2.9 N 点坐标方程组的推导 15

2.10 刀具迹线圆方程 16

2.11 N 点的几何位置和两坐标系的位置关系 17

2.12 不同平面内向量的关系 17

2.13 误差来源分析 18

3 数据处理 19

3.1 使用拟牛顿法求解非线性方程组的思想 19

3.2 用拟牛顿法解本课题中的非线性方程组的相关代码 20

4 数控编程系统 29

4.1 待加工工件参数输入界面 29

4.2 生成离散坐标的数据窗口 31

4.3 生成的数控程序查看界面 32

总结 33

致 谢 34

参考文献： 35

1 绪论

1.1 课题介绍

随着机械产品种类的日益繁多，组成越来越复杂，技术含量越来越丰富，对 各种场合的适用性越来越专门化，其对机械加工行业提出了更高的要求。自上世 纪螺杆被人们开始使用以来，它的种类得到了很大程度的丰富，应用越来越广泛， 对它的外形的需求更加多样化和专业化，在传统的加工方式中，由于制造精度和 加工方法都比较落后，使得加工过程中产生的总误差比较大，成为加工高精度的 螺杆的最大障碍[1]。本文的主要目的是对常见的双头螺杆的异形螺旋曲面的加工 方法进行设计，设计一个具有一般性的算法，将数控加工的精确性应用到螺杆曲 面的加工过程中，实现螺杆的高精度、产业化的生产。在这个研究中，我们采用 无瞬心空间包络方法对螺杆和道具的空间位置进行计算和分析，采用拟牛顿法对 编程所需的点空间坐标进行精确的计算，通过坐标系的转换得到刀具相对于工件 的相对位置，然后进行 NC 编程，得到数控机床所需的加工信息。在数控程序的 设计和零件的模拟加工中，我们采用的机床是武汉华中数控股份有限公司生产的 HNC—21T 型数控机床，通过三坐标联动来加工所需的异形螺旋曲面。论文网

1.2 异形螺杆简介

异形螺杆式不同于我们常见的用于起紧固作用和机械传动作用的三角形、矩 形、梯形截面的螺杆，它是广泛应用于石油钻探与开发、橡胶工业、塑料业、各 种轻工业和农业机械行业中的各种形状不同的螺杆。它分为单头螺杆转子、转子 电机转子、螺旋桨转子等。随着他们应用领域的逐渐专业化，对他们的形状及加 工精度提出了越来越高的要求，使得加工技术更加复杂化。参考以下几种类型的 螺杆，下图 1.2 按照几何形状的不同主要分为单螺杆，双头螺杆，以及多头螺杆， 本文研究的螺杆为双头螺杆，是比较常见的类型。

单头螺杆截形 双头螺杆截形 五头螺杆截形

螺杆的分类图

1.3 螺旋曲面加工技术的发展和现状

在复杂螺旋曲面的加工技术方面，90 年代时，成形铣削在国内外的机械加 工行业中都占主要地位，绝大多数的异形螺旋曲面的螺杆都是通过该方法加工出 来的，其中英国是国外成形铣削技术的代表，以 HOLROYD 公司最为突出。在我 国，经过多年的不懈努力，一些从事机械加工技术研究的单位已经逐渐掌握了该 技术并日趋成熟[2]。