Винтовые поверхности различных конфигураций широко применяются в машиностроении. Одними из наиболее трудоемких в изготовлении поверхностей являются винтовые поверхности роторов винтовых насосов. Основные методы и особенности обработки данного типа поверхностей были рассмотренны в [1] и на примере винтовой поверхности с круглым сечением рассчитаны параметры обработки профиля цилиндрической частью концевой фрезы на 4-координатном фрезерном станке с ЧПУ.
Полученные зависимости позволяют получить требуемый профиль концевой фрезой без применения специальных приспособлений рассчитав программу, например, в среде Microsoft Office Excel.
Предложенный способ обработки существенно сокращает затраты на подготовку производства и особенно при переналадке на другой типоразмер изделия. Способ если и проигрывает в производительности, по сравнению с вихревым точением, он незаменим для изделий с глубоким профилем. Универсальность инструмента открывает широкие возможности для обработки роторов с овальным (рис. 1), трехгранным или четырехгранным сечением.
В случае изменения геометрии поперечного сечения ротора с круга на овал, параметризованный чертеж представлен на рис. 2, необходимо решить дополнительно ряд задач:
1. Определить оптимальное положение режущей кромки инструмента.
При круглом сечении профиля наиболее производительным, доступным к обрабатываемой поверхности и удобным для рассчета — является цилиндрическая режущая кромка фрезы [1].
Анализ обработки овального профиля показал, что наиболее удобным для доступа к обрабатываемым поверхностя и рассчета положения инструмента необходимо выбрать кромку на торце цилиндрической режущей поверхности (рис. 4).
2. Цилиндрическое сечение можно описать одним уравнением, овал необходимо разбить на участки удобные для получения аналитических зависимостей положения инструмента и создания математической модели. В результате получаем профиль разделенный на 6 участков (рис. 3).
Рассмотрим относительное положение фрезы и получаемой в процессе обработки винтовой поверхности в сечении, перпендикулярном оси винтовой поверхности (рис. 4).