螺杆是重要的工业零件,在石油、制冷、橡塑、医疗等众多领域内的应用非常普及。由于使用环境和功能不同,使得螺杆的形状和大小差别悬殊,形成了多种多样形状复杂的异形螺杆。异形螺杆的形状多为变导程、变槽深、变螺棱宽、变底径和变螺纹升角等,它可以是其中的一种也可以是多种的组合。随着螺旋曲面螺杆使用领域的不断扩大,异形螺杆的使用目的有很大的不同,而且螺旋曲面的成形机理各异,其型线也多种多样,致使加工异形螺杆十分困难,特别是在提高异形螺杆的生产效率和品质方面。现在国内大多数螺杆加工企业整体生产技术落后,异形螺杆在实际加工过程中切削状态不稳定,刀具磨损严重,加工成本较高,表面精度远达不到要求。针对现有异形螺杆加工工艺和方法的不足,本文在研究异形螺杆的形状特点、数学模型和数控加工原理的基础上,设计了一个专用于异形螺杆加工的开放式车床数控系统。该系统硬件以工控机(IPC)为基础,以GTS运动控制器为核心,确立了IPC+GTS运动控制器的体系结构,实现了资源的合理配置,能够完成异形螺杆的参数输入、插补计算、程序译码解释、伺服控制、系统管理等多种任务。系统软件采用面向对象和模块化的编程技术,在Visual Studio 2012编程环境下开发了人机交互界面。本课题研发的整个系统软硬件功能实现了模块化划分,能够加工出几种不同型线的异形螺杆。实验结果表明:异形螺杆的几何参数达到了预期的结果,并且有较好的加工效率和表面质量,具有一定的实用价值。