CN114423553A - 螺杆式压缩机的转子或具有螺旋轮廓的工件的制造方法 - Google Patents

螺杆式压缩机的转子或具有螺旋轮廓的工件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造螺杆式压缩机的转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的方法，转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件具有多个在其外圆周上以螺旋形方式延伸的呈槽形凹部(3，4)形式的轮廓，槽形凹部(3，4)使用磨削工具(5)进行精加工，以产生精确的轮廓。特别地为了能够尽可能精确地生产具有沿着转子或工件的轴向延伸的可变节距的转子和工件，根据本发明，槽形凹部(3，4)在磨削过程期间用磨削工具(5)进行精加工，磨削工具(5)仅在一点(P)处与槽形凹部(3，4)的表面接触，磨削工具(5)通过逐行遍历待加工的表面对整个待加工表面进行加工。

Description

螺杆式压缩机的转子或具有螺旋轮廓的工件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造螺旋式压缩机的转子或具有螺旋轮廓的工件的方法，其中转子或具有螺旋轮廓的工件具有多个在其外圆周上以螺旋形方式延伸的呈槽形凹部形式的轮廓，其中槽形凹部使用磨削工具进行精细加工，以产生精确的轮廓。
背景技术
从DE 10 2008 035 525B3已知一种用于制造螺杆式压缩机转子的通用方法。为了磨削转子，即，槽形凹部的外圆周上的轮廓，这里使用螺杆形工具，既用于预磨又用于精磨轮廓。以前已知通过使用轮廓砂轮来产生这种转子的仿形，该轮廓砂轮的磨削轮廓对应于沿着砂轮的进给通过轮廓的截面。
虽然这种转子原则上可以进行精确加工，但如果转子轮廓的节距在转子的轴向范围内发生变化，这通常不再可能。例如在US 3 424373A中公开了具有这种类型的转子的螺杆式压缩机。类似地，这种转子也从US 9 770 772B2中是已知的，由此在此再次使用轮廓磨轮来磨削仿形，仿形的磨削轮廓对应于通过要加工的仿形的截面。
发明内容
本发明的目的是进一步开发一种用于精加工螺杆式压缩机的转子或具有螺旋轮廓的工件的通用方法，使得特别地也可以制造具有尽可能精确地在转子或工件的轴向范围内变化的节距的转子或工件。
本发明对该问题的解决方案是，在磨削过程期间，使用仅在一点接触槽形凹部表面的磨削工具对槽形凹部进行精加工，其中整个待加工表面由磨削工具通过逐行遍历待加工表面来加工(拓扑磨削)。
根据优选程序通过执行多个磨削冲程来执行逐行遍历，其中磨削工具相对于转子或相对于具有螺旋轮廓的工件在径向方向上移动。
也可以根据另一个优选程序通过执行多个磨削冲程来执行逐行遍历，在所述磨削冲程中，磨削工具相对于转子或具有螺旋轮廓的工件在轴向方向上移动。
最后，该方法的另一个变体提供，通过执行多个磨削冲程来执行逐行遍历，在所述磨削冲程中，磨削工具相对于转子或具有螺旋轮廓的工件在组合的径向方向和轴向方向上移动。这允许进给方向与转子或具有螺旋轮廓的工件的旋转轴线成任何角度。
优选地，使用呈砂轮形式的磨削工具。特别地，砂轮的磨料截面在径向截面上具有哥特式轮廓；替代地，在径向截面中具有全半径轮廓的砂轮也已证明特别有用。
此外，优选地使用钢基体工具作为砂轮，该砂轮涂有研磨材料，该研磨材料借助于电镀涂层与钢基体结合。但是，替代地，也可以使用具有陶瓷基体的可修整砂轮。
当转子或具有螺旋轮廓的工件的槽形凹部在转子的轴向路线上具有可变节距时，所提出的过程特别适用。
但是，如果转子或具有螺旋轮廓的工件的槽形凹部在转子或具有螺旋轮廓的工件的轴向路线上具有可变的轮廓，那么所提出的方法同样有利。在这种情况下，例如，齿根圆在转子或工件的轴向路线上接近或远离齿顶圆(齿根圆柱中的锥度)。
在磨削槽形凹部时，转子或具有螺旋轮廓的工件的旋转轴线和砂轮的径向进给移动可以以插补方式相对于彼此改变。
相应地，在槽形凹部的磨削期间，转子或具有螺旋轮廓的工件的旋转轴线和在转子的旋转轴线方向上的进给轴线也可能以插补方式相对于彼此改变。
上述两个程序的另一个实施例提供，在槽形凹部的磨削期间，此外磨削工具的回转轴线和/或砂轮的进给轴线在砂轮的轴向方向上以插补方式改变。
因此，本发明提出了对螺杆式压缩机的转子或具有螺旋轮廓的工件的拓扑生成磨削，这不仅被推荐，而且优选地被推荐用于其轮廓沿着转子的轴向延伸具有可变节距的这种转子或工件。
