具有可變導(dǎo)程螺母的轉(zhuǎn)子的加工方法
【專利說明】具有可變導(dǎo)程螺母的轉(zhuǎn)子的加工方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有可變導(dǎo)程螺紋（screw thread)的轉(zhuǎn)子的加工方法。本發(fā)明尤 其涉及但不僅限于應(yīng)用到那些用于可變導(dǎo)程螺旋栗的可變導(dǎo)程螺紋螺旋（screw helical) 轉(zhuǎn)子的加工的申請。
[0002] 典型的可變導(dǎo)程螺旋栗具有容納于殼體內(nèi)的兩個轉(zhuǎn)子。每個轉(zhuǎn)子均具有可變導(dǎo)程 的螺紋，該螺紋與另一個轉(zhuǎn)子的螺紋嚙合。為了栗送可壓縮流體，轉(zhuǎn)子相對旋轉(zhuǎn)，而使流體 的區(qū)域（pockets of fluid)在受力而從栗的輸入端被驅(qū)動到栗的輸出端沿著轉(zhuǎn)子的長度 之前被限制（trapped)于兩個轉(zhuǎn)子的螺紋之間。螺紋的導(dǎo)程沿著轉(zhuǎn)子朝輸出端減小，而使 流體在從栗中釋放之前被逐漸壓縮。在這種方式中，栗用作壓縮機。
[0003] 可變導(dǎo)程螺旋栗轉(zhuǎn)子的螺紋采取一根或者多根螺旋線圍繞中心圓柱的形式。在螺 紋僅有一個頭的情況下，整個螺紋由單根螺旋線形成。在這種情況下，螺紋的導(dǎo)程（螺紋繞 轉(zhuǎn)子的一個完整的360°旋轉(zhuǎn)所對應(yīng)的軸向長度）會與其螺距（螺紋的兩個相鄰匝的波峰 之間的軸向長度）相同。在螺紋有兩個或多個頭的情況下，螺紋由兩根或多根螺旋線形成， 在這種情況下，螺紋的導(dǎo)程會是螺距的倍數(shù)。
[0004] 可變導(dǎo)程螺旋栗轉(zhuǎn)子通常由簡單工具進行多個加工路徑而制造，例如通過車削加 工（turning)。在各個加工路徑中為了改變生產(chǎn)的螺紋的導(dǎo)程而改變一個或多個加工參數(shù)。 這種方法常以較慢的速率去除材料且會生產(chǎn)具有多面或者粗糙表面的轉(zhuǎn)子。另外，需要通 過對數(shù)控機床進行編程來使工具進行許多復(fù)雜加工，對數(shù)控機床進行編程這會使計算復(fù)雜 化因此容易出錯或者費時。
[0005] 雖然為了生產(chǎn)可變導(dǎo)程的螺紋而在工具的各個加工路徑（pass)中改變一個或多 個加工參數(shù)是必要的，這樣（尤其是使用成形工具時）的副作用是加工獲得的螺紋的截面 形狀會略有偏差。從而，這會降低兩個轉(zhuǎn)子的嚙合精度。
[0006] 本發(fā)明的一個目的是減少或者消除至少一個前述的缺陷，和/或提供一種加工具 有互補嚙合螺紋的第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的改善的或可替代的方法，和/或提供一種改善的 或可替代的方法以加工具有可變導(dǎo)程的轉(zhuǎn)子。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種通過成形工具加工具有互補嚙合螺紋的第一轉(zhuǎn) 子和第二轉(zhuǎn)子的方法，該方法包括：繞第一工件的縱向軸線旋轉(zhuǎn)所述第一工件；隨著所述 工件旋轉(zhuǎn)沿著所述工件的縱向軸線進行成形工具的一個或多個加工路徑以去除材料，從而 形成第一轉(zhuǎn)子螺紋的各條螺旋線的側(cè)面（flank)，在各個加工路徑中改變參數(shù)中至少一個 的值以改變螺紋的導(dǎo)程，該參數(shù)共同地限定工件與成形工具的相對位置和相對移動；以及 重復(fù)上述步驟來加工第二工件，從而形成第二轉(zhuǎn)子，其中，在一個或多個加工路徑中對至少 一個所述參數(shù)進行調(diào)整，以保持轉(zhuǎn)子的螺紋的互補形狀。
[0008] 當使用成形工具加工轉(zhuǎn)子時，相對于常規(guī)的制造方法，上述方法可提供一種可更 快（因而更便宜）的加工轉(zhuǎn)子的方法。另外，上述方法可允許加工的轉(zhuǎn)子具有上表面拋光 (superior surface finish)，且可更簡單地利用CNC機器進行實施。另外，上述方法能生 產(chǎn)成對的轉(zhuǎn)子，當轉(zhuǎn)子嚙合時，其展現(xiàn)為轉(zhuǎn)子之間的間隙的精度增加。
[0009] 成形工具為一種工具，其成型以在工件上形成特別的輪廓，而不是簡單由工具的 動作限定形成的輪廓的工具。
[0010] 其中，轉(zhuǎn)子螺紋具有單個頭，相對側(cè)面可通過成形工具的一個或多個加工路徑同 時形成?；蛘?，各個側(cè)面可通過成形工具的一個或多個加工路徑分別地形成。
[0011] 其中，轉(zhuǎn)子螺紋具有多個頭，相鄰螺旋線的相對側(cè)面可通過成形工具的一個或多 個加工路徑同時形成。或者，各個螺旋線的各個側(cè)面可通過成形工具的一個或多個加工路 徑分別地形成。
