專利名稱:高精度超短導(dǎo)程擺線螺桿加工方法
本發(fā)明屬于螺桿泵的擺線螺桿加工方法。特別適用于單件，小批量生產(chǎn)高精度擺線螺桿加工。
現(xiàn)有技術(shù)中見到的擺線螺桿，大都是長導(dǎo)程擺線螺桿。在蘇聯(lián)西德等國家生產(chǎn)的螺桿泵中，短導(dǎo)程擺線螺桿數(shù)量不多，超短導(dǎo)程擺線螺桿還沒有見到，請沈陽139廠進行專利文獻檢索，在現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)與本發(fā)明相同的。
本發(fā)明的目的是在于突破超短導(dǎo)程擺線螺桿不能用成型銑削的禁區(qū)，創(chuàng)造出一種加工高精度超短導(dǎo)程擺線螺桿加工方法，為完成200公斤/厘米2高壓螺桿泵的研制任務(wù)，滿足重點工程的需要。
本發(fā)明的實施是在已有擺線螺桿加工的基礎(chǔ)上進行改進一提出了成型銑刀半徑與螺桿基圓直徑比為1.35的方案，經(jīng)過多次編程序，上計算機計算，終于得出銑刀軸線與螺桿軸線的最佳夾角為24°27′10″。在此角度時，成形銑刀與螺桿型線不產(chǎn)生干涉，計算出銑刀型線坐標值，取值的精度精確到萬分之一，按此進行實踐驗證，完全符合設(shè)計和制造的要求，從理論上和實踐上，解決這一關(guān)鍵。
二要加工超短導(dǎo)程擺線螺桿時，需對原有萬能銑床進行改進。
原有萬能銑床加工此螺桿存在的問題1為了使成形銑刀與螺桿型線槽不產(chǎn)生干涉，必須保證擺線螺桿軸線與成形銑刀軸線的夾角為計算的24°27′10″。這時，銑床工作臺要撥65°32′50″，而現(xiàn)有萬能銑床滿足不了上述要求。
2為保證螺桿導(dǎo)程的精度，銑床工作臺進刀絲杠，必須要精確到1級精度，而現(xiàn)銑床滿足不了精度要求。
3為保證擺線螺桿加工精度和光潔度，要求銑床的走刀量要小，現(xiàn)有銑床的最小走刀量，也滿足不了要求。
4為保證擺線螺桿正常加工不彎曲，機床需要有支承架和過橋裝置，現(xiàn)銑床沒有。
5現(xiàn)有銑床掛輪架滿足不了銑螺桿的掛輪要求。
對原有萬能銑床的改進1在萬能銑床的垂直導(dǎo)軌上，增裝一個專用銑頭，使銑刀軸線與工作臺縱向移動軸線平行，這時，工作臺拔轉(zhuǎn)24°27′10″就能滿足此螺桿的加工，銑頭轉(zhuǎn)數(shù)與原主軸轉(zhuǎn)數(shù)一樣。
2改變工作臺縱向走刀與電機聯(lián)接齒輪的速比，使走刀量由最低的23.5毫米/分降低到5～6毫米/分。
3更換原銑床工作臺絲杠為1級精度絲杠。
4在現(xiàn)銑床工作臺底座兩側(cè)增設(shè)過板裝置及支承架。
5更換現(xiàn)銑床的掛輪架改換成專用掛輪架，來滿足超短導(dǎo)程擺線螺桿的加工。
三對該螺桿加工用的重要工裝做進一步說明1專用成形銑刀是一種盤狀成形銑刀，成形銑刀半徑是根據(jù)加工螺桿直徑，機床規(guī)格、刀具與螺桿不產(chǎn)生干涉以及實踐經(jīng)驗等來決定此成形銑刀半徑。根據(jù)成形銑刀半徑與螺桿基圓直徑的比值來確定各參數(shù)，銑刀齒廓上各段的點坐標值是通過主、從螺桿盤狀成形銑刀與螺桿型面的具體接觸線方程，在T與W已知的情況下，對于區(qū)間(t1、t2)上的每一個t值，應(yīng)用選代法解出相應(yīng)的Q值，然后，再算出接觸點的坐標x、y、z，再根據(jù)坐標變換公式計算出X、Y、Z和相應(yīng)的R4＝(X-T)2+Z2]]>，則R4與Z即為所求的銑刀半徑與銑刀半寬，要求其刀具坐標制造精度為0.005毫米以內(nèi)，是靠刀具精度控制加工螺桿型線精度。
2工作臺角度對板是工作臺轉(zhuǎn)角校正工具，把它靠在萬能銑床的垂直導(dǎo)軌上，拔轉(zhuǎn)工作臺，并在工作臺上吸好千分表，使表測頭指在工作臺角度對板的工作面上，用走動工作臺來調(diào)整角度，達到表針無跳動，在一點上，把緊工作臺后，再走動工作臺，其指針應(yīng)無跳動為止，從而，控制螺桿軸線與銑刀軸線的夾角(其工作臺角度對板的制造精度為5″)。
