm为第m次加工的起切点的坐标位置，m为正整数；
N＝(Dw-Df)/dX
其中，N为螺旋套一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数，Dw为螺旋套外圆直径，Df为螺旋套底圆直径；
(1.3)螺旋套一侧端面法兰面型线加工完成后，按照同样的方法加工完成对称侧的法兰面型线加工，非对称结构/非线性变化螺旋槽完成。
本发明所述的径向补偿量dX为车刀径向加工每次的进给量；轴向补偿量dZ为车刀轴向方向加工每次的进给量。
如果螺旋套为铸铁材质，0.2mm≤dX≤0.8mm，粗加工时，0.4mm≤dX≤0.8mm，精细加工时，作为优选0.2mm≤dX≤0.4mm。
如果螺旋套为碳钢或不锈钢材质,0.1mm≤dX≤0.6mm。粗加工时，0.3mm≤dX≤0.6mm，精加工时，作为优选，0.1mm≤dX≤0.3mm。
本发明提供的非对称结构/非线性变化螺旋槽的节圆处的槽宽Cm与法兰宽度Fm相等；螺旋套的外圆槽宽Cw与底圆法兰宽度Ff相等；螺旋套的外圆法兰宽度Fw底圆槽宽Cf相等；Z轴补偿量变化dZ在各个切深位置都会有相应的变化，dZ平均变量为(Cw-Fw)/2N。
如图1所示，本发明所述的节圆处的槽宽和法兰宽是指螺旋槽1/2槽深处的槽宽和法兰宽，螺旋套的外圆槽宽和法兰宽是指螺旋槽槽顶处的槽宽和法兰宽，螺旋套的底圆槽宽和法兰宽是指螺旋槽槽底处的槽宽和法兰宽。
Cm＝Fm＝H/4或H/2，螺旋套为单头螺旋套时，Cm＝Fm＝H/2；螺旋套为双头螺旋套时，Cm＝Fm＝H/4，其中，H为螺旋套一导程长度，如图2所示，如果是单头螺旋套，一个导程的长度H为一个螺旋槽的外圆槽宽与该螺旋槽相近的一个外圆法兰宽之和；如果螺旋套为双头螺旋套，一个导程的长度H为两个螺旋槽的外圆槽宽与该螺旋槽相近的两个外圆法兰宽之和。
如果螺旋套为双头螺旋套，需要两次完成对应两个法兰端面型线的加工，第一次法兰端面型线加工完成后进行第二次型线加工，即需要在第一次螺旋槽加工完成的基础上进行第二次螺旋槽的切削加工，第二次起切起始位置为第一次起切起始位置的180°对称位置。
本发明提供了一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，该方法能够加工非对称结构/非线性变化螺旋槽的螺旋槽，在加工过程中按照本发明提供的轴向和径向进给量进行N次反复切削的方式进行加工，并且不断改变重复加工的起切点的坐标位置，沿着螺旋槽配合曲面做补偿调整，高度拟合加工出非对称结构/非线性变化螺旋槽的法兰型线及特征曲线，该方法加工出来的螺旋槽的精度更高。
附图说明
图1为本发明所提供的非对称结构/非线性变化螺旋槽的结构示意图；
图2为本发明所提供的单头螺旋套和双头螺旋套的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
实施例1单头铸铁材质螺旋套的加工
(1.1)在螺旋套的起始点位置定位后，根据给定的进给量和切削深度，在螺旋套的外壁上完成一次螺旋槽的切削加工，加工完螺旋套长度行程加上退刀长度后，车刀退回指定原点位置；
(1.2)将车刀调整到起切起点位置，该位置坐标为X0，Z0，沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续切削加工，经过N次循环切削加工以完成螺旋套端面一侧法兰面型线加工，第m次加工的起切点的坐标位置和一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数分别满足以下公式，
Xm＝X0+m×dX/2；Zm＝Zm-1–dZ，
其中，Xm、Zm为第m次加工的起切点的坐标位置，m为正整数，
N＝(Dw-Df)/dX
其中，N为一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数，Dw为螺旋套外圆直径，Df为螺旋套底圆直径；
