【正文】 必須要對(duì)銑床和分度頭進(jìn)行調(diào)整，主要進(jìn)行以下的調(diào)整工作 : a. 將扭葉轉(zhuǎn)子毛胚支撐在分度頭主軸與尾座上的兩頂尖之間，如圖 38 ( a)所示。 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 26 頁(yè) 共 33 頁(yè) 26 圖 37 盤形刀具刃形圖 加工設(shè)備及調(diào)整 本次加工所采用的機(jī)床是日本 HITACHI SEIKI 公司的 ML 型升降臺(tái)式銑床，實(shí)際 上就是萬能升降臺(tái)式銑床，通過更換不同的刀桿，可以在臥銑床 和立銑床之間進(jìn)行切 渙。 fclose(fp)。 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 24 頁(yè) 共 33 頁(yè) 24 k=pow(sin(),2)/p/pow(nx,2)* ((p* x2 *p*p/ tan()) *(nx*nx+ny*ny)/p/p ny*nz+(p*p/tan()p*x) * (p*p/tan()p*x)* (x2 *y01y2* x01)/nx)。 Z=y*sin()+z*cos()。 n}p*(x01 *cos(b*pi/180)y01 *sin(b*pi/180))。b=b+0. 000001) x=x0*cos(b*pi1180)y0*sin(b*pi/180)。 y01=rl *cos(a*pi/180)。a=75。//定義基本的參數(shù) A=120 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 23 頁(yè) 共 33 頁(yè) 23 。在 此，將本次設(shè)計(jì)中所用的遍歷搜索計(jì)算程序列出 (只給出圓弧段的 ): include include include define pi main() { FILE*印 。 8一根據(jù)試算所選定的切點(diǎn) b的 B值。在這種情況下，刀具上就能作出完整的理論刃形， 因而避免了過渡表面。在本次設(shè)計(jì)中，扭葉轉(zhuǎn)子端截面的尺寸如下表，來源見南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 19 頁(yè) 共 33 頁(yè) 19 式 ((213一 15 ): 扭葉轉(zhuǎn)子工藝參數(shù)的確定 : 外圓螺旋角的確定 參考國(guó)外的產(chǎn)品，初定扭葉轉(zhuǎn)子的外圓柱螺旋角為 250，在此計(jì)算一下轉(zhuǎn)子外圓柱 的螺足巨 T: T=πD/tg25176。是它上面的任意一 點(diǎn)。利用運(yùn)動(dòng)方程式 ()把 接觸點(diǎn)的坐標(biāo)變換到與刀具相固連的坐標(biāo)系 O 一 X,Y,Z 中，則可求出銑刀的原始刀 具面上的接觸線。 3. 2. 4 盤形銑刀廓型設(shè)計(jì)的通用方法 在上式中， x， y，“， n 二，氣 ,n:都是曲面坐標(biāo)參數(shù) (a,9)的函數(shù)，所以當(dāng)確定了安 裝角藝和中心距 a以后，上式都可寫成 F(a,9) 0 的形式。x R)178。x R) 又根據(jù)“回轉(zhuǎn)面和螺旋面在接觸點(diǎn)處有公共的法線矢量 n，而且相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度應(yīng) 該與公法線垂直”這一條件可知，接觸線的條件應(yīng)為 : VI }178。(k39。令該接觸線繞刀 具軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，就形成原始刀具面，它是該接觸線在與刀具相固連的坐標(biāo)系中的 運(yùn)動(dòng)軌跡面。與齒輪的空間嚙合原 理相似，在接觸線上，兩曲面必定 遵循以下嚙合原則【 34】 (1)接觸線上的各點(diǎn)均為兩曲面的公共點(diǎn) 。當(dāng)工件作螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，該空間曲線上面的每一個(gè)點(diǎn)都沿通過該點(diǎn)的 螺旋線運(yùn)動(dòng)，因此這個(gè)工件螺旋面在空間就好像沒有運(yùn)動(dòng)一樣。刀具軸心線與工件軸心線之間的夾 角 (又稱刀具安裝角 )為 E，兩軸心線的最短距離 (又稱中心距 )為 a。 坐標(biāo)系的建立 用盤形刀具加工圓柱螺旋曲面時(shí)，刀具與工件 (指待加工的螺旋曲面 )的相對(duì)位置如圖 51所示。這些工件的螺旋面都有 一個(gè)共同的特點(diǎn)，即 :螺旋面的螺旋參數(shù) 從上式可以看出，對(duì)于 P=常數(shù)的螺旋面來說，在不同半徑 (ry,)的圓柱面上的螺紋 升角 (BY)是不相同的。