工艺与检测Technology and Test
正交车铣螺杆钻具数控加工的研究
陈尔涛刘朋和石莉姜增辉
（沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159）
摘要：对5LZ165螺杆钻具端面曲线进行了数学建模，在对内摆线建模的基础上求出了螺杆钻具端面曲
线的极坐标方程。根据正交车铣加工原理，求出了正交车铣螺杆钻具时球头铣刀刀具中心轨迹的极坐标方程，利用宏程序进行数控编程，在Mazark车铣加工中心上实现了5LZ165螺杆钻具模型的加工。
关键词：正交车铣；螺杆钻具；宏程序
中图分类号：TG659
文献标识码：A
ResearchontheNC machining ofscrewdrills in orthogonal turn-milling
CHEN Ertao, LIU Penghe, SHI Li, JIANG Zenghui
(School of Mechanical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159, CHN)
Abstract: The mathematical modeling has been carried out for the cross-section curve of 5LZ165 screw drill, the
polar equation of screw drill crosssection curve can be obtained on the basis of the modeling of hypocy cloid. According to the principle of orthogonal turnmilling, the polar equation of cutter center track has been obtained when the screw drill is ballend milled in orthogonal turnmilling, macro program has been used to carry on NC programming, and the machining of 5LZ165 screw drill model has been imple mented on the Mazark turningmilling center.
Keywords: orthogonal tummilling; screw drill; macro program
当前我国工业水平得到了快速发展，右油、天然气等能源的需求量也越来越大，从而推动了井下动力钻具的应用和发展[1-2]。螺杆钻具是一种液力驱动的动力钻具，其主要优点为增加了钻头扭矩及转速，提高了机械钻速：减少了钻杆和套管的磨损和损坏；可准确地进行定向、造斜、纠斜[3-5]。因此，加工出高质量的螺杆钻具是当前急需解决的问题之一。
依据螺杆截面图形的中心是否分布在轴线上，把
螺杆转子分为N=1和N≥2两大类型。当N=1时，螺杆钻具主要有旋风铣削法和行星行切法。其中旋风铣削法有两种：一种是由车床改造，电动机经皮带轮带动旋风铣头高速旋转来实现，目前国内较多采用这种改造的方法；另一种是使用专门的螺杆钻具数控加工机床，加工精度较第一种高"]。行星行切法是在普通车床上增添附加装置后，使刀头和工件两者构成复杂的行星运动而实现的，但随着数控机床的发展，这种完全靠复杂的机械机构来加工的方法基本已经过时。当
*国家科技重大专项（2012ZX04003-061）
. 110 . 万方数据
N2时，螺杆钻具的加工方法也有两种，成形铣削法和数控机床加工法。成形铣削法是把设计的铣头装在横溜板上，铣头上装有专用的成形铣刀，铣头侧部能在一定范围内调整螺旋角，通过挂轮、走刀箱及丝杠配出需要的导程，多头转子采用每个头分别整体加工后，再分度的加工方法。数控机床加工法是采用专门的数控转子机床来进行加工，虽然其在加工精度和加工效率上有了较大提高，但总体尺寸控制却还处于失控状态，只是进行外观大小径的尺寸测量，线形尺寸的具体描述测量根本无法进行，为此少数厂家在机床上随机配备国际上最先进的马达设计软件及三坐标仪，转子铣削加工及抛光加工随时采用三坐标仪检测，并可实现加工尺寸随时与理论尺寸进行在线对比测量，从而极大地提高了定转子的加工线形精度，为提升马达的配合精度提供了有力的保障，但这种加工方法较大的增加了零件的成本[7-8]。
本文根据正交车铣加工的特点[9-10]，提出应用正
制适发术与机点 2014年第11期