通过旋转工件(尤其是转子)和径向移动砂轮(相对于转子)，可以接近要加工的仿形的表面截面中的任何点。此外，如果进给轴线用于转子宽度方向(即转子或具有螺旋轮廓的工件的轴线方向)，那么砂轮的磨料表面可以接近空间中的任何点。
通过添加砂轮的回转轴线和砂轮的切向轴线(在砂轮的旋转轴线方向上)，可以通过对整个槽形凹部进行适当的计算机辅助几何考虑来确保无碰撞加工。为此，如上所述，最多同时移动五个加工轴线(插补)。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例的示例。
图1示出了螺杆式压缩机的两个相互啮合的转子的透视图，转子的螺旋仿形的节距在它们的轴向范围内是恒定的，
图2示出了螺杆式压缩机的两个相互啮合的转子的透视图，转子的螺旋仿形的节距在它们的轴向范围内是可变的，
图3示意性地示出了在转子的表面截面中砂轮在磨削过程期间在转子的螺旋仿形的槽形轮廓中的接合状况，
图4示出了砂轮在磨削过程期间在阳转子的螺旋仿形的槽形轮廓中的接合状况的透视图，
图5示出了砂轮在磨削过程期间在阴转子的螺旋仿形的槽形轮廓中的接合状况的透视图，
图6示意性地示出了根据本发明的第一实施例的砂轮在槽形凹部的表面上的移动过程，以及
图7示意性地示出了根据本发明的第二实施例的砂轮在槽形凹部的表面上的移动过程。
具体实施方式
图1示出了螺杆式压缩机的一对相互啮合的转子，第一转子1(阳)与第二转子2(阴)接合。两个转子1、2分别在它们的外圆周上具有彼此对应的螺旋形和槽形的凹部3和4。因此，当这对转子旋转时，以已知方式产生传送效果。转子的相应旋转轴线由a表示。
虽然在根据图1的转子中，槽形凹部的节距在转子的轴线延伸范围内是恒定的，但从图2可以清楚地看出，这里的情况并非如此。槽形凹部的节距在转子的右端比左端小；因此，节距从右到左逐渐增加。
根据本发明的磨削过程特别被推荐用于具有可变节距的这种转子。
这在图3中示出：这里在正面截面(转子1、2的旋转轴线a垂直于绘图平面)中可以看到，砂轮形式的磨削工具5用于将槽形凹部3、4的表面7磨成点或线。砂轮5具有哥特式轮廓6，其在径向截面中包括在尖端处连接的两个弧形。
砂轮5可以相对于转子1、2沿着径向进给方向r移动，同时转子1、2同时围绕其旋转轴线a以插补方式旋转，即由标称几何形状产生的砂轮5的研磨表面的位置在两个轴线a和r的移动之间被精确控制。此外，砂轮5可以同时在进给轴线t的方向上移动，进给轴线t指向砂轮5的轴线方向b。最后，砂轮5也可以围绕回转轴线B移动，回转轴线B在图3中垂直于绘图平面，并且因此垂直于轴线b。
在磨削过程期间，工件(转子)和工具(砂轮)在进给轴线v方向上也有相对移动。
这意味着最多可以同时移动五个机床轴线来用砂轮5磨削表面7。
如图3中所示，表面7和砂轮5的磨料表面之间始终只有点接触是重要的。点接触是指工件和工具之间的接触面积只有小的表面积(与此对照，当使用轮廓砂轮进行磨削时，存在线性接触)。
图4再次透视地示出了这种情况。转子1(阳)的槽形凹部3由砂轮5加工。图5示出了转子2(阴)的相同情况。
图6示出了槽形凹部3、4的表面7在径向冲程(在轮廓高度方向)中的加工。其指示了如何通过在径向方向r移动砂轮5来执行各个加工冲程，同时转子1、2对应地围绕其旋转轴线a旋转，以便用砂轮的研磨表面加工表面7。在执行这样的加工冲程之后，砂轮在图6中描绘的曲折路径的反转点沿着轴线方向a进一步移动。
图7示出了表面7在轴向冲程(在轮廓宽度方向)中的加工。在这里可以看出砂轮是如何在转子的轴向方向a上移动的，当然，根据要产生的仿形的几何形状，转子1、2对应地围绕其旋转轴线a旋转。在执行这样的加工冲程之后，在图7中描绘的曲折路径的反转点，砂轮进一步在径向方向r上移动。关于轴向冲程，应该注意槽形凹部3、4也可以被磨至全深度。
应该提到，根据图6和图7的解决方案的组合也是有用的。在这种情况下，存在组合的径向和轴向冲程，使得进给方向与转子的旋转轴线成角度。
此外，应该注意的是，图6和图7由于它们的示意图而仅示出了槽形凹部的侧面的加工。当然，该过程也可以用于磨削转子或具有螺旋轮廓的工件的轮廓的头部和/或底部区域。
参考列表：
1螺杆式压缩机的转子(阳)
2螺杆式压缩机的转子(阴)
3槽形凹部
4槽形凹部
5磨削工具(砂轮)
6哥特式轮廓
7槽形凹部的表面
P磨削工具与待加工的轮廓表面之间的接触点
r径向进给方向
a转子的轴向方向(转子的旋转轴线)
b砂轮的轴向方向
v转子旋转轴线方向上的进给轴线
B砂轮的回转轴线
t砂轮的轴向方向上砂轮的进给轴线

