专利名称：一种单螺杆压缩机星轮加工机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工设备、特别涉及一种用于加工单螺杆压缩机星轮的机床。
背景技术：
单螺杆压缩机已成功应用于制冷、空气压缩、石化等多个领域。国外能生产单螺杆压缩机的有美、英、荷兰、日本等十几家公司，近年来，我国一些厂家也开始生产单螺杆压缩机，但国内生产的单螺杆压缩机星轮使用寿命与国外生产的星轮使用寿命相差甚远。星轮齿磨损快，星轮片使用寿命短，已成为限制我国单螺杆压缩机发展的瓶颈问题。目前，普遍认为这是由于我国单螺杆压缩机啮合副的加工精度低所造成的，只要啮合副的磨损问题得以解决，单螺杆压缩机在国内的发展空间是巨大的。单螺杆压缩机的核心部件是构成啮合副的螺杆和星轮。螺杆螺槽与星轮叶片是单螺杆压缩机零件加工中难度最大的地方。而啮合副的型线对加工方法和加工难度影响最大，国外已公开的单螺杆压缩机型线有直线包络和圆柱包络两种，国内已有学者提出多直线包络型线和多圆柱包络型线。高效并精确的加工不同型线的星轮片已成为我国加工制造业的一个难点。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种单螺杆压缩机星轮的新型加工机床，可加工直线包络单螺杆压缩机、圆柱包络单螺杆压缩机和多圆柱包络单螺杆压缩机的星轮，具有加工工艺简单、精度高、速度快的特点。为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的一种单螺杆压缩机星轮加工机床，包括床身，床身上设有立柱和工件装夹机构，其特征在于，所述立柱上设有可沿ζ方向竖直移动的滑板，滑板上连接一个回转盘，回转盘随滑板做竖直移动的同时沿回转盘圆心做回转运动；该回转盘与一个刀具架相连，所述刀具架上安装有驱动器，驱动器通过穿过刀具架的心轴与刀具连接；所述工件装夹机构包括设置在床身上可沿X方向水平运动的导套，导套上连接有可沿y方向水平移动的滑块，滑块上连接有回转轴可沿自身圆周方向旋转，回转轴上连接与回转轴同步旋转的工件支架，工件支架上安装工件。上述方案中，所述回转盘上设有导轨，刀具架通过该导轨与回转盘相连，刀具架可沿该导轨移动并锁死。所述刀具为盘铣刀或砂轮。所述驱动器为电机或电主轴。所述回转轴为数控回转
轴ο本发明的工作原理如下刀具回转盘可随滑块沿立柱在ζ轴方向上竖直运动，刀具架固定在回转盘上，驱动器安装在刀具架上，刀具通过心轴与驱动器连接。工件(星轮)固定在工件支架上，工件支架固定在回转轴上并由其带动同步旋转，星轮与回转轴在旋转的同时，可通过滑块及导套在x-y平面内运动。工作时，将刀架(装有刀具)沿回转盘导轨移动定位并锁紧，调整刀架在立柱上的高度，设定好回转盘的转角范围，对工件在y方向及回转轴方向进行定位。定位完成后，工件在星轮支架底座(导套及滑块)带动下沿χ方向移至加工位置，加工时，工件在χ方向、y方向、回转轴圆周方向，刀具在ζ方向、回转盘圆周方向实行联动，可以实现工件一个工位的加工，工件一次进退，即可完成一根齿单侧的型面加工，加工完该齿单侧， 工件支架底座带动工件退出加工位置，数控回转轴按照等分分度回转一齿，星轮支架底座再次带动工件沿方向移至加工位置进行加工，待所有齿单侧加工完后，对星轮进行翻面，校正零点，再重新设定刀具回转盘的转角范围，即可按照上述步骤加工星轮齿另一侧，所有齿两侧均加工完后，星轮支架底座带动工件沿χ方向退出加工位置，刀具停止工作。本发明的优点在于1.可加工单直线包络、多直线包络、圆柱包络和多圆柱包络星轮片，且可满足不同直径圆柱包络星轮片的加工要求。2.加工时仅需一把刀具，结构占用空间小。3.加工效率高，加工精度高。
以下结合附图及具体实施方式
对本发明做进一步的详细描述。
图1为本发明一个具体实施例的结构图。图2、图3、图4、图5、图6为图1机床在加工多圆柱包络型面时刀具与星轮齿接触状态图(以二圆柱包络为例)。图7为本发明另一个具体实施例的结构图。
具体实施例方式实施例一参见图1，本实施例机床包括床身1，床身上的立柱9和水平导轨2，以及安装在立柱9上的盘型刀具架14和安装在水平导轨2上的工件装夹机构。盘型刀具架通过滑板11 安装在竖直导轨12上，可沿竖直导轨12在竖直方向0 (ζ方向)做上下移动。滑板11上装有刀具回转盘13，刀具回转盘13随滑板11做上下移动的同时沿方向做回转运动。 刀具回转盘13在方向02)上设有导轨10，刀具架14通过导轨10与回转盘13相连接，刀具架14可沿方向02)进行移动并锁死。驱动器16安装在刀具架14上，通过心轴17与刀具15连接。在驱动器16的驱动下，刀具15绕其心轴轴线旋转。驱动器为电机或者电主轴。水平导轨2上设有导套3，导套3可通过水平导轨2在水平方向(19) (χ方向)上进行往复移动。