專利名稱：一種單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工設(shè)備、特別涉及一種用于加工單螺桿壓縮機(jī)星輪的機(jī)床。
背景技術(shù)：
單螺桿壓縮機(jī)已成功應(yīng)用于制冷、空氣壓縮、石化等多個(gè)領(lǐng)域。國(guó)外能生產(chǎn)單螺桿壓縮機(jī)的有美、英、荷蘭、日本等十幾家公司，近年來(lái)，我國(guó)一些廠家也開(kāi)始生產(chǎn)單螺桿壓縮機(jī)，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的單螺桿壓縮機(jī)星輪使用壽命與國(guó)外生產(chǎn)的星輪使用壽命相差甚遠(yuǎn)。星輪齒磨損快，星輪片使用壽命短，已成為限制我國(guó)單螺桿壓縮機(jī)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。目前，普遍認(rèn)為這是由于我國(guó)單螺桿壓縮機(jī)嚙合副的加工精度低所造成的，只要嚙合副的磨損問(wèn)題得以解決，單螺桿壓縮機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展空間是巨大的。單螺桿壓縮機(jī)的核心部件是構(gòu)成嚙合副的螺桿和星輪。螺桿螺槽與星輪葉片是單螺桿壓縮機(jī)零件加工中難度最大的地方。而嚙合副的型線對(duì)加工方法和加工難度影響最大，國(guó)外已公開(kāi)的單螺桿壓縮機(jī)型線有直線包絡(luò)和圓柱包絡(luò)兩種，國(guó)內(nèi)已有學(xué)者提出多直線包絡(luò)型線和多圓柱包絡(luò)型線。高效并精確的加工不同型線的星輪片已成為我國(guó)加工制造業(yè)的一個(gè)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種單螺桿壓縮機(jī)星輪的新型加工機(jī)床，可加工直線包絡(luò)單螺桿壓縮機(jī)、圓柱包絡(luò)單螺桿壓縮機(jī)和多圓柱包絡(luò)單螺桿壓縮機(jī)的星輪，具有加工工藝簡(jiǎn)單、精度高、速度快的特點(diǎn)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，包括床身，床身上設(shè)有立柱和工件裝夾機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述立柱上設(shè)有可沿ζ方向豎直移動(dòng)的滑板，滑板上連接一個(gè)回轉(zhuǎn)盤(pán)，回轉(zhuǎn)盤(pán)隨滑板做豎直移動(dòng)的同時(shí)沿回轉(zhuǎn)盤(pán)圓心做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；該回轉(zhuǎn)盤(pán)與一個(gè)刀具架相連，所述刀具架上安裝有驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)穿過(guò)刀具架的心軸與刀具連接；所述工件裝夾機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在床身上可沿X方向水平運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套，導(dǎo)套上連接有可沿y方向水平移動(dòng)的滑塊，滑塊上連接有回轉(zhuǎn)軸可沿自身圓周方向旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)軸上連接與回轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)的工件支架，工件支架上安裝工件。上述方案中，所述回轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有導(dǎo)軌，刀具架通過(guò)該導(dǎo)軌與回轉(zhuǎn)盤(pán)相連，刀具架可沿該導(dǎo)軌移動(dòng)并鎖死。所述刀具為盤(pán)銑刀或砂輪。所述驅(qū)動(dòng)器為電機(jī)或電主軸。所述回轉(zhuǎn)軸為數(shù)控回轉(zhuǎn)
軸ο本發(fā)明的工作原理如下刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)可隨滑塊沿立柱在ζ軸方向上豎直運(yùn)動(dòng)，刀具架固定在回轉(zhuǎn)盤(pán)上，驅(qū)動(dòng)器安裝在刀具架上，刀具通過(guò)心軸與驅(qū)動(dòng)器連接。工件(星輪)固定在工件支架上，工件支架固定在回轉(zhuǎn)軸上并由其帶動(dòng)同步旋轉(zhuǎn)，星輪與回轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，可通過(guò)滑塊及導(dǎo)套在x-y平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，將刀架(裝有刀具)沿回轉(zhuǎn)盤(pán)導(dǎo)軌移動(dòng)定位并鎖緊，調(diào)整刀架在立柱上的高度，設(shè)定好回轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)角范圍，對(duì)工件在y方向及回轉(zhuǎn)軸方向進(jìn)行定位。定位完成后，工件在星輪支架底座(導(dǎo)套及滑塊)帶動(dòng)下沿χ方向移至加工位置，加工時(shí)，工件在χ方向、y方向、回轉(zhuǎn)軸圓周方向，刀具在ζ方向、回轉(zhuǎn)盤(pán)圓周方向?qū)嵭新?lián)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)工件一個(gè)工位的加工，工件一次進(jìn)退，即可完成一根齒單側(cè)的型面加工，加工完該齒單側(cè)， 工件支架底座帶動(dòng)工件退出加工位置，數(shù)控回轉(zhuǎn)軸按照等分分度回轉(zhuǎn)一齒，星輪支架底座再次帶動(dòng)工件沿方向移至加工位置進(jìn)行加工，待所有齒單側(cè)加工完后，對(duì)星輪進(jìn)行翻面，校正零點(diǎn)，再重新設(shè)定刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)角范圍，即可按照上述步驟加工星輪齒另一側(cè)，所有齒兩側(cè)均加工完后，星輪支架底座帶動(dòng)工件沿χ方向退出加工位置，刀具停止工作。