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1、nullnull nullnull年 第null期 null总null null期null 压 缩 机技 术螺杆盘形铣刀刃形的改进设计邱家修 null郑州轻工学院null提出了盘形铣刀 刃形改进设计的方法, 并导出带有一定螺旋料角null 时的盘形铣刀接触线方程, 衬如何选取null值提出了建议。螺杆是螺杆压缩机的心脏, 它的螺旋槽齿面齿形制造精度对整机性能有重要意义。在螺旋齿面的滚削和成形磨削工艺尚未成熟用于生产实际前, 至今仍依靠使用前角和螺旋斜角 null刃倾角null 均为零度的盘形铣刀来完成精加工。 采用这种铣刀, 即使在对称型螺杆铁削中, 轴向切削力可互相抵消, 但径向切削力大,
2、切向切削力尤大 , 这种断续性切削, 也会产生周期性切削振动, 从而降低了加工精度和齿面粗糙度, 甚至产 生 明显振纹, 使铣刀耐用度降低。如设计带有一定螺旋斜角null刃倾角null的盘形铣刀, 贝null使铣削过程由断续切削转入刀齿的逐渐切入和逐渐切出而趋于平稳, 且同时参加切削的刀齿数增加, 使切削效率提高。由于铣刀具有一定螺旋斜角, 将使前角为零度的铣刀之实际工作前角有所增加, 切削长度也增加, 因此单位切削刃长度上的切削负荷降低, 刀具耐用度得到提高。 具有一定螺旋斜角的铣刀和斜角为零度的铣刀相比, 其刃形将产生变化, 这就需要进行刃形的修正计算。铣刀回转曲面与工件螺旋槽齿面相切的一
3、条齿面曲线绕轴线按预定导程作圆柱螺旋运动而形成。 我们把铣刀回转曲面和螺旋槽齿面相切的这条齿面曲线称为接触线, 如图 null 所示。 铣削时铣刀轴线与工件轴线相交成一个数值为冲的所谓安装角。 主运动是铣刀的铣削null 进给运动是工件的螺旋运动, 即工件回转一周, 工件随工作台沿轴向移动一个导程null , 轴向进给量null在数值上等于null 。如果我们作一系列与铣刀轴线相垂直的平面null 。 , 如图null所示, 它们与铣刀回转面相截而得到一系列直径大小不同的所谓铣刀圆。所以接触线又可以说是一系列铣刀圆相切于螺旋齿面的一系列切点之光滑连结线。 这些切点我们称之为接触点。 所有这些接
4、触点既在工件螺旋槽齿面上, 又在 刀具 回 转曲面一、 具有螺旋斜角铣刀的刃形计算方法螺杆是其端面截形绕轴线按预定导程作圆柱螺旋运动而成, 或者说是铣削中, 盘形准氛八,飞凑秘厂图 null 铣削运动简图上。 可见接触线绕工件轴线作螺旋运动得到工件的螺旋槽齿面, 绕铣刀轴线回转就得到铣刀回转曲面。 回转曲面的任一轴向截形正null nullnull null 压 缩机 技 术 null , null null年 第null期 null总null了期null撇戴图 null是螺旋斜角为零度的铣刀刃形。 在整个回转面上均匀取null 个轴向截形, 就得刀齿数为null null 、夹角为牛的盘形铣
5、刀。 倘如图 null 所示, 使null 、产 动 null 甲 null ”一 “ , “ 一” “” 一 ” 一 轴向截面null 。一null null null 。绕null 。 null null 轴旋转, 使轴向截面与刀具轴线成 。夹角, 这时该面与铣刀回转曲面相交的截形就是具有螺旋斜角 。时的刃形。 我们只要先求出。二 null 。 的接触线方程 , 按旋转座标就可求出螺旋斜角为 。时的接触线方程。 由此可见, 螺杆盘形铣刀刃形的设计或改进设计, 实际就是导出并求解接触线方程的过程。建立接触线方程的方法常用的有三种nullnull一null 相交法已知工件端面截形和螺 旋 参
6、数, 可导出工件的螺旋齿面方程。 当用盘形铣刀加工螺旋齿面时, 利用铣刀回转曲面与工件螺旋齿面的所有接触点的公法线与铣刀轴线相交的条件, 就可导出接触线方程。 我们称此为相交法。null二null 最小距离法铣刀圆与螺旋齿面相切, 那么任一铣刀圆的半径是该铣刀圆中心与齿面曲线 null指铣议一 ,议 叉图 null 有。时的截形示意图刀圆所在平面与工件螺旋齿面相交的齿面曲线null 任一点连线中距离最短的一条直线。 根据工件端面截形和螺旋参数, 利用两点间求极值的条件, 导出并求解接触方程。 我们称此为最小距离法。null三null 三切矢共面法铣刀圆与螺旋齿面相切于一点, 那么过该点的铣刀圆
7、切矢、 过该点工件螺旋线的切矢过该点 的铣刀圆所 在平面与 螺旋槽齿面相交的齿面曲线 之切矢必 共于该 点的切平面中。 利用三切矢共面其混合积等于null的条null null !年 第null期 null总nullnull期null 压 缩 机 技 术 null null null null件导出接触线方程, 从而求出所有接触点。我们称此为三切矢共而法。二、 接触线方程的导出铣刀回转曲面和工件螺旋齿面的接触线方程建立过程如丫nullnull一null 建立螺旋槽齿面方程设螺杆的端面齿形方程为null回转面相切, 这时刀具回转轴线与工件轴线之间距离为null null , 刀具安装角为冲, 如
8、图null所示 。显然工件座标系null一null , null , null 经一次距离为null 。 的平移和一次转角为冲的旋转, 得刀具座标系 null null一null null , null 。 , null 。 , 其座标变换式为null产一null 一 null 。nullnull “兰null null 劝士 null null “、null 。 二 null null null null冲干null null null null冲null null nullnullnull。 null null nullnull nullnull 。 null null nullnull
