一種單螺桿空氣壓縮機(jī)星輪齒磨床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及單螺桿空氣壓縮機(jī)生產(chǎn)設(shè)備，特別指一種單螺桿空氣壓縮機(jī)星輪齒磨床。
【背景技術(shù)】
[0002]單螺桿空氣壓縮機(jī)關(guān)鍵零件有螺桿、星輪和機(jī)殼。CP型單螺桿空氣壓縮機(jī)由一水平主軸組件放置機(jī)殼內(nèi)，安置I或2件圓柱螺桿和2或4件水平中心對(duì)稱布置的星輪組件組成單螺桿空氣壓縮機(jī)I個(gè)主機(jī)。螺桿I或2件，每件有6條螺旋槽、機(jī)殼內(nèi)壁、星輪2或4件，每件有11個(gè)齒的星輪片下上密封面其下上齒兩側(cè)低高約Imm處，在沿齒高h(yuǎn)方向上的長(zhǎng)直母線I及其上、下兩包絡(luò)曲面構(gòu)成封閉基元容積，動(dòng)力傳到螺桿上，由螺桿螺旋槽帶動(dòng)2或4件星輪片齒轉(zhuǎn)動(dòng)，使空氣通過螺桿倒角端面進(jìn)入吸氣腔后，被轉(zhuǎn)動(dòng)的2或4個(gè)星輪片齒封閉，壓縮至設(shè)計(jì)壓力時(shí)，額定壓力熱空氣由開在機(jī)殼內(nèi)壁的2或4個(gè)相同或2種不同中心對(duì)稱的特殊直角三角形排氣孔口，經(jīng)排氣通道向上集中順暢排出。
[0003]CP型單螺桿空氣壓縮機(jī)螺桿頭數(shù)Zl = 6、星輪片齒數(shù)Z2 = 11、齒高h(yuǎn)、齒寬b、齒片厚Λ= 5— 8.5_、嗤合副中心距A、輪心桿徑距a、傳動(dòng)比i = 11/6。
[0004]1.目前較先進(jìn)的是用高分度精度數(shù)控液壓11等分工作臺(tái)單齒分度星輪，用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)縱向直線移動(dòng)裝置和立銑動(dòng)力頭高速旋轉(zhuǎn)，數(shù)控模擬法聯(lián)動(dòng)伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)模擬圓柱立銑刀按編程旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)及直線移動(dòng)合成或僅轉(zhuǎn)動(dòng)待星輪齒分度完成，再分別合成加工星輪齒側(cè)型線及齒根。轉(zhuǎn)臺(tái)上星輪片齒逆時(shí)針分度每次一齒，兩齒對(duì)稱為163.63636°的不同前、后齒側(cè)面，采用雙立銑動(dòng)力頭分別帶動(dòng)直徑Φ為3-5mm的圓柱銑刀，原始位置圓柱銑刀垂直向下，端面低于星輪安裝基準(zhǔn)面l_3mm，銑刀中心線與轉(zhuǎn)臺(tái)中心距A原為銑刀半徑R刀加星輪半徑R2再加上間隙Z，前后側(cè)銑刀中心分別偏離齒寬b，為銑刀半徑R刀，開始加工時(shí)，銑刀都逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，繞銑刀中心線和高出星輪加工基準(zhǔn)面Imm的齒寬b直母線交點(diǎn)O前、O后快速順時(shí)針擺動(dòng)至星輪齒頂最大嚙合角β頂位置后，數(shù)控銑刀聯(lián)動(dòng)沿齒寬b+R刀直母線O前、O后分別向轉(zhuǎn)臺(tái)中心平行移動(dòng)，同時(shí)分別繞齒寬b直母線O前、O后按各自斜率(β頂一 β根或α頂一 α根)程序擺動(dòng)加工O前、O后Imm上、下齒側(cè)平面直線二次包絡(luò)曲面型線，直到中心距A返=acosl6.36° -0.5mm齒根時(shí)，停止向前加工，快速擺動(dòng)加工出至較小嚙合角齒根α根后，再聯(lián)動(dòng)返回加工另一較小嚙合角α齒兩側(cè)Imm下、上兩齒側(cè)平面直線二次包絡(luò)曲面型線，超過α頂，停止在原位空轉(zhuǎn)約2s，待數(shù)控液壓11等分工作臺(tái)逆時(shí)針分度一齒后，再開始重復(fù)前述過程，連續(xù)加工下一齒，直到11齒全部結(jié)束，停機(jī)更換產(chǎn)品和毛坯，加工下一件星輪齒毛坯，型線有理論誤差，嚙合面積僅約為齒側(cè)總面積F的F/5—F/8.5，分度精度和效率尚可，實(shí)踐證明國(guó)外著明公司產(chǎn)品可以滿足工況要求。
