一种提高罗茨转子轴数控加工精度的方法与流程

专利2025-04-05  10


本发明涉及罗茨泵转子轴加工,尤其涉及一种提高罗茨转子轴数控加工精度的方法。


背景技术:

1、随着国家芯片、半导体和光伏等产业的快速发展需要,为其提供生产真空条件的真空行泵行业也随之发展。根据国家对环保和节能的要求,真空泵行业的技术逐渐往节能和环保的干泵技术发展,罗茨真空泵作为广泛使用的干式真空泵机组的组成部份,其利用两个完全相同的罗茨转子(简称为转子)在共轭旋转过程中所产生的进口真空吸力将气体介质输送到出口,这一过程的核心技术就是罗茨转子,而罗茨转子的核心则是型线。

2、转子型线影响着泵的整体运行性能,想要加工出精度更高的罗茨转子,就要加工高精度的罗茨转子轴。而传统的刨床或其它数控机床采用预设加工端面型线轨迹的加工方法,当出现高精度要求时,这种方法的走刀轨迹精度无法满足需求,不仅使罗茨转子轴型线轮廓表面纹理不够均匀,而且面轮廓度无法满足预设要求。

3、因此,需要提出一种能够提高罗茨泵转子轴端面型线加工精度的方法。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供一种提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,以解决当出现高精度要求时,现有加工方法的走刀轨迹精度无法满足需求,罗茨转子轴型线轮廓表面纹理不够均匀,且面轮廓度无法满足要求的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:

3、一种提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其包括如下步骤:

4、步骤s1,在cad中生成转子轴型线初始轮廓,基于所述初始轮廓获取数控设备的刀具半径;对所述初始轮廓进行型线均分处理,得到若干轮廓点;

5、步骤s2,以所述初始轮廓的几何中心为原点建立坐标系,提取所述轮廓点的坐标,将其导入cad中生成待加工轮廓;基于所述刀具半径判断所述初始轮廓与待加工轮廓之间的误差,得到误差结果,并基于所述误差结果判断所述待加工轮廓是否合格;

6、步骤s3,若所述待加工轮廓合格,则将所述轮廓点的坐标拷贝到数控设备加工程序中,控制数控设备按与所述待加工轮廓1:1的比例进行加工操作,得到工件成品;

7、步骤s4,若所述待加工轮廓不合格,则在cad中对所述初始轮廓进行型线二次均分处理,此后重复上述步骤,直至所述待加工轮廓合格。

8、优选地,在所述步骤s1中,所述转子轴型线初始轮廓生成过程包括:

9、在三维软件中设计罗茨转子轴型线模型,得到所述罗茨转子轴型线三维模型图,利用所述三维软件的二维转出功能将所述罗茨转子轴型线三维模型图按1:1的比例转化为转子轴端面型线的cad二维模型图,以所述cad二维模型图中的转子轴端面型线轮廓作为初始轮廓。

10、优选地,在所述步骤s1中,获取所述刀具半径的步骤包括:

11、步骤s11,以所述初始轮廓的几何中心为起点,以固定角度为间隔延伸出若干条射线,所述射线将所述初始轮廓均分成若干段,得到若干均分点;

12、步骤s12,以所述初始轮廓的几何中心为坐标原点建立二维坐标系,提取所述均分点的坐标数据;

13、步骤s13,将所述坐标数据导入所述加工程序中,并预设一个球刀半径,启动程序试运行,得到不与所述坐标数据形成的新轮廓发生过切现象的球刀半径值,以此作为数控设备的刀具半径。

14、优选地,在所述步骤s1中,所述型线均分处理包括:

15、对所述初始轮廓进行等弧长均分处理,得到若干个分段点,以所述分段点作为所述初始轮廓的轮廓点。

16、优选地,在所述步骤s2中,以所述初始轮廓的几何中心为坐标原点建立二维坐标系,按第一象限依次到第四象限的顺序提取所述轮廓点的二维坐标,并将提取出的所述二维坐标重新导入所述cad二维模型图中生成待加工轮廓,通过矢量方向的误差测量得到误差结果,并基于所述误差结果判断所述待加工轮廓是否合格。