3支承架是裝在銑床工作臺底座兩側(cè)架起的過橋板上，在支承架上裝有三個可調(diào)節(jié)支承塊，支承塊的支承長度為60～120毫米。支承塊的支承面是由分度頭與尾架的頂尖將找正桿頂好，找正找正桿上、下、左、右歪斜允差0.01毫米以內(nèi)，取下找正桿，裝上車瓦桿，用專用電機裝置代動，鏜好三個支承塊內(nèi)圓弧面，與要銑螺桿外圓密切結(jié)合，能達到使螺桿在支承塊內(nèi)轉(zhuǎn)動和移動，無間隙，保證銑削時不產(chǎn)生振動和彎曲，又能消除支承誤差，使螺桿中心與支承中心一致，讓支承塊起到跟刀架的作用。保證螺桿銑削時不易變形，經(jīng)試驗驗證，證明效果良好。
4專用分度頭分度頭上裝有精度高的差動齒輪，借助內(nèi)外齒輪的齒數(shù)差，來提高螺桿分度精度，該分度頭分度精度為5″。
四本發(fā)明對高精度超短導(dǎo)程擺線螺桿加工方法中粗銑、半精銑、精銑螺桿型線槽的說明1.粗銑1在改進萬能銑床上，將找正桿裝在分度頭與尾架的頂尖間，用千分表吸在機床上，使表測頭指在找正桿外圓上，走動工作臺，找好兩頂尖上、下、左、右歪斜允差0.01毫米以內(nèi)，取下找正桿。
2將車瓦桿裝在分度頭與尾架的頂尖之間并頂好，裝好專用電機裝置代動車瓦桿轉(zhuǎn)動，鏜好三個支承塊內(nèi)圓弧面，使弧面與粗銑螺桿外圓密切結(jié)合，達到螺桿在支承塊內(nèi)轉(zhuǎn)動和移動，無間隙，保證銑削時螺桿不產(chǎn)生振動和彎曲。取下車瓦桿及電機裝置，裝上粗銑螺桿。
3按螺桿導(dǎo)程，在專用掛輪架上掛好齒輪，掛后檢查一遍，當螺桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，工作臺走動正好一個導(dǎo)程。
4按螺桿軸線與銑刀軸線的夾角轉(zhuǎn)動工作臺。
5在改進萬能銑床上，將原銑床立銑頭裝好，并裝上專用粗銑刀，按螺桿外圓高點找好中心，按工藝圖的尺寸粗銑螺桿型線槽并控制好槽的長度，將螺桿槽銑完后，將螺桿轉(zhuǎn)180°銑好另一個槽。
2.半精銑1在改進萬能銑床上，將找正桿裝在分度頭與尾架的頂尖間，用千分表吸在機床上，使千分表測頭指在找正桿外圓上，走動工作臺，找好兩頂尖的上、下、左、右歪斜允差0.01毫米以內(nèi)，取下找正桿。
2將車瓦桿裝在分度頭與尾架頂尖之間，用專用電機裝置代動車瓦桿轉(zhuǎn)動，鏜好支承塊內(nèi)圓弧面，與半精銑螺桿外圓密切結(jié)合，達到能使螺桿在支承塊內(nèi)轉(zhuǎn)動和移動，無間隙，保證銑削時不產(chǎn)生振動和彎曲，取下車瓦桿及電機裝置，裝上半精銑螺桿。
3按螺桿導(dǎo)程在專用掛輪架上，掛好齒輪，掛后檢查一遍工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工作臺走動正好一個導(dǎo)程。
4將工作臺角度對板靠在銑床垂直導(dǎo)軌上，撥轉(zhuǎn)工作臺，使與角度對板斜面平行，在工作臺上吸上千分表，使表的測頭指在工作臺角度對板斜面上，走動工作臺使指針不跳動為合格。
5取下原立銑頭，裝專用銑頭，并裝好專用半精銑刀，按原型線槽找好，余量均勻，半精銑螺桿型面和底徑各留余量(余量大小根據(jù)螺桿直徑而定)，按工藝圖控制銑削長度，銑好后，轉(zhuǎn)180°銑好另一個槽(轉(zhuǎn)180°角分度精度在5″以內(nèi))。
3.精銑1在改進萬能銑床上，將找正桿裝在分度頭與尾架的頂尖間，用千分表吸在機床上，使表測頭指在找正桿外圓上，走動工作臺，找好兩頂尖的上、下、左、右歪斜允差0.005毫米以內(nèi)，取下找正桿。
2將車瓦桿裝在分度頭與尾架的頂尖之間，用專用電機裝置代動，使車瓦桿轉(zhuǎn)動，鏜好支承架的三個支承塊內(nèi)圓弧面，與精銑螺桿外圓密切結(jié)合，達到能使螺桿在支承塊內(nèi)轉(zhuǎn)動和移動，無間隙。保證銑削螺桿時不產(chǎn)生振動和彎曲，取下車瓦桿及電機裝置，裝上精銑螺桿。