[0005]2.在同一高分度精度數(shù)控螺桿一星輪機(jī)床上，用刀桿軸取代螺桿，中部開有平行且垂直于刀桿軸線的長(zhǎng)方刀桿通槽，槽上下兩面及桿右端面設(shè)有螺釘通孔，安裝標(biāo)準(zhǔn)齒寬b塊對(duì)稱于轉(zhuǎn)臺(tái)中心線，兩側(cè)水平安裝由I條長(zhǎng)直母線I刀刃和頂端I條短垂直線t大于Imm的頂刃組成左、右端面成形銑刀(圖1)，刀刃與刀桿軸線在同一水平面上，低于轉(zhuǎn)臺(tái)上星輪片齒上平面約1mm，頂刃回轉(zhuǎn)半徑R刀=A-acosl6.36° +(0.5?l)mm，距星輪片齒外徑間隙Z，左銑刀左端裝一對(duì)調(diào)整墊塊組件、右銑刀右端裝一壓塊、壓柱、壓緊螺釘。加工前刀桿軸距轉(zhuǎn)臺(tái)中心距為A+R刀+Z，左右端面銑刀相當(dāng)于螺桿上一條螺旋槽中唯一的I個(gè)在水平面上垂直于螺桿的直線刀刃截面，均分星輪齒寬b余量約1mm，加工時(shí)銑刀向下與星輪按傳動(dòng)比i = 6/11都逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，對(duì)星輪片齒連續(xù)徑向勻速進(jìn)刀.每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量S2，進(jìn)行第二次平面直線包絡(luò)展成加工，直至到中心距A，停止進(jìn)刀即時(shí)夾緊可移動(dòng)刀桿軸中心距A部件，繼續(xù)光刀11個(gè)齒，確保星輪齒側(cè)型線和齒根無(wú)理論誤差和光潔，刀離開星輪后刀垂直向下停止加工，放松移動(dòng)進(jìn)刀部件后快速退刀至原位，拆裝工件準(zhǔn)備加工下一星輪齒毛還。
[0006]展成加工的星輪與螺桿嚙合后可見星輪片厚Λ上，沿齒高h(yuǎn)方向有I條距星輪密封面約Imm的大于齒高h(yuǎn)的長(zhǎng)直母線1，及其上下兩包絡(luò)曲面全部都參與嚙合，嚙合面積達(dá)最大理想狀況。所以高分度精度平面直線刀刃展成加工出的第一次螺桿和第二次用相同高分度精度平面直線刀刃包絡(luò)展成加工出的星輪齒側(cè)型線無(wú)理論誤差，嚙合面積達(dá)最大，生產(chǎn)出的單螺桿空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品排氣量大、泄漏噪音低、壓強(qiáng)小即:產(chǎn)品節(jié)能低碳、靜音環(huán)保、長(zhǎng)壽可靠。唯一不足是生產(chǎn)效率低，需連續(xù)每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量S2小，連續(xù)進(jìn)刀距離需大于齒高h(yuǎn)=25- 105mm,直至中心距A后，還要繼續(xù)光刀11個(gè)齒，即轉(zhuǎn)臺(tái)還須相應(yīng)轉(zhuǎn)6轉(zhuǎn)生產(chǎn)效率低(圖2)。已被國(guó)內(nèi)幾家大公司放棄采用。而星輪齒側(cè)型線及齒根采用高速自轉(zhuǎn)特制小嚙含角<2a、小芯r、大直徑Φ圓柱銑刀或金剛石砂輪(圖3)，采用我發(fā)表的專利技術(shù)，選用選用當(dāng)今檢測(cè)展成分度精度最高±2.5"的小功率恒扭矩的力矩電機(jī)，設(shè)計(jì)制作節(jié)能高效全閉環(huán)數(shù)控零傳動(dòng)星輪齒展成機(jī)床，是當(dāng)今高效率、高精度、高表面質(zhì)量節(jié)能的平面直線二次包絡(luò)型線，無(wú)理論誤差，加工一件星輪齒側(cè)型線和齒根僅需5分鐘，因?qū)C(jī)造價(jià)太高尚無(wú)公司選用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)效率高，節(jié)約能耗的單螺桿空氣壓縮機(jī)星輪齒磨床。
