数控加工罗茨鼓风机扭叶转子的几何模型.doc

数控加工罗茨鼓风机扭叶转子的几何模型
李建磊叶仲和/ 福州大学机械工程及自动化学院
摘要:以罗茨鼓风机扭叶转子的螺旋曲面方程为基础,应用微分几何原理给出了数控加工罗茨鼓风机扭叶转子球面铣刀的参数选择,以及用刀具切削螺旋曲面时相应的步长和行距的定量分析相关的数学模型,最后用实例验证了所供方法和模型的可行性与可靠性。
关键词:罗茨鼓风机;数控加工;螺旋曲面;转子;数学模型
中图分类号:TH444 文献标识码:B
文章编号:1006-8155(2008)02-0045-04
Geometric Model of Twist Rotor of NC Machining Roots Blower
Abstract: This paper is based on the helical surface equation of twist rotor of roots blower. The selected parameters of ball-end cutter are deduced by using the differential geometry theory. The corresponding mathematical models of the step length and path intervals of different milling cutters in NC machining of different regions are also presented in this paper. The feasibility and reliability of the supplied method and model are verified in examples.
Key words: roots blower; NC machining; helical surface; rotor; mathematics model
0 引言
扭叶罗茨鼓风机与直叶转子罗茨鼓风机相比,由于扭叶罗茨鼓风机具有工作平稳、能耗低、高效及噪声低等优点,因此在建材、电力、冶炼、矿山、港口等领域[1]有更加广泛的应用。转子是鼓风机的重要零件,它的加工精度直接影响鼓风机的性能。罗茨鼓风机转子按叶数可以分为二叶和三叶,按叶轮形状可以分为直叶和扭叶。而就声学性能上来说,三叶优于二叶,扭叶优于直叶。现在直叶转子在鼓风机结构中已经普遍使用,而扭叶转子虽然声学性能比较好,但是由于目前国内在扭叶转子的数控加工方面的研究相对较少,并且缺少对转子曲面的几何特性的定量分析,以至于造成了加工精度不高、加工效率低下等缺点。国内所见的对于扭叶罗茨鼓风机的研究有用成型刀加工扭叶转子的[2],但是存在着刀具磨损较快,不易修复的缺点,也有用刨床加工扭叶转子的[3],但是也存在着加工精度低,振动较大等缺点。目前国外扭叶罗茨鼓风机转子的加工多用专用数控机床加工,具有成本低、效率高等优点。由于国内扭叶转子的加工方法存在着加工精度低、成本较高等缺点,以至于目前国内扭叶罗茨鼓风机还是以进口为主,国内企业还没有形成批量生产扭叶转子。为了进一步提高扭叶转子数控加工的质量和效率,进一步促进扭叶罗茨鼓风机国产化,笔者在这方面作了初步探索。本文介绍了用球头铣刀数控加工罗茨鼓风机