扭葉轉(zhuǎn) 子上的螺旋槽，在第二章己分析過了，實(shí)際上就是圓柱螺旋面，它是由扭葉轉(zhuǎn)子的端 截面上的轉(zhuǎn)子型線在沿著轉(zhuǎn)子軸線前進(jìn)形成柱面的同時(shí)，繞著轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)過一個(gè)角 度而綜合而成的圓柱螺旋面。如圖 3所示，加工曲面的曲率就是螺旋面的主曲率，由已定刀具半徑為 R，給定許用加工誤差值為 h，這 樣可以計(jì)算出切 (a) 凸曲面 （ b）凹曲面 圖 3 球頭刀行距 (a) 凹曲面 （ b）凸曲面 圖 2 球頭刀步長(zhǎng) 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 13 頁(yè) 共 33 頁(yè) 13 削行距 2L [9]為 凹曲面的球頭銑刀行距： 22 222 RL hR RR? ?凹 (19) 凸曲面的球頭銑刀行距： 22 222 RL hR RR? ?凸 (20) 當(dāng)給定最大允 許誤差 h后，由上式可以求出行距 2L凹 ， 2L凸 當(dāng)然實(shí)際行距值必須滿足： ? ?22m inL L L? 凹 凸， (21) 至此已全部給出了方案實(shí)施中對(duì)應(yīng)的全部模型。 把實(shí)例中的數(shù)據(jù)帶入公式，可以得球頭銑刀的半徑為 8mm。因此僅需要根據(jù)曲面的凹向最小主曲率半徑選擇刀具參數(shù)，防止走刀步長(zhǎng)內(nèi)的干涉；而根據(jù)凸向的最小主曲率半徑確定切削行距 等參數(shù)，在保證加工精度的前提下，以獲得最高的加工效率。2iK 0,令 ? ?? ?39。39。 根據(jù)微分幾何中關(guān)于主曲率的原理，通過求出曲面上任意點(diǎn)的主曲率，找出最大主曲率，以便于確定數(shù)控加工所用的最大允許球刀半徑，為此先求相關(guān)基本量 [6]。 內(nèi)圓弧 C4的曲線方程為 ? ?( ) sin , c o s , 0 ( 0 7 5 )rrr r r r r? ? ? ? ?? ? ? ? ? (1) 擺線 C5的曲線方程為 ? ?( ) 2 c o s ( 3 0 ) c o s 2 , 2 s i n ( 3 0 ) s i n 2 , 0 ( 0 3 0 )r r r r r r? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?(2)外圓弧 C6的曲線方程為 南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 8 頁(yè) 共 33 頁(yè) 8 ? ?( ) c os 30 c os , si n 30 si n , 0 ( 30 10 5 )rrr r r r r r? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? (3) 由于外圓弧 C1，擺線 C2，內(nèi)圓弧 C3分別與曲線 C6， C5， C4關(guān)于 X軸對(duì)稱，所以可以很 容易得到它們的曲線方程，在此不再一一寫出。由文獻(xiàn) [4]可知：內(nèi)外圓弧加擺線型才是最佳型線。 包括機(jī)床結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，運(yùn)動(dòng)控制方案及位置控制方式的選擇等。 本文的立題和主要研究工作 本文以羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工項(xiàng)目為背景，對(duì)加工具有回轉(zhuǎn)軸螺旋形零件的數(shù)控刨削技術(shù)進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)基于開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的刨削數(shù)控加工。更為重要的是：數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，為工作性能較好的三葉扭葉轉(zhuǎn)子的加工提供了新的途徑，使這種轉(zhuǎn)子的批量生產(chǎn)成為可能 目前市場(chǎng)上，羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩葉轉(zhuǎn)子已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工。隨著數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的革命性的變化 [9]。 以上介紹的仿形法與范成法一般只能用于加工相對(duì)固定的葉輪型線，這對(duì)于目前多品種小批量的產(chǎn)品很不適合，特別是三葉葉輪的加工，尤為不方便。 