9、nullnull null null则端面齿形曲线绕轴线作螺旋运动时形成螺杆的螺旋槽齿面, 其方程为nullnull 二 nullnullnull nullnull null null 丫干null nullnull nullnull nullnull 丫 null null 。null null null下士万厂。null nullnull nullnull 二 null nullnull nullnull null null丫土null nullnull nullnull nullnull null 二 null 。 nullnull nullnull 土null null null nu
10、ll null ,nullnull null乙 null null null null 一仄二二一下乙口nullnull null null式中 null旋转角null见图null nullnullnull一一螺旋特性参数,式中 null 。中心距, 即由刀具强度和工艺参数所决定的null null 和null 。null 。 间允许的最小距离null冲一一刀具安装角, 即刀 具轴线与工件轴线之交角。 其值不一定等于null今一的 。 为不致。工件端面齿形曲线尖点的存在而产生过切或干涉现象, 它应由计算确定null“null一null , null , null座标系和 null 二一null
11、 null , null 二 , null 。座标系。 单位向量间的变换关系式则为nullnull 二 null厄牙 null 一卜 null null 争null null 二 nullnull螺杆导程。式中的符号, 上面的为右螺旋面, 一下而的为左螺旋面null 以一厂各式 不 注 明, 符号规贝nullnullnull 同。null二null 建立刀具座标系假定工件螺旋齿面已被铣刀加工成形,刃卜么工件在做螺旋运动的任一位置都与铣刀一null null 卜null立null nullnullnull null冲士null null nullnull 冲 null null nullnull
12、 、 二 null null null 冲平 nullnullnullnull null护一卜 null 卜式中 了 工件 座标系null一null ,null , null 的单位向量null、 nullnull 、 null 。刀具座标系null 。一null 。左欢西 有获两图 null 螺杆座标系压 缩 机 技 术 nullnull null了年 第null期 null总null null期null玺 县吟纷项份醉,叭 认戴淤么null图null nullnull 螺杆座标系和刀具座标系右旋面 null 左旋面null 。 , null 。 , 的单位向量。null三null 建立刃形
13、座标系, 分别确立其与刀具和与工件座标系的关系。设铣刀的螺旋斜角为。 如图 null 所示,使null 。null 。 与null 、null 。重合 , 且使 null一null 。null 。平面绕null 。null 。 轴旋转。角, 即得刃形座 标系null 。一null 。, null。 , null 。 。 在这座标系下导出的接触方程, 就是螺旋斜角为。时的接触方程。刃形座标系null 。null 。 , null null , null。 和刀具座标系null null 。 , null null , null , 间的座标变换关系式为null将 null null null 式
14、代入 null null null 式化简, 则得刃形座标系和工件座标系的单位向景变换关系式null落二了一一 一null。 二 nullnull null 。null冲, 卜。 null士null交null nullnull null冲null 。null士 null null nullnull 甲一null nullnullnullnullnull null null甲null null nullnull 。 null null null null null null冲null 。null干nullnull nullnull null冲null 。 null nullnull null n
15、ull nullnull甲不nullnull nullnull 印null介null 苍null null 一全二】null 。 二 null ,“null null。土乙 nullnull 。“ null null “甲土 nullnull 秒null 甲 null nullnull null 吸null null乙。 “全“null 十 丫 null “。 null 乙null。昌甲土又 null null nullnull 勺,两座标系的单位向量变换关系式为nullnull 卜一nullnull。 null null null各式中 甲二冲null 。null四null 建立接触方程因为
16、铣刀回转曲面 与 工 件螺旋齿面相切, 如图 null 所示, 我 们作与刀具轴线null null null 。相垂直、且与null 二距离为null , 的平 面null , 则null和铣刀回转曲面之交线即为铣刀圆。 且该平面与工件螺旋齿面相交截得一曲线 nullnullnull , 它与铣刀圆切于null , null也即接触 点。那么过null的铣刀二 null。null null nullnull 士 null null 巳nullnull 。 null null null 过null的螺旋线切矢衍和过null的又。 null null 。 一十一 null。 null null八null圆切矢瞥、null 味抽冷nullnullnull null年 第null期 null总null null期null 压 缩 机 技 术null nullnull ,十 一null null null 一null null null一nullnull 一图 nullnullnul
