随着工业和经济的发展,我国制造业发展迅速,各类螺旋曲面的产品越来越多的应用于航天、造船、能源、运输等领域。螺杆转子作为螺杆泵等设备的关键零件,其制造精度很大程度影响整机质量。在以往螺杆转子精加工工序中,通常采用精铣、手工磨削以及布轮磨削等加工方式。本文针对细长螺杆转子的精密磨削加工进行研究,设计一套适用于细长螺杆转子的磨削装置,并以五头螺杆作为加工对象,对其磨削加工轨迹、接触压力、去除模型和加工参数等问题进行了理论分析与实验验证。具体成果如下:(1)基于螺旋曲面特点提出了并联型磨削加工方案,在此基础上设计了砂带磨削加工装置;通过研究加工原理,建立了刀具和工件的坐标系,并对五头螺杆的砂带磨削加工轨迹进行规划;利用仿真软件进行运动仿真,验证了理论计算的正确性,为后续分析提供理论基础。(2)通过对该磨削装置在加工时涉及的接触问题进行分析,对接触轮式接触问题和自由式砂带接触问题分别采用半解析方法和几何近似法进行研究;通过计算获得接触力的分布状态以及接触面积。利用有限元仿真软件对上述计算方法进行仿真,验证了接触问题理论计算的准确性。(3)基于ThunderGBM算法和单因素试验数据,建立了砂带磨削去除效率预测模型,同时研究了不同参数对去除效率的影响,并对磨削加工结果进行了预测。(4)针对加工中存在的磨削装置安装摆角问题,提出了基于预估变形量的摆角选取最优化模型,得出了理论最佳摆角;并利用有限元仿真软件对不同摆角下的接触情况进行仿真,从磨削面积大小和磨削去除均匀性两个方面分别分析,验证了摆角最优化算法的适用性。最后,通过实际磨削加工,验证了本文相关理论成果的实用性和计算正确性。本课题开展的多头螺杆砂带磨削理论研究不仅可以促进砂带磨削理论的完善,而且对实现螺杆高精、高效磨削有着十分重要的意义。螺杆类零件应用广泛,涉及诸多领域,螺杆的加工精度要求极高,如何实现高精度螺杆表面磨削加工,有着重要的工程应用意义。