3及4與半精銑工步3與4相同。
5在專用銑頭上，裝好專用精銑刀，按原型線槽找好，余量均勻，精銑好型線槽達圖，銑完一個槽，將工件精確轉(zhuǎn)180°角，精確度在5″以內(nèi)，銑好另一個槽。
采用這種方法加工高精度超短導(dǎo)程擺線螺桿的型線坐標點的尺寸公差±0.005毫米，表面光潔度達
7以上，銑削螺桿細長比1∶19。
本發(fā)明與現(xiàn)有飛刀加工螺桿相比較有以下幾個優(yōu)點
1精度高(比飛刀高3-4級)。
2光潔度高(比飛刀高3級)。
3效率高(比飛刀高3-4倍)。
4在改進萬能銑床上增添了專用銑頭后，能加工超短、短、中導(dǎo)程的擺線螺桿，也能加工長導(dǎo)程擺線螺桿，成為專用螺桿銑床，為我國填補了空白。
該方法和設(shè)備準備用在直徑φ60毫米以下的高精度超短、短、中導(dǎo)程擺線螺桿的加工上。
圖1為改進萬能銑床銑削擺線螺桿的示意圖。
(1)專用銑頭、(2)專用成形銑刀、(3)專用分度頭、(4)專用掛輪架、(5)支承架及過橋裝置、(6)擺線螺桿(2件)、(7)尖頂尖、(8)尾架。
圖2為圖1俯視圖(9)專用頂尖、(10)銑卡箍圖3為3LU35DA-100從動擺線螺桿粗銑示意圖。
圖4為3LU35DA-100從動擺線螺桿半精銑示意圖。
圖5為3LU35DA-100從動擺線螺桿精銑示意圖。
圖6為3LU35D4-100從動擺線螺桿法向截面齒形圖。
法向截面與軸心線夾角24°27′10″
實施例采用該加工方法加工3LU35DA-100螺線螺桿泵從動擺線螺桿，其銑削工藝如下一、粗銑粗銑擺線螺桿型線槽見圖3所示，銑后外圓跳動允差0.15毫米。
用的工裝找正桿ZC121、長頂尖ZC123、銑卡箍ZC125、車瓦桿ZC92、粗銑刀ZT32、螺桿底徑千分尺ZG894。(以上代號為我廠專用工裝代號)工步內(nèi)容與上述粗銑的〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕工步相同，銑削轉(zhuǎn)速n＝400轉(zhuǎn)/分，走刀量s＝47.5毫米/分。
二、半精銑半精銑擺線螺桿型線槽見圖3所示，銑后外圓跳動允差0.05毫米。
用的工裝支承架ZC21、找正桿ZC122、銑卡箍ZC658、長頂尖ZC644、車瓦桿ZC93、工作臺角度對板ZC662、半精銑刀ZT235、螺桿底徑千分尺ZG894。
工步內(nèi)容與上述半精銑的〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕工步相同。銑削轉(zhuǎn)速n＝60～75轉(zhuǎn)/分，走刀量s＝5～6毫米/分，一刀銑成。
三、精銑精銑擺線螺桿型線槽見圖4所示，銑后外圓跳動無差0.01毫米以內(nèi)。
用的工裝半精銑刀ZT234、其余用半精銑用的工裝一樣。
工步內(nèi)容與上述精銑的〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕、〔5〕工步相同。銑削轉(zhuǎn)速n＝60～75轉(zhuǎn)/分，走刀量S＝5～6毫米/分，一刀銑成。
加工后從動擺線螺桿滿足設(shè)計要求，達到的結(jié)果如下(1)φ21d6、φ7-0.01-0.03對φ15dc跳動允差0.02毫米以內(nèi)。
(2)K面對φ15dc跳動允差0.016毫米以內(nèi)。
(3)螺桿彎曲度允差0.02毫米以內(nèi)。
(4)螺桿為22頭右旋螺紋導(dǎo)程＝30毫米。
(5)粗加工前調(diào)質(zhì)硬度HB220-260。
(6)進行離子氮化處理硬度HV≥450，滲層≥0.1毫米。
(7)側(cè)角0.5×45。
加工后的3LU35DA-100從動擺線螺桿法向截面齒形圖見圖5所示。
裝配后，測得螺桿型線間隙在要求的0.03～0.05毫米中間，轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器時，能輕快轉(zhuǎn)動，無費勁。試驗性能達到設(shè)計要求，轉(zhuǎn)速n＝2900轉(zhuǎn)/分，壓力P＝100公斤/厘米2，流量Q＝2.4～2.7米2/時，效率＝55%以上。
