低温与特气、螺杆转子齿形的成形磨削于力岩，高智翔（大连冷冻机股份有限公司技术部，辽宁大连116033）1刖言转子是螺杆式压缩机的核心零件，转子齿形的发展在很大程度上决定了压缩机的进步和效率的刷新，而转子加工工艺又是确保转子质量的一个重要因素。以往转子齿形的加工，主要用铣削的方法：对称齿形可采用指状铣刀进行加工，但效率很低；而对于非对称齿形，一般采用指状铣刀进行粗加工，成形盘铣刀进行精加工。但这种刀具设计和制造的工作量大，并需磨制样板，在昂贵的专用磨刀机上以样板为靠模磨削刀具刃形，生产周期长，制造加工成本很高，而且刀具切削后的磨损使得后期能重磨的次数有限，可谓之既费工又费时，贵重的刀具材料浪费极大。转子一般采用铸铁材料制造，加工时切削负荷较小，但零件在使用过程中易磨损和腐蚀；如果采用钢材代替铸铁，成形刀加工的切削负荷将急剧加大，产品的加工和改进都很困难。因此，新工艺、新材料是今天螺杆工艺发展的主要目标之一，高精度机床的应用、高强度硬质合金刀具代替高速钢刀具以提高切削用量、转子综合测量及齿形测量等技术的出现，从技术、经济性分析，它们对螺杆式制冷压缩机的发展有着重要的意义。

　　2工艺过程分析和确定以往，对于材质为铸件的非对称转子齿形，一般经指状铣刀粗加工*（半精铣）成形盘铣刀半精加工（精铣）成形盘铣刀精加工来完成，刀具的材质通常均为高速钢。

　　用于磨削成形精铣刀的专用磨刀机若不是全自动数控磨刀机，需高费用线切割加工来制成磨刀样板，用铣床进行转子齿形加工时，首先精铣一对阴阳转子后，依据阴阳转子啮合间隙的检验结果，对铣刀进行反复的修磨，方可达到设计要求的间隙，才可以进行批量生产。在加工过程中，需注意刀具磨损情况，如刀具有磨钝或烧着现象，须立即磨刀。此种工艺设备和方案造成生产周期长，加工成本高。

　　若从国外引进昂贵的全自动数控磨刀机，因无法改变工艺过程，所以生产周期和加工成本没有明显的变化，生产效率无根本转变；而对于型线试验以及样机试制阶段的转子加工，成形精铣刀的设计与制造是不可缺少的，而转子齿形稍有变化，此成形精铣刀必将作废（若幸运也许只需重磨刀板），这加大了试验和试制成本。

　　若引进转子齿形磨床采用成形磨削技术作为螺杆压缩机转子齿形的精加工，则效果有以下几点：降低了对粗铣和半精铣的加工精度要求以及对磨刀样板的精度要求；若对于转子外圆相对较小的转子齿形（例如：转子外圆直径小于Y250mm）只经过成形盘铣刀粗铣之后，便可直接转入转子齿形磨床进行精加工，减少了多道工序的加工成本和工时；同时成形磨削齿形的效率很高，故大大缩短了生产周期；转子齿形磨床与以往作为转子齿形精加工设备的铣床相比，具有可随意选择的多功能探测系统，包括探测转子轴径跳动、转子齿槽位置、齿槽深度、转子齿形的型线测量和偏差反馈等。机床自身带有自动修整砂轮系统，并可以根据测量结果与转子理论型线的偏差来自动修改砂轮型线，使磨削后的转子型线满足设计要求，提高了齿形型线在线控制的精度；因为在转子齿形磨床上修整砂轮具有效率高和精度高的特点，所以，对于型线试验以及样机试制阶段的转子新型线的加工，可以采用“以实体成形磨削来代替铣削”的工艺方案，既省去了铣刀的加工成本和工时，缩短了试验和样机试制周期，又精确地反映出型线试验和样机试制效果。