2)范成法 范成法加工羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)子是利用嚙合原理進(jìn)行的。所以加工后一般都需要對(duì)轉(zhuǎn)子成對(duì)進(jìn)行人工刮研。尤其在當(dāng)今社會(huì)環(huán)保成為社會(huì)日常生活中的重要課題時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的加工工藝的好壞對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的發(fā)展具有舉足輕重的作用。 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子加工表面質(zhì)量和轉(zhuǎn)子輪廓曲面質(zhì)量直接影響風(fēng)機(jī)工作噪聲。如果間隙過小，在鼓風(fēng)的過程中轉(zhuǎn)子會(huì)因工作發(fā)熱而升溫，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子膨脹，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，使風(fēng)機(jī)不能正常工作或者使風(fēng)機(jī)破壞。因此，羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)子的加工具有很大的意義 [78]。 按冷卻方式分，有空冷鼓風(fēng)機(jī)、水冷鼓風(fēng)機(jī)和逆流冷卻鼓風(fēng)機(jī)等。按照轉(zhuǎn)子的頭數(shù)可分為兩葉轉(zhuǎn)子與三葉轉(zhuǎn)子；按其形狀可分為直葉轉(zhuǎn)子與扭葉轉(zhuǎn)子。 當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)到位置時(shí)，隨著接觸點(diǎn) b1 的消失和回流縫隙δ 2 的開啟，基元容積 V2 與排氣 腔相通，此時(shí)的情況的相似。 隨著上葉輪右面接觸點(diǎn) a2 的消失，基元容積 V1 開始與排氣腔連通。 機(jī)殼分為三部分。兩葉 輪轉(zhuǎn)子之間、葉輪轉(zhuǎn)南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文 張澤：羅茨鼓風(fēng)機(jī)扭葉轉(zhuǎn)子的數(shù)控加工 正文第 4 頁(yè) 共 33 頁(yè) 4 子與機(jī)殼及墻板之間，既要保證相互不摩擦碰撞，又要保證不因間隙過大而使輸送氣體過多泄漏。通過主、從動(dòng)軸上的齒輪，使兩轉(zhuǎn)子作等速反向旋轉(zhuǎn)。應(yīng)注重密封技術(shù)與材料技術(shù)的應(yīng)用研究，改進(jìn)產(chǎn)品的密封性、耐磨性、耐腐蝕性、阻燃防爆性等，以滿足各種易燃、易爆、有毒、含塵及腐蝕性氣體的輸送要求。 (3)增強(qiáng)可靠性。 (2)降低噪聲。 (1)提高效率。尤其是在羅茨鼓風(fēng)機(jī)三元葉輪的加工方面，與國(guó)外的先進(jìn)加工工藝還存在很大的差距。有關(guān)調(diào)查資料顯示 ,“十五”期間，為滿足石油、化工、化肥、輕工、煤氣、造紙及污水處理等行業(yè)配套的需要，預(yù)計(jì)共需要羅茨鼓風(fēng)機(jī) 2萬臺(tái)左右。其中羅茨鼓風(fēng)機(jī)的年產(chǎn)量進(jìn)入世界前 3 名的為：美國(guó)德萊賽 蘭德公司、德國(guó)德馬格公司和意大利新比隆公 司。從五十年代的仿制階段，六十年代、七十年代的獨(dú)立設(shè)計(jì)和行業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)階段，到八十年代的引進(jìn)吸收和創(chuàng)新階段，我國(guó)風(fēng)機(jī)工業(yè)發(fā)生了深刻變化，先進(jìn)技術(shù)得到了消化，形成了一定的生產(chǎn)能力。自從 1854 年，美國(guó)人弗朗西斯和菲蘭德 .羅茨（ Francisamp。 數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)，被應(yīng)用在刨削加工中，給這一傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式帶來了深刻的革命性的變化。目 前國(guó)外扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的加工多用專用數(shù)控機(jī)床加工，具有成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子按葉數(shù)可以分為二葉和