基于车铣复合加工螺杆转子的研究

发布时间：2017-08-11 07:17

  本文关键词：基于车铣复合加工螺杆转子的研究

  更多相关文章： 车铣加工 齿形曲面 刀轨规划 精度分析

【摘要】：螺杆式制冷压缩机已经在工、农、建筑等行业得到了比较广泛的应用,螺杆式压缩机以能效比高、易损件少、节能环保、安全可靠、操作方便、运行费用相对较低等优势,逐渐取代了活塞式压缩机。螺杆转子是螺杆式制冷压缩机的核心部件也是加工制造的难点,对于其齿形曲面加工来说,目前仍采用传统的成型铣削的工艺方法进行粗、半精加工。成型铣削虽然能够确保加工质量稳定,但使得总的工艺路线变得繁杂,加工过程产生的装卸次数和运输量相对于其他轴类工件多了很多。螺杆转子已经成为整机制造环节的瓶颈。随着机械装备的快速发展,多轴机床加工复杂曲面技术已经在加工制造领域内得到了广泛的推广和应用。其中车铣复合中心的出现实现了轴类零件的高效、高速切削加工。因此研究螺杆转子齿形曲面多轴数控化加工具有重要的现实意义。本文对螺杆SLG269CS阳转子齿形曲面加工进行了研究,主要研究内容如下：(1)螺杆转子加工工艺分析与制定。在分析传统成型铣工艺方法加工螺杆转子的基础上,针对螺杆转子的结构特点和精度要求,从定位装夹、刀具选择以及工艺流程编制等角度设计了车铣转子的机加工工艺。(2)齿形曲面刀具轨迹规划与仿真。通过分析刀具尺寸与曲面加工效率的关系,提出了组合刀具加工的策略。针对车铣齿形曲面半精加工的工艺要求,对不同刀具策略进行相应的加工阶段划分以及切削参数的设置。并结合NX8.0与VERICUT7.2进行刀具轨迹规划与验证,从而实现了虚拟环境下的齿形曲面车铣加工。(3)试切实验与精度检测。基于上述理论研究结果,进行试切样件的加工实验和精度检验。针对精度检验结果,初步判断齿根区域曲面产生加工误差的主要原因是球头铣刀的让刀变形,并通过等效悬臂梁的方法对加工误差进行有限元分析验证。针对产生误差的原因,采用迭代法进行补偿,取得了较为理想的效果。(4)成本分析。通过成本计算,证明了车铣复合中心加工螺杆转子齿形曲面是一种高效、高质、低成本的加工方法。
【关键词】：车铣加工 齿形曲面 刀轨规划 精度分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG65;TB652
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题的背景9
• 1.2 螺杆式制冷压缩机的结构组成与工作原理9-10
• 1.3 国内、外螺杆转子加工现状10-12
• 1.4 车铣复合技术的发展概况12-14
• 1.4.1 车铣机床的发展概况12-13
• 1.4.2 车铣技术的应用13-14
• 1.5 车铣加工曲面的编程特点14-15
• 1.5.1 走刀轨迹的规划15
• 1.5.2 数控仿真及后处理15
• 1.6 本文主要目标与研究内容15-17
• 1.6.1 主要目标15-16
• 1.6.2 研究内容16-17
• 2 螺杆转子的工艺性分析17-33
• 2.1 传统螺杆转子的加工工艺分析17-22
• 2.1.1 转子螺旋面的形成与表达形式17-20
• 2.1.2 转子结构与精度特点20-21
• 2.1.3 成型法加工螺杆转子工艺分析21-22
• 2.2 车铣复合中心加工螺杆转子的可加工性分析22-25
• 2.2.1 车铣复合中心基本切削形式22-24
• 2.2.2 转子螺旋曲面的正交车铣加工分析24-25
• 2.3 车铣加工螺杆转子工艺分析25-29
• 2.4 车铣工艺与成型铣工艺对比分析29-31
• 2.4.1 成型铣工艺性分析29-30
• 2.4.2 车铣工艺相比于成型铣的优势分析30-31
• 2.5 设备的选择31-33
• 3 螺杆转子齿形曲面的刀轨设计与加工仿真33-54
• 3.1 编程软件简介33-35
• 3.2 螺杆转子型线分析与逼近函数选择35-36
• 3.3 刀具轨迹设计36-43
• 3.3.1 加工路径规划方法36-38
• 3.3.2 走刀方式的选择38
• 3.3.3 切削刀具的选择38-40
• 3.3.4 加工阶段的研究40-41
• 3.3.5 切削用量的确定41-43
• 3.4 螺杆转子数控编程43-49
• 3.4.1 建立三维模型43-45
• 3.4.2 NX8.0环境下齿形曲面加工编程45-49
• 3.5 后置处理49-50
• 3.6 刀具轨迹仿真50-54
• 4 车铣复合中心加工齿形曲面的实验研究54-66
• 4.1 螺杆转子齿形曲面加工实验过程54-57
• 4.2 测量与分析57-60
• 4.2.1 三坐标测量技术57
• 4.2.2 加工误差分析57-58
• 4.2.3 实际加工误差计算58-60
• 4.3 刀具受力让刀误差分析60-66
• 4.3.1 刀具加工变形与加工误差的理论关系60-61
• 4.3.2 刀具加工变形的有限元分析与计算61-64
• 4.3.3 误差控制方法64-66
• 5 成本分析66-71
• 5.1 转子铣床成本计算66-68
• 5.2 车铣复合中心成本计算68-69
• 5.3 成本对比分析69-71
• 结论71-72
• 参考文献72-74
• 致谢74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 范丽娟;数控技术在螺旋转子加工中的应用[J];CAD/CAM与制造业信息化;2002年06期

2 任正南;;转子形线误差和分度误差的测量计算[J];化工与通用机械;1982年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王可;复杂异形螺旋曲面无瞬心包络铣削理论及应用技术研究[D];天津大学;2003年

，

本文编号：654813