　　基于以上分析，并经过大量的调研，我公司引进了转子齿形磨床，将成形磨削作为齿形的精加工。以转子外圆直径小于Y250mm的转子加工为例，确定出相应的转子型线的加工过程为：铣齿形磨削转子齿形。综上所述，此种工艺方案的确定和改进，必将带来很好的经济效益。

　　3成形磨削机床的功能实现成形磨削机床的特点列举如下：1具有可随意选择的多功能探测系统，包括探测转子齿槽深度、齿槽位置、所有齿槽的转子型线测量和偏差反馈以及转子轴径跳动等。

　　具有转子型线在线测量及反馈系统，可以根据测量结果与转子理论型线的偏差来自动修改砂轮型线。

　　砂轮可自动定位到所需要的磨削角度。

　　4机床主轴具有全自动砂轮平衡系统。

　　5具有2轴CNC系统控制的砂轮修整器，可自动计算每次修整循环的砂轮型线，并且可以根据粗精修整的不同而编程控制修整进给率。

　　6具有全自动可编程循环系统，其中包括修整砂轮、型线磨削以及可选择的探测和型线测量。

　　4数控程序编制技术输入转子主要参数※处理单槽转子齿形端面型线数据形成砂轮型线数据进行数据分析、校验设置转子型线检测点计算砂轮宽度及其所需垫片厚度※校验在线检测型线所用的探头直径及探针臂的长度―设置左右修整轮的行程设置砂轮磨削转子时的横向起始位置和终止位置设置砂轮完全进入转子齿槽时（可以是尚未成形磨削的转子齿槽）砂轮所在的横向位置和转子所在的角度位置（动作名称：找槽）*设置转子轴径跳动的检测位置设置转子型线的检测点位置以用来自动定心转子齿形设置转子导程检测时的横向起始位置和终止位置修整轮的修整速率修整砂轮―作砂轮动平衡※找正，磨削首对阴阳转子在磨床上*终检测型线和导程等※在三坐标测量仪CMM上检测型线、导程和分度等应用CMM的检测结果对转子磨床的自身检测系统进行校对和纠正，兼顾阴阳转子啮合的实测间隙值-※调整参数和程序※进行阴阳转子连续及批量磨削。

　　5相关机床附件的简单介绍5.1自动添加娃藻土系统若加工的转子材质为球墨铸铁，则必须在砂轮成形磨削转子过程中，定时定量地添加硅藻土，以便切屑球化，才能使切削液过滤良好，起到润滑和冷却等作用，从而满足转子齿形成形磨削的精度要求。由于硅藻土对人身体有害，手动添加很危险，又无法保证添加的规律性，所以，用此磨床磨削铸件转子时，必须让机床制造商同时配备自动添加硅藻土系统，并调试出相应转子的添加规律性，设置好各参数。

　　5.2拆卸工件装置若机床主轴米用凸肩联接方式传动扭矩，则转子的装配与拆卸工作较易实现；若采用液性塑料夹头，因为夹具孔与转子轴端间隙很小，装配与拆卸转子就比较困难，尤其对于外圆直径大于Y200mm的转子，手动拆卸操作是很困难和危险的，极易损伤转子和机床。所以，若用这种结构传递扭矩并加工大直径转子，必须让机床制造商同时配备液压拆卸工件装置，并调试出相应转子的安装位置并且使之动作灵活。

　　6结束语大量的加工实践证明，型线经过磨削成形的转子精度明显提高，装机试车效果与以成形铣削作为型线精加工的同型号产品相比，制冷量和COP值均有8%~10%的提高，同时噪音降低。另外，由于采用成形磨削作为精加工，故对于铣削型线工序的精度要求降低，所用的工时必然减少，磨削时间又短，从而缩短了转子加工周期，提高了劳动生产率。

　　于力岩（1972-）女，工程师，1993年毕业于合肥工业大学机械系，一直在冰山集团大连冷冻机股份有限公司技术部工作，主要从事螺杆压缩机及机组的工艺编制及设计工作主管转子磨床的引进和验收工作。