[0008]本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:一種單螺桿空氣壓縮機(jī)星輪齒磨床，包括床身、砂輪、砂輪驅(qū)動(dòng)組件、星輪及星盤固定組件，其中，上述砂輪驅(qū)動(dòng)組件及星盤固定組件設(shè)置在床身上，砂輪驅(qū)動(dòng)組件連接砂輪，并驅(qū)動(dòng)砂輪縱向運(yùn)動(dòng)，星盤固定組件連接星輪，并驅(qū)動(dòng)星輪橫向運(yùn)動(dòng)，砂輪與星輪相互配合以便打磨星輪。
[0009]優(yōu)選地，所述的砂輪驅(qū)動(dòng)組件包括固定底板、縱向?qū)к?、滾珠絲桿、縱向伺服電機(jī)、縱向滑板、支架、擺動(dòng)伺服電機(jī)、伺服減速機(jī)、擺動(dòng)支架、砂輪伺服電機(jī)及砂輪，其中，上述固定底板固定設(shè)置在床身上，縱向?qū)к壖翱v向滑板設(shè)置在固定底板上；上述的支架與縱向滑板連接，并可沿縱向滑板滑動(dòng)；上述擺動(dòng)支架與縱向?qū)к夁B接，并可沿縱向?qū)к壔瑒?dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述的縱向滑板的下部設(shè)有滾珠絲桿，滾珠絲桿的外端通過數(shù)控縱向移動(dòng)組件連接縱向伺服電機(jī)，縱向伺服電機(jī)通過數(shù)控縱向移動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)縱向滑板來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
[0011]優(yōu)選地，所述的支架的上部固定設(shè)有擺動(dòng)伺服電機(jī)，擺動(dòng)伺服電機(jī)的內(nèi)端連接伺服減速機(jī)，伺服減速機(jī)與擺動(dòng)支架連接，擺動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)支架來(lái)回?cái)[動(dòng)以調(diào)整打磨角度。
[0012]優(yōu)選地，所述的砂輪伺服電機(jī)連接通過皮帶連接磨頭，磨頭下端連接砂輪，砂輪伺服電機(jī)通過磨頭驅(qū)動(dòng)砂輪，以便打磨星輪。
[0013]優(yōu)選地，所述的伺服減速機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接擺動(dòng)心軸，擺動(dòng)心軸與擺動(dòng)架連接，擺動(dòng)架與磨頭連接，伺服減速機(jī)通過擺動(dòng)心軸驅(qū)動(dòng)磨頭來(lái)回?cái)[動(dòng)，以便調(diào)整砂輪的打磨角度；上述擺動(dòng)心軸的一側(cè)設(shè)有配重塊。
[0014]優(yōu)選地，所述的磨頭連接砂輪軸，砂輪軸外部套有墊圈套，墊圈套32外部通過調(diào)整墊圈固定砂輪。
[0015]優(yōu)選地，所述的星輪固定組件包括固定墊板、橫向?qū)к墶M向滑板、等分工作臺(tái)及夾座，其中，上述固定墊板固定在床身上，橫向?qū)к壴O(shè)置在固定墊板上，橫向滑板連接橫向?qū)к?，橫向滑板上設(shè)置等分工作臺(tái)，上述夾座固定在等分工作臺(tái)上。
[0016]優(yōu)選地，所述的夾座上固定星輪組件，星輪組件包括托板、星輪、蓋板及壓板，上述托板、星輪及蓋板通過銷釘固定，形成一個(gè)星輪整體，該星輪整體的內(nèi)側(cè)固定在夾座上，星輪整體的外側(cè)通過螺母固定有壓板。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]本發(fā)明基于上述現(xiàn)有星輪齒側(cè)型線主要兩種加工方法的不足之處，本發(fā)明人離開公司后，根據(jù)星輪主要材料PEEK星輪齒毛還，片厚Λ 9mm以下，齒兩側(cè)余量小于lmm,最大規(guī)格86m3，星輪最大半徑R2與砂輪R砂最大半徑加上間隙Z之中心距A磨設(shè)計(jì)星輪齒磨床(圖4、5、6)和雙頭星輪齒磨床。