星轮二次包络面的计算及加工方法

专利名称：星轮二次包络面的计算及加工方法技术领域：本发明涉及单螺杆压缩机啮合副。尤其是星轮形状的计算及加工方法。背景技术： 星轮、螺杆啮合副是单螺杆压缩机的关键部件，如图1所示，1为螺杆、2为星轮。星轮的工作面如图2所示，1为星轮左侧面、2为星轮齿顶面、3为星轮右侧面；螺杆工作面如图3所示，1为螺槽左侧面、2为螺槽底面、3为螺槽右侧面。星轮左侧面、齿顶面和右侧面分别与螺槽左侧面、底面和右侧面相啮合。目前，公知的单螺杆压缩机的星轮工作面形状分为两类(一)与加工螺杆工作面的刀具形状相同，或者是加工螺杆工作面的刀具沿着其加工轨迹所形成的组合曲面或组合曲线，统称为一次包络面；(二)在理论上将加工好的螺杆作为一把刀具，按单螺杆压缩机规定的配合运动反过来包络星轮所形成的工作面，称为二次包络面。第(二)类星轮工作面(二次包络面)的加工方法又分为两种第①种是将刀具做成螺杆的形状来加工星轮；第②种是将螺杆和星轮放在一起进行磨合，形成二次包络面。第一类星轮工作面的缺点是螺杆和星轮的接触线只有一条，因而容易磨损，且除接触线外，其他地方的间隙较大，造成啮合副的密封性能较差。第二类星轮工作面的优点是螺杆工作面和星轮工作面之间的间隙很小，以近乎接触面的形式进行啮合，啮合副的密封性能良好。第(二)类星轮工作面的第①种加工方法的缺点是很难制造出一把与螺杆形状相同的刀具；第②种加工方法的缺点是磨合时间很长，并且在对星轮进行磨合时，螺杆也磨损了，造成啮合间隙增大。发明内容为了克服现有的星轮二次包络面的加工方法上的不足，本发明利用计算机程序模拟螺杆工作面，按单螺杆压缩机规定的配合运动来包络星轮，形成二次包络面。逐点计算出二次包络面上各点的坐标，由点连成线，由线生成面。取的点越多，则求出的二次包络面的精度越高，然后生成加工程序，在数控加工中心上用一把球头铣刀逐点加工出二次包络面。本发明的有益效果是加工效率高，且只需一把刀具，减少了对刀误差。图1是目前公知的单螺杆压缩机啮合副，即螺杆和星轮。图2是目前公知的星轮工作面示意图。图3是目前公知的螺杆工作面示意图。图4是本发明的星轮二次包络面的计算示意图。具体实施例方式本发明在星轮一次包络面上取很多均匀分布的点，假设其中某一点为A。如图4所示，1为螺杆，2为星轮，3为螺杆工作面，4为星轮一次包络面，5为星轮一次包络面上的法线。在星轮一次包络面(或者其他简单曲面如平面等)上经过A点的法线(或其他与法线的夹角不等于90°的方向固定的射线)和螺杆工作面有一个交点(假设为B)，根据螺杆工作面和法线的方程等已知条件求出向量AB。按单螺杆压缩机配合运动的方向和速比旋转螺杆和星轮，每旋转一次则求一次向量AB。计算范围为从星轮上A点刚好啮入螺杆工作面开始，直到A点离开螺杆工作面为止。然后求出向量AB的模的最小值，那么A点的坐标加上模为最小值时的向量AB的值就是二次包络面上对应于A点的坐标。旋转的次数越多，则该点坐标值的精度越高。依次求出二次包络面上各点的坐标，将各点沿二次包络面上法线方向向外偏移，偏移值为球头铣刀的半径，则形成了球头铣刀球心的轨迹面。在数控加工中心上按轨迹面移动铣刀，则生成了星轮二次包络面。权利要求单螺杆压缩机星轮二次包络面的一种计算和加工方法，其特征是利用计算机程序逐点求出星轮二次包络面上点的坐标，然后在数控加工中心上逐点加工出星轮二次包络面。全文摘要单螺杆压缩机星轮二次包络面的一种计算及加工方法，利用计算机程序在星轮一次包络面(或者其他简单曲面如平面等)上取很多均匀分布的点，逐点计算出二次包络面上对应点的坐标，由点连成线，由线生成面，取的点越多，则求出的二次包络面的精度越高，然后生成加工程序，在数控加工中心上用一把球头铣刀逐点加工出二次包络面。文档编号F04C18/16GK1619149SQ20031011142公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日发明者邹汉华 申请人:邹汉华