0.2mm≤dX≤0.4mm；dZ平均变量为(Cw-Fw)/2N，节圆处的槽宽Cm与法兰宽度Fm相等；螺旋套的外圆槽宽Cw与底圆法兰宽度Ff相等，螺旋套的外圆法兰宽度Fw底圆槽宽Cf相等，Cm＝Fm＝H/2；Z轴补偿量变化dZ在各个切深位置都会有相应的变化。
(1.3)螺旋套一侧端面法兰面型线加工完成后，按照同样的方法加工完成对称侧的法兰面型线加工，非对称结构/非线性变化螺旋槽完成。
实施例2单头碳钢或不锈钢材质螺旋套的加工
(1.1)在螺旋套的起始点位置定位后，根据给定的进给量和切削深度，在螺旋套的外壁上完成一次螺旋槽的切削加工，加工完螺旋套长度行程加上退刀长度后，车刀退回指定原点位置；
(1.2)将车刀调整到起切起点位置，该位置坐标为X0，Z0，沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续切削加工，经过N次循环切削加工以完成螺旋套端面一侧法兰面型线加工，第m次加工的起切点的坐标位置和一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数分别满足以下公式，
Xm＝X0+m×dX/2；Zm＝Zm-1–dZ，
其中，Xm、Zm为第m次加工的起切点的坐标位置，m为正整数，
N＝(Dw-Df)/dX
其中，N为一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数，Dw为螺旋套外圆直径，Df为螺旋套底圆直径；
0.1mm≤dX≤0.3mm，dZ平均变量为(Cw-Fw)/2N，节圆处的槽宽Cm与法兰宽度Fm相等；螺旋套的外圆槽宽Cw与底圆法兰宽度Ff相等，螺旋套的外圆法兰宽度Fw底圆槽宽Cf相等，Cm＝Fm＝H/2；Z轴补偿量变化dZ在各个切深位置都会有相应的变化。
(1.3)螺旋套一侧端面法兰面型线加工完成后，按照同样的方法加工完成对称侧的法兰面型线加工，非对称结构/非线性变化螺旋槽完成。
实施例3双头铸铁材质螺旋套的加工
(1.1)在螺旋套的起始点位置定位后，根据给定的进给量和切削深度，在螺旋套的外壁上完成一次螺旋槽的切削加工，加工完螺旋套长度行程加上退刀长度后，车刀退回指定原点位置；
(1.2)将车刀调整到起切起点位置，该位置坐标为X0，Z0，沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续切削加工，经过N次循环切削加工以完成螺旋套端面一侧法兰面型线加工，第m次加工的起切点的坐标位置和一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数分别满足以下公式，
Xm＝X0+m×dX/2；Zm＝Zm-1–dZ，
其中，Xm、Zm为第m次加工的起切点的坐标位置，m为正整数，
N＝(Dw-Df)/dX
其中，N为一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数，Dw为螺旋套外圆直径，Df为螺旋套底圆直径；
0.4mm≤dX≤0.8mm，dZ平均变量为(Cw-Fw)/2N，节圆处的槽宽Cm与法兰宽度Fm相等；螺旋套的外圆槽宽Cw与底圆法兰宽度Ff相等，螺旋套的外圆法兰宽度Fw底圆槽宽Cf相等，Cm＝Fm＝H/4；Z轴补偿量变化dZ在各个切深位置都会有相应的变化。
(1.3)螺旋套一侧端面法兰面型线加工完成后，按照同样的方法加工完成对称侧的法兰面型线加工，然后进行第二次法兰端面型线的加工，加工方法与第一次型线的加工方法相同，第二次起切起始位置为第一次起切起始位置的180°对称位置。
实施例4双头碳钢或不锈钢材质螺旋套的加工
(1.1)在螺旋套的起始点位置定位后，根据给定的进给量和切削深度，在螺旋套的外壁上完成一次螺旋槽的切削加工，加工完螺旋套长度行程加上退刀长度后，车刀退回指定原点位置；
(1.2)将车刀调整到起切起点位置，该位置坐标为X0，Z0，沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续切削加工，经过N次循环切削加工以完成螺旋套端面一侧法兰面型线加工，第m次加工的起切点的坐标位置和一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数分别满足以下公式，