選用11等分單齒分度精度最高±1.5"，數(shù)控液壓11等分回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，水平安裝于磨床正前方床身中部固定墊板的橫向移動(dòng)裝置滑板上，轉(zhuǎn)臺(tái)上星輪片內(nèi)孔心軸定心，小孔銷釘限位，大凹端面軸向定位，單齒寬b兩端齒高h(yuǎn)方向直母線O前、O后高于基準(zhǔn)面1_，前齒側(cè)直母線O前向左，與經(jīng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速后，再帶動(dòng)的擺動(dòng)心軸都為同一軸線，且都垂直通過兩面相貼的前后蝶形金剛石砂輪直徑Φ，砂輪是在分齒前、后側(cè)加工時(shí)分別安裝于同一截面上，相距齒寬b由數(shù)控橫向滑板保證，砂輪外徑R砂與星輪外徑R2之間隙Z取3mm，工作時(shí)先安裝與砂輪軸端面近的齒前側(cè)砂輪，中心距為A原，開機(jī)時(shí)開噴嘴噴乳化液降底粉塵，沖開脫落砂粒同時(shí)給砂輪、星輪、夾具降溫，砂輪從垂直軸線開始高速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并迅速順時(shí)針繞高出星輪基準(zhǔn)面Imm水平直母線O前擺動(dòng)到星輪最大嚙合角β頂后開始，快速向前沿齒寬O右直母線縱向水平移動(dòng)同時(shí)數(shù)控聯(lián)動(dòng)縱向伺服電動(dòng)機(jī)和擺動(dòng)伺服電機(jī)，繞水平直母線O前按齒頂與齒根嚙合角差值即斜率擺動(dòng)，加工齒前側(cè)Imm線上曲面，直到齒寬b距星輪齒根為A返=acosl6.36° -0.5 (a = -A-R1，輪心距a等于螺桿中心距A減螺桿半徑Rl)時(shí)，大齒頂嚙合角β頂及齒根嚙合角β根齒側(cè)型線加工完成，停止前進(jìn)擺動(dòng)至較小嚙合角α根加工出齒根，再數(shù)控聯(lián)動(dòng)返回加工出Imm直母線下曲面超過α頂至原位空轉(zhuǎn)，待數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)分度I齒約2s后，如前直至11個(gè)齒全部連續(xù)加工完成，停機(jī)。卸近軸端前側(cè)砂輪裝遠(yuǎn)離軸端后側(cè)砂輪，砂輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)不變，數(shù)控液壓工作臺(tái)前進(jìn)一齒寬b后，開噴嘴噴乳化液，砂輪高速旋轉(zhuǎn)從垂直軸線開始，迅速順時(shí)針繞高出基面ImmO后水平直母線，回轉(zhuǎn)到最大嚙合角β頂后，開始聯(lián)動(dòng)縱向伺服電機(jī)快速按編程沿O后水平直母線移動(dòng)同時(shí)，按斜率繞其擺動(dòng)，加工齒后側(cè)Imm線下曲面，直到輪心距為:A返=acosl6.36° -0.5時(shí)，大齒頂嚙合角β頂及齒根嚙合角β根齒側(cè)型線加工完成，后側(cè)停止前行旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)至較小嚙合角α根加工出齒根，再聯(lián)動(dòng)返回加工出高Imm上O后直母線曲面超過α頂至原位空轉(zhuǎn)，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)逆時(shí)針分度I齒后，如前述直至11個(gè)齒全部加工完成，返回原位A原停機(jī)。折裝星輪成品和毛坯，更換砂輪后，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)后退一齒寬b，準(zhǔn)備下一星輪齒毛坯加工。
[0019]磨床轉(zhuǎn)速較銑床高且加工余量較小，可選功率較小轉(zhuǎn)速較高的伺服電機(jī)，節(jié)能節(jié)省價(jià)貴材料的同時(shí)還提高了生產(chǎn)效率，提高了星輪齒表面質(zhì)量，分度精度達(dá)最高，星輪加工上了一個(gè)檔次。星輪齒雙頭磨床，省了一個(gè)高分度精度數(shù)控液壓工作臺(tái)和一套數(shù)控橫向移動(dòng)裝置，相當(dāng)于兩臺(tái)單頭磨床生產(chǎn)效率，雙磨頭軸承都承受有利的軸向壓力，星輪回轉(zhuǎn)工作臺(tái)無(wú)需移動(dòng)，星輪齒磨制方便，特別適合大批量生產(chǎn)