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.可加工單直線包絡(luò)、多直線包絡(luò)、圓柱包絡(luò)和多圓柱包絡(luò)星輪片，且可滿足不同直徑圓柱包絡(luò)星輪片的加工要求。2.加工時(shí)僅需一把刀具，結(jié)構(gòu)占用空間小。3.加工效率高，加工精度高。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2、圖3、圖4、圖5、圖6為圖1機(jī)床在加工多圓柱包絡(luò)型面時(shí)刀具與星輪齒接觸狀態(tài)圖(以二圓柱包絡(luò)為例)。圖7為本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例機(jī)床包括床身1，床身上的立柱9和水平導(dǎo)軌2，以及安裝在立柱9上的盤(pán)型刀具架14和安裝在水平導(dǎo)軌2上的工件裝夾機(jī)構(gòu)。盤(pán)型刀具架通過(guò)滑板11 安裝在豎直導(dǎo)軌12上，可沿豎直導(dǎo)軌12在豎直方向0 (ζ方向)做上下移動(dòng)?；?1上裝有刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)13，刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)13隨滑板11做上下移動(dòng)的同時(shí)沿方向做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)13在方向02)上設(shè)有導(dǎo)軌10，刀具架14通過(guò)導(dǎo)軌10與回轉(zhuǎn)盤(pán)13相連接，刀具架14可沿方向02)進(jìn)行移動(dòng)并鎖死。驅(qū)動(dòng)器16安裝在刀具架14上，通過(guò)心軸17與刀具15連接。在驅(qū)動(dòng)器16的驅(qū)動(dòng)下，刀具15繞其心軸軸線旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)器為電機(jī)或者電主軸。水平導(dǎo)軌2上設(shè)有導(dǎo)套3，導(dǎo)套3可通過(guò)水平導(dǎo)軌2在水平方向(19) (χ方向)上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。導(dǎo)套3通過(guò)導(dǎo)軌5與滑塊4連接，滑塊4可通過(guò)導(dǎo)軌5在水平方向00) (y 方向)上往復(fù)移動(dòng)。滑塊4上裝有回轉(zhuǎn)軸6，回轉(zhuǎn)軸6可繞其自身軸線在其圓周方向(18) 旋轉(zhuǎn)，并可通過(guò)滑塊4和導(dǎo)套3在x-y平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)軸上裝有工件支架7，工件支架7 固定在回轉(zhuǎn)軸上與回轉(zhuǎn)軸同步運(yùn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)軸為一數(shù)控回轉(zhuǎn)軸，可在其旋轉(zhuǎn)方向上進(jìn)行微調(diào)， 工件支架7上安裝砂輪或盤(pán)銑刀作為刀具。加工前，首先需將工件8固定在工件支架7上，然后將刀具架14 (裝好刀具15)沿方向0 移動(dòng)定位并鎖緊，調(diào)整刀具架14在立柱9上的高度，設(shè)定好刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)13的轉(zhuǎn)角范圍，對(duì)工件8在方向OO)及回轉(zhuǎn)方向(18)進(jìn)行定位。定位完成后，工件8在導(dǎo)套3及滑塊4(星輪支架底座)帶動(dòng)下沿方向(19)移至加工位置，開(kāi)始加工。加工時(shí)，工件在方向(19)、方向00)、方向(18)，刀具在方向(21)、方向Q3)實(shí)行聯(lián)動(dòng)。工件一次進(jìn)退，即可完成單齒單側(cè)的型面加工。加工完單齒單側(cè)，星輪支架底座帶動(dòng)工件8退出加工位置，數(shù)控回轉(zhuǎn)軸6按照等分分度回轉(zhuǎn)一齒，星輪支架底座再次帶動(dòng)工件8 沿方向(19)移至加工位置進(jìn)行加工。待所有齒單側(cè)加工完后，對(duì)星輪進(jìn)行翻面，校正零點(diǎn)， 重新設(shè)定刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)13的轉(zhuǎn)角范圍，即可按照上述步驟加工星輪齒另一側(cè)，所有齒兩側(cè)均加工完后，星輪支架底座帶動(dòng)工件沿χ方向退出加工位置，刀具停止工作。以二圓柱包絡(luò)嚙合副為例，星輪齒側(cè)由兩個(gè)圓柱面組成，星輪齒側(cè)包絡(luò)圓柱之間、 包絡(luò)圓柱與上表面、包絡(luò)圓柱與下表面之間為切面連接。由圖2、圖3、圖4、圖5和圖6可以看出，刀具在加工星輪齒側(cè)型面時(shí)，需根據(jù)多圓柱包絡(luò)嚙合副設(shè)計(jì)參數(shù)確定刀具在方向 (21)和方向(22)的位置，并設(shè)定刀具在方向(23)的轉(zhuǎn)角范圍，對(duì)星輪齒側(cè)的M、25J6、27 和28位置依次進(jìn)行加工。實(shí)施刀具15變位的機(jī)構(gòu)由導(dǎo)軌10/刀具架14構(gòu)成的第一滑板副、導(dǎo)軌12/滑板11構(gòu)成的第二滑板副和一個(gè)角度調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)盤(pán)13重疊組裝成一體，其各自的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，其中第一滑板副在機(jī)床靜止?fàn)顟B(tài)下通過(guò)人工或者自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整位移并進(jìn)行鎖死。