1 转子的数学模型建立及形线方程

　　转子的形状可以看成无数个及薄的圆盘相叠加而形成的，它们的圆心组成一个螺距为t的螺旋线。转子的任意截面都是直径为d的圆。为了形象直观的反映出转子的形线方程，我们利用图二来确定转子表面形线方程式的简图，利用两个座标系统：动座标系统X1O1Y1和转子的中心O1相连，方向维持一定，定座标系统XO2Y和转子本身中心相重合，O2Z为转子本身的中心线。任意横截面z的圆心为O1，截面的位置由z的座标所确定，或由角度φ所确定。

　　转子工作表面任一点m在定坐标中的位置X、Y、Z可由和的函数来表示。

2 转子的数控加工

　　下面结合笔者几年的实际操控经验和借鉴相关理论研究成果，就螺杆泵转子的数控加工方法与大家做一下交流：

　　现在国内稍大型生产厂家已由3.5轴联动向4轴、5轴联动、集成化、大型化、中心化发展，我所操控的机床为2个直线进给自由度，3个圆周旋转自由度的5轴联动数控加工中心，机床本体产自奥地利，应用软件为美国硅谷的ROPOTP公司提供，是九十年代末期国际上领先的转子加工设备，转子大、小径加工精度为0.01mm，光洁度可达到3.2以上，后序的磨削加工余量仅为0.040.06mm，磨削加工方便、快捷、精度高。工件水平放置，一端固定于三爪气动卡盘上，另一端为自动锁紧的液压顶尖，工件中间由二个活动托架支撑。

　　转子的切削刀具为旋风式内铣刀，刀盘呈蝶状，略带锥形，刀盘上均匀安装6把截面为直角梯形的刀杆，刀杆上装有三角形可转位标准刀片，刀片一般采用德国可乐满或山特维克出品的粉末冶金刀具，刀片表面镀有抗冲击、耐高温的立方氮化硼，这样该刀片就可以较大的切削量、较高的切削速度进行加工，此外刀具还具有转位迅速、更换方便、调整灵活等特点。每片刀片可连续加工180分钟，6米工件从粗车、半精车、到精车一枚刀片足够，经济效益十分显著。刀片连同刀杆固定在刀盘特定的凹槽内，刀盘由主电机驱动高速旋转，形成铣削加工的主切削运动；工件固定在卡盘上后，由辅助加工机构和伺服电机带动，按照一定的程序和设定的速度匀速缓慢旋转；在主计算机程序的控制下，各轴均按照设定的速度运行，并即时显示各运行参数，如主轴速度、刀盘转速、切削抗力、冷却润滑状况，万一出现异常能够立即报警、停机，这样刀盘高速旋转的同时在刀盘座伺服电机的带动下，沿工件中心方向做直线进给运动，刀盘中心与工件中心相差一个偏心距e，工件在卡盘的带动下每旋转一周，刀盘座沿工件中心方向行进一个螺距t，综上几个运动即合成连续不断的螺杆泵转子形线的表面，加工出成型的转子。

3 螺杆泵转子旋风式铣削加工工艺的特点

　　3.1 对于加工过程中工件受力情况和刃具受力分析，该种加工方式近似于车削加工，所以一般将转子的加工称之为车削。各加工参数的选取、刀具的选择也以车削为主，另外根据长细比很大，工件挠性大等特点，在刀具轨迹设计上，采用圆周方向进刀，中心线方向走刀的加工方案，对各圆截面依次加工。

　　3.2 铣削刀杆轴心线的方向与周边进给的方向基本一致，切削刃的切削方向与刀杆的方向垂直，刀具受力情况较好，刃倾角适合，利于铁屑的排除和热量的散发，能延长刀具的使用寿命。

　　3.3 螺杆泵转子的加工属于偏心加工，且除最内一把刀具为连续切削外，其余几把刀具均为断续切削，对设备和刀具的振动和冲击较大，对刀具的选型也比较严格，既要求一定的硬度，还须具有足够的韧性；另外，由于加工过程中产生大量的热，所以要求冷却液足够，冷却效果良好，冷却液数量一般要求30—60L／min。

　　3.4 铣削过程中，工件的转动方向与切削刀具的旋转方向相同，

　　属于顺铣切削，铣刀切削刃沿转子径向切人工件。由于螺杆泵转子多为长细比较大的细长轴，特别是对一些直径D<50mm的工件，转子的刚度较小，在加工过程中极易产生振动和弯曲，严重影响加工质量，所以在加工过程中应注意调整各加工参数，及时改变支撑位置和支撑高度，使得加工能够精确、顺利进行。

4 结束语

　　随着螺杆泵应用的越来越广泛，螺杆泵的数控加工技术必将在全国范围内铺展开来，各种新的理论、学说不断涌现，各种新技术、新工艺不断成熟，衷心希望笔者几年的加工经验和心得能给后来者以启迪，不断把螺杆泵的加工工艺推向前进。