螺杆压缩机转子齿廓磨削关键技术

摘要

螺杆压缩机以其平稳的高速性能、多相混输性、排气量稳定及易于操作维护等优点，广泛应用于各工业领域。螺杆压缩机核心部件螺杆转子的制造过程中，由于转子形状复杂，螺旋面成形困难、制造精度不易保证等技术难题，使得其成形原理及精密制造技术的研究一直是行业发展的重要研究课题。随着计算机科学和机械工程学科的发展与日益紧密的结合，现代制造技术得到飞速发展，出现了大量专用的螺杆转子数控装备及配套辅助软件，但其核心技术仍由国外所掌握。虽然我国在转子制造领域得到了很大进步，但与世界领先技术相比仍然存在较大的差距，主要表现为加工效率低、精度不高且精度保持性较差。
　　在此背景下，本论文围绕“螺杆压缩机转子齿廓磨削关键技术”这一课题，以实现精密、异形、复杂螺杆转子的高效、高精度磨削为目标，对以下几个方面做了较深入细致的研究:
　　1.基于螺旋面成形原理建立了转子螺旋面与成形砂轮的接触条件数学模型。在转子实际型线数值分析的基础上，引入了累加弦长参数三次样条曲线求解转子端面型线上各型值点的一阶导数，解决了型值点的大挠度问题。
　　2.求解了转子齿廓磨削用成形砂轮廓形数学模型，将数值分析方法应用于转子端面型线和成形砂轮轴向截形处理，通过二维和三维干涉检查方法评价与优化了成形砂轮廓形。
　　3.分析了转子齿廓铣削、磨削工艺和磨削产生的齿廓误差，提出了一种针对齿廓误差的专用补偿方法。通过实际加工验证了该补偿方法的可靠性，并将该误差补偿方法应用于转子原始型线的调整，修正了转子原始测量误差和部分设计缺陷，优化了部分转子型线和压缩机综合性能。
　　4.开发了一套螺杆压缩机转子磨削计算软件，进行了转子虚拟仿真加工与现场试验，验证了本文理论的正确性。

目录

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摘要

图表索引

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第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 研究现状和发展趋势

1．2．1 螺杆压缩机发展现状

1．2．2 转子加工技术国内发展现状

1．2．3 转子加工技术国外发展趋势

1．3 论文主要工作内容

第二章 转子齿廓磨削用成形砂轮廓形设计理论

2．1 转子螺旋面与成形砂轮的接触线条件式

2．2 累加弦长参数三次样条曲线

2．3 转子磨削用成形砂轮轴向截形求解

2．4 转子端面型线预处理

2．5 成形砂轮轴向廓形后处理

2．6 成形砂轮轴向截形优化

2．7 本章小结

第三章 螺杆压缩机转子齿廓加工工艺研究

3．1 转子加工典型工艺路线

3．2 转子齿廓铣削工艺分析

3．2．1 转子铣削刀具分析

3．2．2 SK6432数控螺杆铣床

3．3 转子齿廓磨削工艺分析

3．3．1 圆柱等导程螺旋面磨削原理

3．3．2 SK7032数控螺杆磨床

3．4 转子齿廓磨削质量分析

3．4．1 表面几何质量

3．4．2 成形磨削原理误差

3．4．3 砂轮修整器引起的误差

3．4．4 磨削热引起的误差

3．4．5 转子齿廓跳动误差

3．4．6 转子齿廓锥度误差

3．5 本章小结

第四章 螺杆压缩机转子齿廓误差专用补偿技术

4．1 误差处理方法简介

4．2 齿轮测量中心简介

4．3 转子齿廓误差补偿技术

4．4 误差补偿前的数据异常处理

4．4．1 数据点无法采集

4．4．2 数据点误差失真

4．5 本章小结

第五章 转子成形磨削软件、虚拟仿真和现场试验

5．1 螺杆转子成形磨削软件

5．1．1 软件开发环境

5．1．2 软件主流程图

5．1．3 软件系统介绍

5．2 螺杆转子磨削虚拟仿真

5．2．1 数控仿真过程

5．2．2 螺杆转子磨削仿真实现

5．3 现场试验

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间研究成果