伴随着当代科学技术的发展,螺旋曲面的应用越来越广泛,其制造技术也得到了飞速的发展,从过去的成形法发展到了包络法,从用指状铣刀铣削发展到了用盘铣刀铣削、旋风铣削,使其加工灵活性与加工效率大大提高。高效数控螺杆铣床采用无瞬心包络铣削技术,靠各数控轴在数控程序控制下的插补运动实现刀具刀刃与工件螺旋面逐点啮合的相对运动,从而包络铣削出整个工件的螺旋表面,这相应的对包络加工中螺旋曲面廓形测量技术提出了新的要求。螺旋曲面在线测量技术在我国尚属空白,这直接影响着螺旋曲面的制造精度和加工效率,制约着我国螺旋机械的制造水平,所以螺旋曲面廓形的在线测量技术的实现将有着重要的价值和意义。 根据螺杆包络铣削加工的特点,本文提出了基于螺杆数控机床的螺旋曲面廓形在线测量技术,并可通过程序对刀具进行补偿以加工出符合加工精度要求的螺杆。 本文主要研究了以下几方面的内容: (1) 分析螺旋曲面的几何特征,提出螺旋曲面廓形的在线测量方案; (2) 基于三坐标测量机(CMM)的坐标测量技术研究了螺旋曲面两坐标在线测量原理与测头半径补偿方法; (3) 根据螺旋曲面的特殊几何特性及加工方法建立了误差模型,并确定了补偿量确定的标准; (4) 在螺旋曲面端截形数字化重建基础上,建立了螺旋曲面三维空间重建模型。 运用计算机技术,编写了测头半径补偿程序、误差补偿程序以及数据处理程序,这使我们可成功实现基于两坐标的螺旋曲面廓形在线测量技术,保证了螺杆的加工精度,在此基础上可实现对NC程序的修改、对机床的控制、对刀具进行补偿,从而使数控螺杆铣床向着高精度高效率、高柔性、高集成化方向发展。