Claims (12)

1.一种用于生产螺杆式压缩机的转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的方法，其中转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件具有多个在其外圆周上以螺旋形方式延伸的呈槽形凹部(3，4)形式的轮廓，其中槽形凹部(3，4)使用磨削工具(5)进行精加工，以产生精确的轮廓，
其特征在于
槽形凹部(3，4)在磨削过程期间用磨削工具(5)进行精加工，磨削工具(5)仅在一点(P)处与槽形凹部(3，4)的表面接触，其中磨削工具(5)通过逐行遍历待加工的表面对整个待加工表面进行加工。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过执行多个磨削冲程来执行逐行遍历，其中磨削工具(5)相对于转子(1，2)或相对于具有螺旋轮廓的工件在径向方向(r)上移动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过执行多个磨削冲程来执行逐行遍历，其中磨削工具(5)相对于转子(1，2)或相对于具有螺旋轮廓的工件在轴向方向(a)上移动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过执行多个磨削冲程来执行逐行遍历，其中磨削工具(5)相对于转子(1，2)或相对于具有螺旋轮廓的工件在径向方向(r)和轴向方向(a)上组合移动。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，使用呈砂轮形式的磨削工具(5)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，砂轮(5)的磨料截面在径向截面中具有哥特式轮廓(6)。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，使用钢基体工具作为砂轮(5)，该钢基体工具涂覆有研磨材料，该研磨材料借助于电镀涂层结合到钢基体。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的槽形凹部(3，4)在转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的轴向范围内具有可变节距。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的槽形凹部(3，4)在转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的轴向范围内具有可变轮廓。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其特征在于，在槽形凹部(3，4)的磨削期间，转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的旋转轴线(a)以及砂轮(5)的径向进给移动(r)以插补方式相对于彼此改变。
11.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其特征在于，在槽形凹部(3，4)的磨削期间，转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的旋转轴线(a)以及在转子(1，2)或具有螺旋轮廓的工件的旋转轴线(a)的方向上的进给轴线(v)以插补方式相对于彼此改变。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在槽形凹部(3，4)的磨削期间，此外磨削工具(5)的回转轴线(B)和/或砂轮(5)的进给轴线(t)在砂轮(5)的轴向方向(b)上以插补方式改变。
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