数控技术起源于航空工业的需要,20世纪40年代后期,美国一家直升机公司提出了数控机床的初始设想,1952年美国麻省理工学院研制出三坐标数控铣床。50年代中期这种数控铣床已用于加工飞机零件。60年代,数控系统和程序编制工作日益成熟和完善,数控机床已被用于各个工业部门,但航空航天工业始终是数控机床的最大用户。一些大的航空工厂配有数百台数控机床,其中以切削机床为主。数控加工的零件有飞机和火箭的整体壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋桨以及航空发动机的机匣、轴、盘、叶片的模具型腔和液体火箭发动机燃烧室的特型腔面等。数控机床发展的初期是以连续轨迹的数控机床为主,连续轨迹控制又称轮廓控制,要求刀具相对于零件按规定轨迹运动。以后又大力发展点位控制数控机床。点位控制是指刀具从某一点向另一点移动,只要最后能准确地到达目标而不管移动路线如何。
螺旋转子与花键齿轮形似,但具体截面形状是不一样的。我们用CAM建造出了如图1所示的螺旋转子的模型,以便对它有一个直观的了解。
螺旋转子的截面形状是由渐开线和摆线组成的,截面绕着轴心旋转360度成一个导程。如果用成形刀在带数控分度头的数控铣床上加工,只需编制一个非常简单的加工程序即可。我们的数控铣床分度头在A轴上,编制一个A轴转360度,X轴方向走一个导程的数控加工程序就可以了。但如果采用标准球刀进行切削加工,球刀在加工过程中与转子的接触点是随时变化的。如果采用一般的CAD/CAM软件用螺旋面来编制可变轴加工程序也是不合理的,一般的编程软件如果包含可变轴编程模块则价格很高,而且编程难度也很大,加工的效率不高,这样造成加工成本可能不降反而上升。我们采用英国莱康公司的AlphaCAM软件得出球刀在转子端面的轨迹干涉线,然后利用轨迹干涉线上的点通过更改CAM软件的后处理器输出一个A轴转指定角度,X轴走相应距离的程序,编制出了相应的加工程序。