双螺杆泵螺杆成型铣刀廓形设计与研究.pdf

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1、2014NO．2重型机械·35·双螺杆泵螺杆成型铣刀廓形设计与研究杨妙妙，董黎敏，王建，史津平，郭津津(天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384)摘要：根据螺杆螺旋曲面方程，利用成形铣削原理和坐标变换理论，从成形铣刀与螺杆工件的相对运动关系出发，建立了基本的铣刀刀刃廓形方程。应用Matlab对接触方程进行快速准确的求解，得到一系列有效的廓形离散点数据，再利用Pro—E准确地绘制出刀具的三维模型图。该方法能方便、快捷、准确的完成螺杆型面铣削刀具设计。关键词：螺杆；成型铣刀；接触方程；刀刃中图分类号：TH327；TG714文献标识

2、码：A文章编号：1001—196X(2014)02—0035—04Designandstudyofprofileofformedmillingcutteroftwin-screwpump’SscrewYANGMiao—rniao，DONGLi—min，WANGJian，SHIJin—ping，GUOJin-jin(TianjinKeyLaboratoryforControlTheory＆ApplicationsinComplicatedSystems．TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China

3、)Abstract：Accordingtotheequationofspiralsurfaceofthescrew，principleofformedmilling，theoryofcoot-dinateconversion，andrelativemotionbetweenthescrewandtheformedmillingcutter，theequationofbasicprofileofformedmillingcutterisestablished．Thesolutiontotheequationisrapidlyandaccurately

4、foundusingthesoftwareMatlab，togetthedataofaseriesofvaliddiscretepointsoftheprofile．Thenthe3DdrawingofthemillingcutterisaccuratelyproducedusingthesoftwarePro／E．Thismethodensuresthatthedesignofthemill—ingcutterforthescrewcanbecompletedconveniently，rapidlyandaccurately．Keywords：s

5、crew；formedmillingcutter；contactequation；cuttingedge盘形铣刀与转子坯轴所形成的复合运动的结果是U日IJ吾剔除了转子坯轴的多余材料而形成所要得到的螺双螺杆泵的核心部件是一对螺杆转子，转子旋曲面J。本文基于对双头双螺杆泵螺杆形状的螺旋头数通常有单头和双头两种⋯。双螺杆泵的分析建立了螺杆螺旋曲面方程；利用成形铣削螺杆转子的型线由点、直线及多段曲线组合而原理和坐标变换理论，从成形铣刀与螺杆工件的成，目前一般采用无瞬心包络法设计盘形铣刀，相对运动关系出发，建立了基本的铣刀刀刃廓形用盘形铣刀加工螺杆转子时，刀

6、具轴线与转子轴方程。在设计刀具的过程中，不可避免需要求解线空间交错，两者有一夹角，盘形铣刀绕其中心隐函数和三角超越方程等复杂的关系式。文中给轴旋转，转子坯轴绕轴心线旋转并沿轴向移动，出了刀具型面计算式的推导过程及应用Matlab软件对设计刀具过程中的复杂数学关系式求解的收稿日期：2013—06—09；修订日期：2013—07一l8方法；并给出以具体型线为实例的计算数据。该基金项目：天津市科技计划项目(11ZCKFGX03700)方法是实现螺杆型面铣削刀具设计的快速准确求作者简介：杨妙妙(1987一)，女，山西吕梁人，天津理工大学解计算的一种有效方法

7、。硕士研究生，主要从事机械设计及理论等。通讯作者：董黎敏(1966一)，女，山西人，天津理工大学机械1成形铣削原理学院教授，博士，研究方向：机械产品CAD／CAM、RE／RP技术等。当在专用铣床上加工螺旋面时，工件以螺旋·36·重型机械参数作螺旋运动，而铣刀则绕着自身的轴线作旋转切削运动。所以螺旋槽是在刀具回转面与工件X=x(t；㈩的相对运动作用下形成的。用成形铣刀加工螺杆式中，t为齿曲线参数。螺旋槽时刀具和工件的相对位置如图1所示。由式(1)可以得到螺旋曲面的方程，即齿面方程为x=0()cosO—Yo(t)sin0lY=0(t)sin0+Y0(t

8、)cos0(2)lIz=o(t)+式中，0为角度参数，表示母线绕z轴转过的角度，顺着z轴看，以顺时针方向转动为正；P为螺旋