单螺杆压缩机是当前全球范围内在压缩机行业中技术较为先进的一款机电一体化设备,可以在压力平衡状态下完成气体压缩,具有力平衡性能好、无余隙容积、单机容量大、轻载高速,易构建流体动力润滑、噪声低等优点,在多个领域中得到了广泛应用。由于目前国内转子的制造加工技术和工艺方法的落后,制约了我国压缩机行业的发展。为此,本文以某公司的单螺杆压缩机转子为研究对象,针对普遍采用的回转仿形车削加工方式中存在的难加工、加工精度低以及加工效率差的问题,在了解国内外研究现状的基础上,通过对加工过程进行分析,及运用正交试验法,完成了转子加工精度影响因素的研究工作:⑴对转子的型线进行了分析。通过研究螺杆齿槽曲面的加工原理,建立刀具运动轨迹数学模型。根据刀具与螺杆的相对运动情况,确定刀具对螺杆螺旋曲面的空间包络轨迹,建立转子二次包络螺旋槽侧面方程,为分析转子加工精度的影响因素提供了理论支撑。⑵数控系统对转子加工精度的影响。数控系统的控制精度及车刀的进给定位精度会严重影响转子螺旋槽的表面质量、转子的6个螺旋槽在转子表面分布的均匀性、以及对螺旋槽加工精度的一致性。因此,数控系统对转子加工精度的影响不容忽视。⑶转子加工刀具与转子中心线距离对转子加工精度的影响。刀具与转子中心线的距离会影响转子与星轮片啮合的中心距。该距离的精度无法保证,将导致转子与星轮片啮合不顺畅,加速星轮片的磨损,严重情况下会致使啮合副卡死,电机烧毁。⑷转子加工刀具的刀长对转子加工精度的影响。刀具的刀长影响星轮片各齿外圆面与转子槽底的啮合精度。刀长过长,将导致啮合精度差,压缩效率下降,压缩机性能降低。同时,也会导致星轮片端部与转子槽底摩擦,增加耗能,严重情况时会致使星轮片断裂。⑸刀具旋转六周进刀量对转子加工精度的影响。刀具旋转六周进刀量影响转子槽壁的粗糙度与加工效率,最终影响星轮片齿侧的磨损速度。通过理论及试验分析和验证得出:(1)所设计的转子与星轮啮合副型线具有较好的流体动力润滑性能及加工性能,给单转子的加工带来了方便,是早期的传统加工手段是很难达到的。(2)为了保证转子的加工精度和表面质量,数控系统控制的转子与回转仿形车刀的转速比需要严格遵从11:6;应控制刀具与转子中心线距离与啮合副图纸中给定的中心距尺寸完全一致;刀具的刀长应控制在保证啮合间隙的前提下,加上刀具加工过程的磨损量0.02-0.03mm;刀具旋转六周进刀量应控制在满足槽壁粗糙度条件下,使加工效率最大化,最佳水平为0.07mm。(3)在这些因素中,各因素对加工精度影响的重要程度依次为:数控系统的控制精度影响最大,其次是转子加工刀具与转子中心线距离,再随后是加工过程中刀具的刀长和刀具旋转六周后的进刀量。(4)对试验取得的最佳生产条件进行了误差分析,误差为4.21,并通过重复试验进行验证,结果与理论分析相符合。总之,通过对大型单螺杆压缩机转子加工精度影响因素的深入分析,提升了转子的加工精度与效率,对提升我国单螺杆压缩机转子的制造能力具有很高的指导意义。