罗茨泵转子数控铣削加工工艺研究.pdf

罗关泵转子数控铣劇加工工艺研究
口牛祥永口巫修海
台州职业技术学院模具研究所浙江台州318000
摘要:以典型的“圆弧、摆线、渐开线”型转子为例,建立零件的三维实体模型。考虑转子型面的规则型线,借用CAM
软件,利用流线型加エ方式,通过表面残留高度控制表画加エ精度,加エ上下表面,从而提出一种简单有效的加エ流程和エ
艺,可以应用于各类转子的铁削加エ。
关键词:罗茨泵转子数控加工工艺
中图分类号:TH161t.5:TGS4
文献标识码:A
文章编号:1000-4998(2012)02-0065-02
转子是罗茨真空泵的核心零部件,其性能直接影用卡盘夹紧,顶尖顶住,即一夹一顶,数控加工路径和
响到罗茨真空泵的工作性能。由于加工中心的大量使刀具等见表1。
用,为了高效地利用加工中心铣削加工转子,本文提出
表1数控加工工序1卡片
了一种简单有效的加工流程和工艺,可以应用于各类
工步号」エ步内容」刀具号刀具规格
轴转速进给速度
转子数控铣削加工。
/(rmin)/(mmr)
1转子造型
1粗车外圆TO1硬质合金刀片30002
2精车外圆TU1硬质合金刀片』300005
在转子精确实体造型前,首先要根据曲线形成原2.2转子上表面加エ
理,建立型面曲线方程。典型的罗茨泵转子型面由圆
笔者通过 Cimatron E软件的三轴流行线铣功能,
弧、渐开线和摆线维成,以典型的“圆弧、摆线、渐开按曲面形成规则生产刀具路径,并通过设置残留高度
线”两叶转子为例,利用曲线方程生成5段曲线,如图ん(即表面粗糙度)控制加工精度,如图3所示,这样能
1所示,BC是摆线,CD是浙开线,DE是和摆线渐开线快速、方便地生成转子加工啮合的刀具轨迹文件,再通
共轭的圆弧,AB和EF是考虑修缘和修顶的圆弧曲过NC后置处理器,可以方便地生成NC代码](实
线。在草图环境中画出罗茨泵转子的型线,再通过拉伸际加工效果如图4)
实体完成转子精确实体造型,如图2所示。
AB
▲图3残留高度
▲图4实际加工
对于上表面的加工,其具体加工工序为:加工坐标
▲图1转子型线
▲图2转子精确实体造型
原点的设置,XY取模型的中点,Z点取模型的最高点
在Po/ Engineer Wildfire中把转子的文件另存为所在的平面。数控加工路径和刀具等见表2,转子粗加
IGES文件,这样就可以用 Cimatron E打开,用工如图5所示。
Cimatron E进行编程
2.3转子下表面加エ
2转子的加工
对于下表面的加工,其加工工序为:加工坐标原点
2.1转子外形尺寸加工
转子毛坯的材料由H300铸铁浇注而成,已有成
型的外形,加工余量不太大,转子最大外形是圆弧尺
寸,即图1中的EF段圆弧,直接在数控车床上加工
台州职业技术学院科研项目(编号:2010ZDO1)
转子粗加工路径
粗加工效果图
收稿日期:2011年9月
▲图5转子粗加工
Nラ机械制造50巻第570期
表2数控加工工序2卡片
加工,主要用来最后修正零件最高点的
工步号「工步内容(刀具号
刀具规格主轴转速?进给速度?残留深度尺寸。
mm
rmin
rnim.min
)/m
曲面半径加工」T1
3结论
中20R10
(流线铁)
硬质合金钢球头刀
数控铣削设备的普遍使用为转子的
曲面半径加工
12K6
(流线侁)
硬质合金钢球头刀4000200105加工提供更多的加工方式,笔者针对转
子的规则线型,应用CAM的流线铣的方
表3数控加工工序3卡片
式,通过控制残留高度,加工转子型面,
工步号工步内容刀具号
刀具规格主轴转速?进给速度川残留深度取得较好的加工效益,该方式可以推广
(rmin)( nmin)/m到各种转子数控铣削加T。
1曲面半径加工「T1「硬质合金钢球头刀300
中20R10
1500
0.1
由于机床存在加工误差,理论造型
(流线铣)
的尺寸不是最终的尺寸,大批量生产时
曲面半径加工
中12R6
(流线铣)
4000
首先需要对单个零件试加工,然后对加
硬质合金钢球头刀
20000
工件尺寸测量、再根据测量结果,对零件
中12R6
高点加エT2種质合金钢球头刀/40002000.001
进行样条拟合,最后根据修正后的尺寸
进行批量生产。
转子的铣削加工过程中,最高点因为线速度为零,
加工纹路效果不够理想,为了保证装配精度,还需要设
置高点进行加工。
参考文献
精加工刀具路径
精加工模拟效果
高点加工路径
1]秦丽秋,刘玉岱罗茨泵圆弧转子型线研究[J].真空,1990
▲图6精加工
的设置,X取模型的中点,Z点取模型的最高点所在2]巫修海,张宝夫,程子瑜.罗茨真空泵螺旋转子的CAD
的平面;数控加工路径和刀具等见表3:模拟加工效果
CAM技术研究「J].现代制造工程,2011(5):81-84.
如图6。
[3]李玉炜.一种薄壁异形曲面零件数控加工的新方法[J].组
在加工上下面时,由于加工位置在零件加工表面
合机床与自动化加工技术,2008(8):91-93.
最低点,加工效果不好,因为该点是球头刀尖点加工
线速度为零,刀尖点零速度空切。该工序需要增加高点
(编辑
罡)
济南一机床明确四大重点开发领域
济南一机床集团有限公司在日前确定的“十二五”规划中后所涉及的编程技术、多坐标控制技术、在线检测补偿技术
明确了企业未来的产品发展方向,即在高速加工、绿色制造、等;在数控机床智能化领域,济南一机床的制造将向柔性化
复合化加工以及数控机床智能化四大领域有所突破,重点开集成化、智能化方向迈进,通过赋予机床网络化功能,实现在
发两大类新产品
线测量故障诊断、远程控制、远程服务,使CAD/CAM远程控
据济南一机床董事长兼总经理赵滨介绍,在高速加工领制、远程诊断、远程管理等“e”技术在复合化的单机机床上得
域,公司将重点研究高速加工的相关技术并在产品上得以体到最大程度的实现。
现,具体包括直线伺服电机、中空内冷式高速滚珠丝杠及补偿
除上述四个领域以外,赵滨还特别强调了公司将重点研
等技术的应用研究,特别是高速加工中心类机床技术中结构、发两类产品。一类是采用箱中箱结构及重心驱动等与高速化
布局方面的箱中箱结构及重心驱动等与高速化有关技术的研有关技术的高速高效精密加工中心,另一类是多轴控制精密
究;在绿色制造颌域,济南一机床基于“既要在机床制造过程数控车床、车削中心和车铣复合中心。赵滨说,通过两类高档
中减轻对环境的污染,又要有效防止机床在使用过程中对环数控机床新产品的研发,重点掌握电主轴、重心双驱动、车铣
境的二次污染”的理念,按照现代机床设计无冷却、无润滑、无复合、多轴控制、虚拟轴控制和五轴联动以及精密制造等数
气味的环保要求,将重点研究无环境污染的少切削、无冷却液控机床发展新技术,满足国防、军工、航天、航空、汽车等国民
干切削、风冷技术及机床的可重组等技术;在复合化加工领经济