离心压缩机两侧密封区空间双斜孔加工方法的改进

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1、离心压缩机两侧密封区空间双斜孔加工方法的改进0引言　　对于MCL水平剖分压缩机，机壳两侧密封区空间双斜孔的加工，一直是加工过程中极其重要的一环，而以往的加工方法是：利用万向钻床由机壳密封区内孔槽底向外加工出一个小孔，后将机壳翻转180°，根据引出的小孔再由外向内进行孔的加工。这样的加工方法对于内孔槽相对比较宽且比较浅、而且当空间斜孔的角度不是很大、位置精度要求不是很严格的情况下是完全适用的，但如果遇到空间斜孔的角度大、位置精度高的情况时，将无法完成孔的加工（原因是内孔槽边与钻杆干涉），本文介绍了在数控镗床上利用万向铣头对空间双斜孔进行加工的新方法，通过对数

2、控镗床的万向铣头的转角进行分析，确定其转角与空间双斜孔投影角之间的函数关系，从而利用万向铣头完成空间双斜孔的加工，在实际应用中收到了很好的效果。1　万向铣头的结构及原理　　空间双斜孔，指的是其轴线不在空间直角坐标系中三个平面内（XOY,XOZ,YOZ）。万向铣头，指它可以沿两个相交成45°的轴线进行旋转并进行运动叠加，形成空间角度，从而完成空间斜孔、斜面的加工。其结构示意图及原理图见图1。其中AO为万向铣头初始轴线方向，而L1和L2为它的两个旋转轴线，万向铣头先以L1为轴线顺时针旋转θ1后，AO移到位置AO’,接着再以L2为轴线旋转θ2后，AO’移到AO"

3、，这样就通过两次旋转成为空间直线，从而实现空间孔的加工。2　角度分析及公式推导2.1万向铣头转角θ1、θ2与α、β之间一般情况函数关系的推导2.1.1步骤1　　建立几何数学模型见图2。　　设万向铣头的初始方向与Z轴重合为AA’，现将其以A为端点，使其以AE为轴线，从E向A看顺时针旋转θ1角,此时AA’变为AD,过C点作AE垂线交AE于F,连线DF，则可证明∠DFC=θ1,而空间直线AD在YOZ平面和XOZ平面的投影与Z轴所成的夹角分别为a1和a2。　　根据几何关系可得：DF=CD/sinθ1　　CF=CD/tanθ1DF=AF；　　又在直角三角形ACF中，

4、tan∠CAF=CF/AF=cosθ1推出a1=45°-atan（cosθ1）　　AC=CF/sin∠CAF=CD/{tanθ1×sin[atan（cosθ1）]}　　AO=AC×cosa1　　从而推出:　　tana2=OB/OA=CD/OA=sinθ1×cos[atan（cosθ1）]/{cos[45°-atan（cosθ1）]}（1）　　步骤2　　当以AE为轴线转过θ1角后，又以AG为轴线转过θ2角，这时的情况见图3。　　此时铣头轴线位置由AD移动到AD’,过D’分别做XOZ面和YOZ面的垂线D’B’和D’C’,同时做D’O’垂直于Z轴，此时新的坐标系

5、是O’B’为X轴，O’C’为Y轴，则铣头轴线AD’在YOZ面和XOZ面上的投影与Z轴所成的夹角分别为a1’和a2’，过D做AL2的垂线DG交AL2于G，连接D’G，此时∠D’GD为第二次的铣头转角θ2。　　很容易求出：a2’=a2+θ2（2）　　由图2可得如下结果：OC=OA×tana1　　DG=OA/cosa2　　tan∠DAG=DG/AG=1/{cosa2×tan[45°-atan（cosθ1）]}（3）　　又D’G=C’G/cosa2’　　所以AG=D’G/tan∠DAG　　由以上可得：　　tana1’=O’C’/O’A=cosa2×tan[45°-

6、atan（cosθ1）]/cos（a2+θ2）（4）　　步骤3　　根据以上各公式，可推导出a1’和a2’与a、b之间的函数关系如下：　　tana1’=tana/sinb（5）　　a2’=90°-b（6）　　将式（1）、（2）、（4）代入式（5）、（6）中，就可求得a（θ1,θ2）和b（θ1,θ2）:90°-b=atan{sinθ1×cos[atan（cosθ1）]/cos[45°-atan（cosθ1）]}+θ2tana/sinb=cos（atan{sinθ1×cos[atan（cosθ1）]/cos[45°-atan（cosθ1）]}）×tan[45°-

7、atan（cosθ1）]/cos（atan{sinθ1×cos[atan（cosθ1）]/cos[45°-atan（cosθ1）]}+θ2）　　设a=sinθ1×cos[atan（cosθ1）]　　b=45°-atan（cosθ1）　　则有90°-b=atan（a/cosb）+θ2（7）　　tana/sinb=cos[atan（a/cosb）]×tanb/cos[atan（a/cosb）2+θ2]（8）2.2对万向铣头转角特殊情况函数关系的推导　　所谓特殊情况，指的是经过两次旋转后，最终铣头轴线平行于XOY平面，即轴线在XOZ面和YOZ面内的投影与Z轴的夹

8、角为90°，见图4。图中说明铣头在完成第一次旋转到AD后，第二次转