實(shí)施工件8變位的工件裝夾機(jī)構(gòu)包括水平導(dǎo)軌2/導(dǎo)套3構(gòu)成的第三滑板副、導(dǎo)軌5/ 導(dǎo)套3構(gòu)成的第四滑板副和一個(gè)角度調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)軸6組裝為一體，其各自運(yùn)動(dòng)相對(duì)獨(dú)立。第二滑板副、第三滑板副、第四滑板副及角度調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)盤(pán)13、角度調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)軸6在工件加工過(guò)程中聯(lián)動(dòng)。盤(pán)型刀具架14具有對(duì)刀機(jī)構(gòu)，以便確定刀具15在方、(22)和Q3)的位置， 以此作為后續(xù)加工過(guò)程刀具調(diào)位的基準(zhǔn)。實(shí)施例二參見(jiàn)圖7，本實(shí)施例機(jī)床與實(shí)施例一的區(qū)別在于，刀具架14直接固定在回轉(zhuǎn)盤(pán)13 上，在圖1中的方向02)無(wú)移動(dòng)。實(shí)施例一中刀具架在方向02)的移動(dòng)可由實(shí)施例二中工件架在方向(19)和方向 (20)的移動(dòng)替代。在實(shí)施例二加工過(guò)程中，工件架7在方向(18)、(19)、(20)，刀具架15在方向01)、03)實(shí)行數(shù)控聯(lián)動(dòng)，亦可實(shí)現(xiàn)不同直徑多圓柱包絡(luò)型線的加工。
權(quán)利要求
1.一種單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，包括床身，床身上設(shè)有立柱和工件裝夾機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述立柱上設(shè)有可沿ζ方向豎直移動(dòng)的滑板，滑板上連接一個(gè)回轉(zhuǎn)盤(pán)，回轉(zhuǎn)盤(pán)隨滑板做豎直移動(dòng)的同時(shí)沿回轉(zhuǎn)盤(pán)圓心做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；該回轉(zhuǎn)盤(pán)與一個(gè)刀具架相連，所述刀具架上安裝有驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)穿過(guò)刀具架的心軸與刀具連接；所述工件裝夾機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在床身上可沿χ方向水平運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套，導(dǎo)套上連接有可沿y方向水平移動(dòng)的滑塊，滑塊上連接有回轉(zhuǎn)軸可沿自身圓周方向旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)軸上連接與回轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)的工件支架，工件支架上安裝工件。
2.如權(quán)利要求1所述的單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有導(dǎo)軌，刀具架通過(guò)該導(dǎo)軌與回轉(zhuǎn)盤(pán)相連，刀具架沿該導(dǎo)軌移動(dòng)并鎖死。
3.如權(quán)利要求1所述的單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，其特征在于，所述刀具為盤(pán)銑刀或砂輪。
4.如權(quán)利要求1所述的單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器為電機(jī)或電主軸。
5.如權(quán)利要求1所述的單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)軸為數(shù)控回轉(zhuǎn)軸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單螺桿壓縮機(jī)星輪加工機(jī)床，包括床身、床身上的立柱、立柱上的盤(pán)型刀具架和床身上的工件裝夾裝置。盤(pán)型刀具架包括連接在立柱上可沿z方向移動(dòng)的滑板，連接在滑板上的刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)，安裝在刀具回轉(zhuǎn)盤(pán)上的刀具，以及使刀具旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器。工件裝夾機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在床身上可沿x方向水平運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套，安裝在導(dǎo)套上可沿y方向水平移動(dòng)的滑塊，安裝在滑塊上可沿自身圓周方向旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸，安裝在回轉(zhuǎn)軸上與其同步旋轉(zhuǎn)的工件支架。本發(fā)明機(jī)床具有加工效率高，加工精度高的特點(diǎn)，可生產(chǎn)高精度多直線(包括單直線)包絡(luò)星輪和多圓柱(包括單圓柱)包絡(luò)星輪。
文檔編號(hào)B23Q5/22GK102267066SQ20111018925
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者余小玲, 馮全科, 吳偉烽, 李健, 趙忖, 黃銳 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)