螺旋杆机械研究现状

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1、螺旋杆机械研究现状本课题为了提髙变导程变深度螺杆的加工效率、改善工件表面质量，研究变导程变深度螺杆的新型加工方法，分析了车铳复合加工技术加工变导程变深度螺杆的仿真、加工工艺和编程。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂坏境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度

2、、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程。因此，对数控技术实行变革势在必行⑹、数控技术发展趋势之一就是工艺复合性和多轴化：以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成车、铳、钻、镇

3、、攻丝、较孔和扩孔等多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。高机床生产效率的核心是更快的速度和更可靠的性能，一句话，就是有效缩短工件的加工周期，缩短加工周期从两条途径入手。一是提高切削速度，因而机床主轴转速普遍提高了，车床和车削中心的主轴转速都在8000r/min以上，加工中心的主轴转速一般都在15000~20000r/min,还有40000r/min和60000r/min的。同样,进给速度也有大幅提高，可达20m/min,甚至60m/min。随着速度的提高，机床的结构刚性和动态特性都有相应的改进，高速主轴和刀具系统的动平衡就很重要。

4、高速切削工艺应用普遍。特别是宇航和航空工业的零件，一般都为铝合金件，加工时要切除大量材料，制成品的重量往往只有毛坯件的15%〜20%o也就是说，有80%〜85%的铝材变成了切屑，在这里，髙速切削就是有效提高加工效率的方法。另一条途径就是减少非加工时间。因为在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上。因此，复合功能的机床是近年来发展很快的机种，车铳复合加工中心正是基于以上各个优点应运而生，并且已经在加工行业证明了其具有的优异性能。复合功能的机床是近年来发展很快的机种，其核心是在一台机床上要完成车、铳、钻.镇、攻丝、饺孔和扩孔

5、等多种操作工序。车床技术发展的主耍趋势是多功能机床，而EJ前的多功能复合机床实际上是一台具有车铳复合功能的加工中心〔68】。该类复合机床的关键技术之一是数控技术。在数控加工中，输入NC或CNC机床，执行一个确定的加工任务的一系列指令，称为零件程序或数控程序(NCProgram)o生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程称为数控编程(NCProgramming),数控编程是应用数控机床进行零件加工的必要前提。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点，提供刀具运动的起点，终点和运动轨迹。目前数控编稈有两种基本方法:手工编程和计算机辅助自动数控编程。在石油、化工等行业中广泛使

6、用各种螺旋杆机械，这些机械装备大多数都是各行各业中的关键和先进设备，如螺旋杆钻具是石油钻井行业中打定向井的关键设备，螺旋泵是采油和输油等行业中的一种替代其它类型泵的先进设备等。其中，变导程变深度的螺旋杆制造技术是多年来一直困扰其发展的关键难题。从1994年起，沈阳工业大学数控研究中心即对复杂异形螺旋面加工进行攻关研究，在国内首先提出了无瞬心包络加工方法，并对英包络加工原理、控制过程、机床结构、数控编程方法、刀具结构等进行了系统的多方面的研究并取得了一定成果。…利用先进数控加工中心加工零件时，加工前一般要进行数控程序的(NC代码)校验，检查刀具的运动轨迹是否正确，判断加

7、工参数选择是否合适等，并需要根据刀具对加工工件是否产生干涉等来选择合适的刀具。目前，实际加工中普通采用的是试切法，即通过对部分工件的试加工和测量来调整参数和选择工具。这种试切可能要经过多次反复。工件越复杂，NC代码的谋码率就越高。对于一个具有复杂曲面的工件的加工，需要花费大量的时间和费用在机床上试切来检验刀具路径。这不但浪费了大量的人力物力，而且延缓了生产周期，增加了产品开发成本，降低了生产效率。如果利用计算机进行仿真加工，并检验数控加工程序代码，不仅直观.快速，而且能够及时反馈加工过程的参数，并及时对NC代码进行调整，不需要额外的费用，对缩短产品的