导套3通过导轨5与滑块4连接，滑块4可通过导轨5在水平方向00) (y 方向)上往复移动。滑块4上装有回转轴6，回转轴6可绕其自身轴线在其圆周方向(18) 旋转，并可通过滑块4和导套3在x-y平面内运动。回转轴上装有工件支架7，工件支架7 固定在回转轴上与回转轴同步运动。回转轴为一数控回转轴，可在其旋转方向上进行微调， 工件支架7上安装砂轮或盘铣刀作为刀具。加工前，首先需将工件8固定在工件支架7上，然后将刀具架14 (装好刀具15)沿方向0 移动定位并锁紧，调整刀具架14在立柱9上的高度，设定好刀具回转盘13的转角范围，对工件8在方向OO)及回转方向(18)进行定位。定位完成后，工件8在导套3及滑块4(星轮支架底座)带动下沿方向(19)移至加工位置，开始加工。加工时，工件在方向(19)、方向00)、方向(18)，刀具在方向(21)、方向Q3)实行联动。工件一次进退，即可完成单齿单侧的型面加工。加工完单齿单侧，星轮支架底座带动工件8退出加工位置，数控回转轴6按照等分分度回转一齿，星轮支架底座再次带动工件8 沿方向(19)移至加工位置进行加工。待所有齿单侧加工完后，对星轮进行翻面，校正零点， 重新设定刀具回转盘13的转角范围，即可按照上述步骤加工星轮齿另一侧，所有齿两侧均加工完后，星轮支架底座带动工件沿χ方向退出加工位置，刀具停止工作。以二圆柱包络啮合副为例，星轮齿侧由两个圆柱面组成，星轮齿侧包络圆柱之间、 包络圆柱与上表面、包络圆柱与下表面之间为切面连接。由图2、图3、图4、图5和图6可以看出，刀具在加工星轮齿侧型面时，需根据多圆柱包络啮合副设计参数确定刀具在方向 (21)和方向(22)的位置，并设定刀具在方向(23)的转角范围，对星轮齿侧的M、25J6、27 和28位置依次进行加工。实施刀具15变位的机构由导轨10/刀具架14构成的第一滑板副、导轨12/滑板11构成的第二滑板副和一个角度调节回转盘13重叠组装成一体，其各自的相对运动相互独立，其中第一滑板副在机床静止状态下通过人工或者自动调节机构调整位移并进行锁死。实施工件8变位的工件装夹机构包括水平导轨2/导套3构成的第三滑板副、导轨5/ 导套3构成的第四滑板副和一个角度调节回转轴6组装为一体，其各自运动相对独立。第二滑板副、第三滑板副、第四滑板副及角度调节回转盘13、角度调节回转轴6在工件加工过程中联动。盘型刀具架14具有对刀机构，以便确定刀具15在方、(22)和Q3)的位置， 以此作为后续加工过程刀具调位的基准。实施例二参见图7，本实施例机床与实施例一的区别在于，刀具架14直接固定在回转盘13 上，在图1中的方向02)无移动。实施例一中刀具架在方向02)的移动可由实施例二中工件架在方向(19)和方向 (20)的移动替代。在实施例二加工过程中，工件架7在方向(18)、(19)、(20)，刀具架15在方向01)、03)实行数控联动，亦可实现不同直径多圆柱包络型线的加工。
权利要求
1.一种单螺杆压缩机星轮加工机床，包括床身，床身上设有立柱和工件装夹机构，其特征在于，所述立柱上设有可沿ζ方向竖直移动的滑板，滑板上连接一个回转盘，回转盘随滑板做竖直移动的同时沿回转盘圆心做回转运动；该回转盘与一个刀具架相连，所述刀具架上安装有驱动器，驱动器通过穿过刀具架的心轴与刀具连接；所述工件装夹机构包括设置在床身上可沿χ方向水平运动的导套，导套上连接有可沿y方向水平移动的滑块，滑块上连接有回转轴可沿自身圆周方向旋转，回转轴上连接与回转轴同步旋转的工件支架，工件支架上安装工件。
2.如权利要求1所述的单螺杆压缩机星轮加工机床，其特征在于，所述回转盘上设有导轨，刀具架通过该导轨与回转盘相连，刀具架沿该导轨移动并锁死。
3.如权利要求1所述的单螺杆压缩机星轮加工机床，其特征在于，所述刀具为盘铣刀或砂轮。
4.如权利要求1所述的单螺杆压缩机星轮加工机床，其特征在于，所述驱动器为电机或电主轴。
5.如权利要求1所述的单螺杆压缩机星轮加工机床，其特征在于，所述回转轴为数控回转轴。
全文摘要
本发明公开了一种单螺杆压缩机星轮加工机床，包括床身、床身上的立柱、立柱上的盘型刀具架和床身上的工件装夹装置。盘型刀具架包括连接在立柱上可沿z方向移动的滑板，连接在滑板上的刀具回转盘，安装在刀具回转盘上的刀具，以及使刀具旋转的驱动器。工件装夹机构包括设置在床身上可沿x方向水平运动的导套，安装在导套上可沿y方向水平移动的滑块，安装在滑块上可沿自身圆周方向旋转的回转轴，安装在回转轴上与其同步旋转的工件支架。本发明机床具有加工效率高，加工精度高的特点，可生产高精度多直线(包括单直线)包络星轮和多圆柱(包括单圆柱)包络星轮。
文档编号B23Q5/22GK102267066SQ20111018925
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者余小玲, 冯全科, 吴伟烽, 李健, 赵忖, 黄锐 申请人:西安交通大学