[0012] 所述調(diào)整能包括對所述工件的旋轉(zhuǎn)速度的和/或?qū)Τ尚喂ぞ叩闹鬏S角度的和/或 對所述工件與所述成形工具之間的中心距的和/或?qū)λ龀尚喂ぞ叩慕咏嵌鹊暮?或?qū)?所述成形工具在沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向的軸向位置之中的一個或多個進行調(diào)整。需要注意的 是，工具與工件之間的相對位置或者角度能夠通過移動工具與工件中的一者或者都移動來 進行調(diào)整。
[0013] 在本發(fā)明的第一方面的一個實施方式中，所述調(diào)整在根據(jù)整體調(diào)整分布（global adjustment distribution)確定的各個加工路徑中進行，各個整體調(diào)整分布由以下因素預(yù) 先決定：理論計算間隙分布，該間隙分布通過相對地旋轉(zhuǎn)一對假定的嚙合的該形狀的第一 轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子而生成，該第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的形狀利用本發(fā)明的第一方面的方法加工 生成而不需要在沿著嚙合的轉(zhuǎn)子的縱向軸線的多個位置進行任何調(diào)整；為各個所述位置推 導(dǎo)位置限制調(diào)整集合（location-specific adjustment set)，各個所述位置限制調(diào)整集合 包括一個或多個參數(shù)調(diào)整，該參數(shù)調(diào)整使在所述位置的間隙分布保持在預(yù)定范圍的值內(nèi)； 以及，整理各個參數(shù)根據(jù)所述位置限定調(diào)整設(shè)置進行的調(diào)整。
[0014] 在上述的實施方式中，整理調(diào)整（collated adjustment)包括插補 (interpo 1 ated)到所述位置之間的點的調(diào)整。
[0015] 在上述的實施方式中，各個位置限定調(diào)整集合由以下因素推導(dǎo)：決定各個參數(shù)單 獨地任意調(diào)整的效果會影響該位置的間隙分布；以及，決定組合調(diào)整，和該調(diào)整的必要量， 其使所述間隙分布保持在預(yù)定范圍的值內(nèi)。所述位置限定調(diào)整集合的推導(dǎo)能利用人工判斷 或者使用合適的數(shù)字化或圖表化手段運算而進行。
[0016] 在上述的實施方式中，所述位置沿著轉(zhuǎn)子的相互嚙合的部分均勻或者不均勻地分 布。
[0017] 在上述的實施方式中，所述整體調(diào)整分布利用該形狀的假定的轉(zhuǎn)子的計算機模 型進行計算，轉(zhuǎn)子的形狀利用本發(fā)明的第一方面的方法加工生成而不需要進行任何調(diào)整。 在這種情況下，所述位置限定調(diào)整集合可以通過操作所述計算機模型而計算。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供一種利用成形工具加工工件而生產(chǎn)具有可變導(dǎo)程螺 紋的轉(zhuǎn)子的方法，該方法包括：繞工件的縱向軸線旋轉(zhuǎn)所述工件；以及，隨著所述工件旋轉(zhuǎn) 沿著所述工件的縱向軸線進行成形工具的至少一個加工路徑以去除材料，各個加工路徑分 別形成轉(zhuǎn)子螺紋的至少一條螺旋線的至少一個側(cè)面，在各個加工路徑中改變參數(shù)中至少一 個的值以通過至少一個加工路徑的生產(chǎn)而改變螺紋的導(dǎo)程，該參數(shù)共同限定工件與成形工 具的相對位置和相對移動。
[0019] 當使用成形工具加工轉(zhuǎn)子時，因為轉(zhuǎn)子螺紋的各個側(cè)面由工具的單個加工路徑形 成，相對于常規(guī)的制造方法，上述方法可提供一種可更快（因而更便宜）的加工轉(zhuǎn)子的方 法。另外，上述方法可允許加工的轉(zhuǎn)子具有上表面拋光，且可更簡單地利用CNC機器進行實 施。
[0020] 其中，轉(zhuǎn)子螺紋具有單個頭，螺旋線的兩個側(cè)面可通過通過單個加工路徑而同時 形成?；蛘?，各個側(cè)面可通過成形工具的單獨的加工路徑而分別地形成。
[0021] 其中，轉(zhuǎn)子螺紋具有多個頭，相鄰螺旋線的相對側(cè)面可通過成形工具的單個加工 路徑同時形成。或者，各個螺旋線的各個側(cè)面可通過成形工具的單個加工路徑分別地形成。
[0022] 工具的軸向進給率的參數(shù)能在一個或多個加工路徑中改變。
[0023] 其他參數(shù)能在該加工路徑或者各個加工路徑中單獨改變或者結(jié)合其他參數(shù)改變， 例如，工具相對于工件的主軸角度（頭角度），工件和/或工具的旋轉(zhuǎn)速度，成形工具的接近 角度，以及工件與成形工具之間的中心距。
[0024] 在本發(fā)明的任何應(yīng)用方面，所述成形工具為砂輪。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供一種計算機程序，該計算機程序包括計算機可讀指 令，該計算機可讀指令配置為以使加工裝置執(zhí)行本發(fā)明的第一或者第二方面的方法。