Xm＝X0+m×dX/2；Zm＝Zm-1–dZ，
其中，Xm、Zm为第m次加工的起切点的坐标位置，m为正整数，
N＝(Dw-Df)/dX
其中，N为一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数，Dw为螺旋套外圆直径，Df为螺旋套底圆直径；
0.3mm≤dX≤0.6mm，dZ平均变量为(Cw-Fw)/2N，节圆处的槽宽Cm与法兰宽度Fm相等；螺旋套的外圆槽宽Cw与底圆法兰宽度Ff相等，螺旋套的外圆法兰宽度Fw底圆槽宽Cf相等，Cm＝Fm＝H/4；Z轴补偿量变化dZ在各个切深位置都会有相应的变化。
(1.3)螺旋套一侧端面法兰面型线加工完成后，按照同样的方法加工完成对称侧的法兰面型线加工，然后进行第二次法兰端面型线的加工，加工方法与第一次型线的加工方法相同，第二次起切起始位置为第一次起切起始位置的180°对称位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，其特征在于，具体包括以下加工步骤：
(1.1)在螺旋套的起始点位置定位后，根据给定的进给量和切削深度，在螺旋套的外壁上完成一次螺旋槽的切削加工，加工完螺旋套长度行程加上退刀长度后，车刀退回指定原点位置；
(1.2)将车刀调整到起切起点位置，该位置坐标为X0，Z0，沿着螺旋套配合曲面，调整径向补偿量dX及轴向补偿量dZ进行后续切削加工，经过N次循环切削加工以完成螺旋槽一侧法兰面型线加工，第m次加工的起切点的坐标位置和一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数分别满足以下公式，
Xm＝X0+m×dX/2；Zm＝Zm-1–dZ，
其中，Xm、Zm为第m次加工的起切点的坐标位置，m为正整数；
N＝(Dw-Df)/dX
其中，N为一侧法兰面型线加工需要车削的循环次数，Dw为螺旋套外圆直径，Df为螺旋套底圆直径；
(1.3)螺旋槽一侧法兰面型线加工完成后，按照同样的方法加工完成螺旋套对称侧的法兰面型线加工。
2.如权利要求1所述的非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，其特征在于，如果螺旋套为铸铁材质，0.2mm≤dX≤0.8mm；如果螺旋套为碳钢或不锈钢材质,0.1mm≤dX≤0.6mm。
3.如权利要求2所述的非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，其特征在于，如果螺旋套为铸铁材质，0.2mm≤dX≤0.4mm；如果螺旋套为碳钢或不锈钢材质,0.1mm≤dX≤0.3mm。
4.如权利要求1所述的非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，其特征在于，螺旋套节圆处的槽宽Cm与法兰宽度Fm相等；螺旋套的外圆槽宽Cw与底圆法兰宽度Ff相等；螺旋套的外圆法兰宽度Fw底圆槽宽Cf相等；Z轴补偿量变化dZ在各个切深位置都会有相应的变化，dZ平均变量为(Cw-Fw)/2N。
5.如权利要求4所述的非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，其特征在于，Cm＝Fm＝H/4或H/2，螺旋套为单头螺旋套时，Cm＝Fm＝H/2；螺旋套为双头螺旋套时，Cm＝Fm＝H/4，其中，H为螺旋套导程长度。
6.如权利要求1所述的非对称结构/非线性变化螺旋槽的加工方法，其特征在于，如果螺旋套为双头螺旋套，需要在第一次螺旋槽加工完成的基础上进行第二次螺旋槽的切削加工，第二次起切起始位置为第一次起切起始位置的180°对称位置。
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