17、优选地,所述矢量方向的误差测量包括:

18、在所述cad二维模型图中,以所述轮廓点作为数控设备球刀的切点,依次画出若干球刀圆;再测量相邻两个球刀圆之间不能铣削盲区区域的最高点与所述初始轮廓之间的矢量差值,以所述矢量差值作为误差结果。

19、优选地,在所述步骤s3中,若所述误差结果在预设误差范围内,则待加工轮廓合格;将提取出的所述轮廓点的二维坐标拷贝到数控设备加工程序中,所述加工程序在所述二维坐标中增设z值,其中同一个二维坐标分别增设两个不同的z值,不同二维坐标之间所增设的两个z值相同,所述加工程序通过二维坐标系中第一象限依次到第四象限的顺序控制数控设备在轮廓点上的移动,并通过z值控制三轴数控设备在同一个二维坐标之间来回作轴向运动,实现按与所述待加工轮廓1:1的比例进行轮廓加工,得到工件成品。

20、优选地,在所述步骤s4中,若所述误差结果不在预设误差范围内,则待加工轮廓不合格;在cad中对所述初始轮廓的型线进行二次型线均分处理,得到相较上一次均分处理更多的分段点,此后重复上述步骤,直至所述待加工轮廓合格。

21、优选地,步骤s5,对完成加工的所述工件成品进行合格检测。

22、优选地,所述步骤s5包括使用三坐标测量机扫描检测工件成品的轮廓,得到成品面轮廓度;若所述成品面轮廓度小于预设面轮廓度,则工件成品合格;若所述成品面轮廓度大于预设面轮廓度,则工件成品不合格。

23、与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过cad绘图软件对罗茨转子轴端面标准模型型线不断进行型线等弧长均分处理,对均分后以各轮廓点的二维坐标生成的待加工轮廓基于数控设备的刀具半径进行误差判断,判断合格后再将二维坐标导入加工程序中,使加工程序根据轮廓点的坐标控制数控设备按与待加工轮廓1:1的比例进行顺序加工,从而准确控制数控设备的轮廓加工操作,保证了罗茨转子轴端面型线的精确度,不仅使得到的成品工件轮廓表面纹理更加均匀,还能达到有效减小端面型线面轮廓度误差使其满足预设要求的目的。



技术特征:

1.一种提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于,其包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于,在所述步骤s1中,所述转子轴型线初始轮廓生成过程包括:

3.根据权利要求2所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于,在所述步骤s1中,获取所述刀具半径的步骤包括:

4.根据权利要求3所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于,在所述步骤s1中,所述型线均分处理包括:

5.根据权利要求4所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于:

8.根据权利要求6所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于:

9.根据权利要求1所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于,还包括如下步骤:

10.根据权利要求9所述的提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,其特征在于:


技术总结
本发明涉及罗茨泵转子轴加工技术领域,提供了一种提高罗茨转子轴数控加工精度的方法,在CAD中生成转子轴型线初始轮廓,基于初始轮廓获取刀具半径;对初始轮廓进行型线均分处理,得到若干轮廓点;以初始轮廓几何中心为原点建立坐标系并提取轮廓点的坐标,将其导入CAD中生成待加工轮廓;基于刀具半径判断初始轮廓与待加工轮廓的误差得到误差结果,从而判断待加工轮廓是否合格;若合格,将轮廓点坐标拷贝到加工程序中控制数控设备按与待加工轮廓1:1的比例进行加工;否则,对初始轮廓进行型线二次均分处理,此后重复上述步骤直至待加工轮廓合格,保证转子轴端面型线的精确度,使其轮廓表面纹理更加均匀和端面型线面轮廓度满足预设要求。

技术研发人员:宋斌,余超,彭凯,邓青松,许嘉琪,余锐,叶家宏,刘毅
受保护的技术使用者:四川嘉品智能装备科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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