1 轉子的數學模型建立及形線方程

　　轉子的形狀可以看成無數個及薄的圓盤相疊加而形成的，它們的圓心組成一個螺距為t的螺旋線。轉子的任意截面都是直徑為d的圓。為了形象直觀的反映出轉子的形線方程，我們利用圖二來確定轉子表面形線方程式的簡圖，利用兩個座標系統：動座標系統X1O1Y1和轉子的中心O1相連，方向維持一定，定座標系統XO2Y和轉子本身中心相重合，O2Z為轉子本身的中心線。任意橫截面z的圓心為O1，截面的位置由z的座標所確定，或由角度φ所確定。

　　轉子工作表面任一點m在定坐標中的位置X、Y、Z可由和的函數來表示。

2 轉子的數控加工

　　下面結合筆者幾年的實際操控經驗和借鑒相關理論研究成果，就螺桿泵轉子的數控加工方法與大家做一下交流：

　　現在國內稍大型生產廠家已由3.5軸聯動向4軸、5軸聯動、集成化、大型化、中心化發展，我所操控的機床為2個直線進給自由度，3個圓周旋轉自由度的5軸聯動數控加工中心，機床本體產自奧地利，應用軟件為美國硅谷的ROPOTP公司提供，是九十年代末期國際上領先的轉子加工設備，轉子大、小徑加工精度為0.01mm，光潔度可達到3.2以上，后序的磨削加工余量僅為0.040.06mm，磨削加工方便、快捷、精度高。工件水平放置，一端固定于三爪氣動卡盤上，另一端為自動鎖緊的液壓頂尖，工件中間由二個活動托架支撐。

　　轉子的切削刀具為旋風式內銑刀，刀盤呈蝶狀，略帶錐形，刀盤上均勻安裝6把截面為直角梯形的刀桿，刀桿上裝有三角形可轉位標準刀片，刀片一般采用德國可樂滿或山特維克出品的粉末冶金刀具，刀片表面鍍有抗沖擊、耐高溫的立方氮化硼，這樣該刀片就可以較大的切削量、較高的切削速度進行加工，此外刀具還具有轉位迅速、更換方便、調整靈活等特點。每片刀片可連續加工180分鐘，6米工件從粗車、半精車、到精車一枚刀片足夠，經濟效益十分顯著。刀片連同刀桿固定在刀盤特定的凹槽內，刀盤由主電機驅動高速旋轉，形成銑削加工的主切削運動；工件固定在卡盤上后，由輔助加工機構和伺服電機帶動，按照一定的程序和設定的速度勻速緩慢旋轉；在主計算機程序的控制下，各軸均按照設定的速度運行，并即時顯示各運行參數，如主軸速度、刀盤轉速、切削抗力、冷卻潤滑狀況，萬一出現異常能夠立即報警、停機，這樣刀盤高速旋轉的同時在刀盤座伺服電機的帶動下，沿工件中心方向做直線進給運動，刀盤中心與工件中心相差一個偏心距e，工件在卡盤的帶動下每旋轉一周，刀盤座沿工件中心方向行進一個螺距t，綜上幾個運動即合成連續不斷的螺桿泵轉子形線的表面，加工出成型的轉子。

3 螺桿泵轉子旋風式銑削加工工藝的特點

　　3.1 對于加工過程中工件受力情況和刃具受力分析，該種加工方式近似于車削加工，所以一般將轉子的加工稱之為車削。各加工參數的選取、刀具的選擇也以車削為主，另外根據長細比很大，工件撓性大等特點，在刀具軌跡設計上，采用圓周方向進刀，中心線方向走刀的加工方案，對各圓截面依次加工。

　　3.2 銑削刀桿軸心線的方向與周邊進給的方向基本一致，切削刃的切削方向與刀桿的方向垂直，刀具受力情況較好，刃傾角適合，利于鐵屑的排除和熱量的散發，能延長刀具的使用壽命。

　　3.3 螺桿泵轉子的加工屬于偏心加工，且除最內一把刀具為連續切削外，其余幾把刀具均為斷續切削，對設備和刀具的振動和沖擊較大，對刀具的選型也比較嚴格，既要求一定的硬度，還須具有足夠的韌性；另外，由于加工過程中產生大量的熱，所以要求冷卻液足夠，冷卻效果良好，冷卻液數量一般要求30—60L／min。

　　3.4 銑削過程中，工件的轉動方向與切削刀具的旋轉方向相同，

　　屬于順銑切削，銑刀切削刃沿轉子徑向切人工件。由于螺桿泵轉子多為長細比較大的細長軸，特別是對一些直徑D<50mm的工件，轉子的剛度較小，在加工過程中極易產生振動和彎曲，嚴重影響加工質量，所以在加工過程中應注意調整各加工參數，及時改變支撐位置和支撐高度，使得加工能夠精確、順利進行。

4 結束語

　　隨著螺桿泵應用的越來越廣泛，螺桿泵的數控加工技術必將在全國范圍內鋪展開來，各種新的理論、學說不斷涌現，各種新技術、新工藝不斷成熟，衷心希望筆者幾年的加工經驗和心得能給后來者以啟迪，不斷把螺桿泵的加工工藝推向前進。