三段基圆渐开线涡旋盘的数控加工

摘要

近年来随着涡旋流体机械应用领域的不断扩展，涡旋型线研究方面取得了颇多的成果，型线的种类日益繁多，型线设计的方法实用性强，其中法向等距理论的提出更是增加了型线设计的柔性，同时也增加了加工难度。因此运用数控加工技术完成涡旋型线的加工过程就显得尤为重要。
　　本文主要依据涡旋盘的啮合原理和法向等距曲线理论，研究了三段基圆渐开线涡旋型线的拟合与数控加工。主要研究内容包括：
　　(1)运用曲率函数法建立了三段基圆渐开线涡旋型线的数学模型，基于三维设计软件创建出涡旋盘的三维模型，同时依据型线的特点选择数值逼近法为涡旋盘的加工方法。针对涡旋盘的特点和加工精度要求，对涡旋盘的加工工艺进行了规划。
　　(2)考虑到三段基圆渐开线涡旋型线不能直接进行加工，应用双圆弧对该型线进行拟合，并通过MATLAB软件完成拟合计算过程，设计刀具路径从而完成涡旋盘精加工过程的程序编制并利用现有加工设备完成涡旋盘的实体加工过程。将双圆弧拟合与单圆弧拟合相比较，发现双圆弧拟合时拟合节点数减少80%，加工圆弧段数减少74%，拟合误差降低95%，因此双圆弧拟合效果更好。
　　(3)用三坐标测量仪和SJ-210表面粗糙度测量仪对加工出的涡旋盘进行精度检测，表面粗糙度的测量结果为：涡旋齿壁表面粗糙度为0.539μm，涡旋齿顶面和齿底面表面粗糙度为0.420μm，表面粗糙度测量结果均小于0.8μm。结果表明，加工出的涡旋盘满足加工精度要求。
　　本文主要完成了三段基圆渐开线涡旋型线的生成和加工过程的研究，通过对加工精度及表面粗糙度的检测，表明该研究成果满足型线的设计与加工要求。对三段基圆渐开线涡旋型线涡旋盘的加工具有一定的参考价值。

目录

声明

附图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1涡旋压缩机的国内外研制现状

1.2 课题的主要研究内容

1.3课题的来源及研究意义

第2章 涡旋压缩机的基本结构及工作原理

2.1 涡旋压缩机的类型

2.2 涡旋压缩机基本结构

2.3涡旋压缩机的工作原理

2.4涡旋压缩机的主要特点

2.5小结

第3章 组合涡旋型线几何理论

3.1 组合涡旋型线概述

3.2涡旋型线通用理论

3.3 三段基圆渐开线涡旋型线的设计

3.4 小结

第4章 涡旋盘加工工艺的制定

4.1加工方法的选用

4.2 涡旋盘加工工艺的制定

4.3涡旋盘加工时注意事项

4.4 小结

第5章 涡旋盘精加工的实现

5.1 CAD/CAM软件在精加工复杂曲面时的缺点

5.2双圆弧拟合算法

5.3涡旋盘精加工的实现

5.4小结

第6章 涡旋盘加工精度要求及检测

6.1影响涡旋压缩机性能的主要因素

6.2涡旋盘主要加工精度要求

6.3 加工精度检测

6.4小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

附录B.1 拟合数据MATLAB计算程序

附录B.2 涡旋齿轮廓精加工数控代码