加工的3LU35DA-100及3LU50DA-200主、從動擺線螺桿均獲得良好效果，滿足設(shè)計要求。
權(quán)利要求
1.一種螺桿加工方法，其特征是在于加工高精度超短導(dǎo)程擺線螺桿，是用專用成形銑刀，專用工裝，在改進的萬能銑床上進行粗銑，半精銑和精銑螺桿型線槽，成型銑刀軸線與螺桿軸線的最佳夾角是在提出成形銑刀半徑與螺桿基圓直徑比值為1.35方案后，經(jīng)過多次編程序上計算機計算得到的，成形銑刀是盤狀的，刀齒廓是根據(jù)成形銑刀半徑與螺桿基圓直徑比值來確定各參數(shù)，對主從動螺桿分別按螺桿型線與盤狀成形銑刀具體接觸線方程計算出刀具齒廓各段點坐標值，按坐標值加工具齒廓，靠刀具制造精度來控制螺桿型線加工精度；如專用工裝的支承架有三個可調(diào)支承塊，在銑削螺桿前用車瓦桿鏜好，與要銑螺桿外圓密切結(jié)合，螺桿能在支承塊內(nèi)轉(zhuǎn)動和移動，無間隙，消除了支承誤差，使螺桿中心與支承塊中心一致；改進萬能銑床的走刀量，由最低的23.5毫米/分降低到5～6毫米/分，更換掛輪架與齒輪來滿足超短導(dǎo)程掛輪，提高走刀絲杠精度來滿足加工螺桿精度和光潔度，采用差動齒輪分度頭來提高分度精度，增裝一個專用銑頭，銑頭裝入成形銑刀其軸線與工作臺縱向走刀方向平行，螺桿軸線與銑刀軸線的夾角是由工作臺角度對板來控制的。
2.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征是在于成形銑刀齒廓各段點坐標值，取值精確到萬分之一，加工刀具精度在0.005毫米以內(nèi)，靠刀具精度來控制螺桿加工精度，除成形銑刀外，還可用成形單刀或雙刀銑削，成形刨刀刨削，成形車刀車削，成形砂輪磨削及其他加工方法。
3.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征是在于采用專用工裝的支承架的三個支承塊支承部分長為60～120毫米左右，起到跟刀架的作用，保證銑削螺桿時不易產(chǎn)生變形和彎曲，或用其它形式的工具。
4.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征在于采用工作臺角度對板可控制的精度達±5″。
5.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征是在于采用專用分度頭，分度頭內(nèi)裝精度高的差動齒輪，借助內(nèi)外齒輪的齒數(shù)差來提高分度的精度，分度頭精度為5″，也可用其它精密的分度頭。
6.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征是在于增裝專用銑頭，裝入銑刀軸線與工作臺縱向走刀方向平行，滿足超短導(dǎo)程擺線螺桿加工，還可滿足短導(dǎo)程擺線螺桿，中導(dǎo)程擺線螺桿加工時要求工作臺轉(zhuǎn)動角度。
7.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征是在于改進走刀量，使走刀量由23.5毫米/分降低到5～6毫米/分，改變工作縱向走刀與電機聯(lián)接齒輪的速比。
8.由權(quán)利要求
1所述的螺桿加工方法，其特征在于采用支承架裝在過橋裝置上，而過橋裝置在銑床工作臺底座兩側(cè)架起的過橋板上。
專利摘要
高精度超短導(dǎo)程擺線螺桿加工，是在改進的萬能銑床上，用專用工裝，專用成形銑刀銑削擺線螺桿型線槽。如銑削從動螺桿外徑φ21d
文檔編號B23C3/00GK87101572SQ87101572
公開日1988年12月28日 申請日期1987年6月17日
發(fā)明者張正深, 隋吉順, 應(yīng)詩源, 盧楷清, 袁振東, 李新民 申請人:沈陽水泵廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan