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UG在涡旋压缩机涡旋盘设计与加工中的应用 来源：互联网????2012-01-12 08:09?????有 0位网友发表评论【大??中??小】 本文介绍基于UG软件的涡旋压缩机涡旋盘的三维建模、加工轨迹规划、G代码生成和加工仿真，为涡旋压缩机涡旋盘的设计、生产提供了行之有效的方案。 ??? 涡旋压缩机主要由动涡旋盘和静涡旋盘组成，动涡旋盘和静涡旋盘具有相同渐开线形成的涡旋柱面壁，相位差180°相对组合而成，并形成数对月牙形封闭空间，即压缩腔，通过压缩腔的变化改变容积，以此达到压缩气体的目的。其优点为：结构简单、体积小、重量轻、零件少(特别是易损件少)、可靠性高。作者主要讨论基于UG软件平台进行涡旋压缩机的零部件设计和加工。 1 动涡旋盘实体绘制 ??? 涡旋盘的结构具有多变性和复杂性。由于型线方程的不同，其参数化的量不同。常用的型线方程有圆渐开线、多边形渐开线、阿基米德螺旋线。有的型线其齿根心部往往需要修正，修正方程不同其参数量也不同。常用的修正方法有图解法和解析法两种，而图解法中又分为双圆弧修正和直线圆弧修正。无论采取哪种修正方法，只要搞清零件最本质特征尺寸关系，从参数最少化原则出发，总是可以进行完全或部分参数化设计。作者仅从圆渐开线方程和刘振全教授提出的型线修正法考虑。 ??? 动涡盘由涡旋齿、轮毂和端板等结构组成。涡旋齿为柱面，当齿型为圆渐开线，修正角γ和齿厚h时，通过重定义曲线方程参数可以得到各种涡旋齿。 ??? 轮毂基本参数尺寸不能用数学关系式简单表示，内径和长度根据强度、轴承系列尺寸、装配等要求决定。 ??? 作者利用UG提供的公式表达式功能来实现内外涡旋型线的绘制。步骤如下： ??? (1)利用公式表达式输入方法，得到一条曲线。公式表达式式对话框如图1，利用编辑菜单中的转换工具生成第二条曲线。 ??? 图1 表达式输入对话框 ??? (2)修正渐开线的根部。采用兰州理工大学刘振全教授提出的型线修正方法，如图2。 ??? (3)利用UG的特征造型功能，绘制涡旋壁体、凸台与键槽剖面及其他部分，完成涡旋盘的三维实体造型，如图3、4。 ??? 图2 涡旋盘型线 ??? 图3 涡旋盘正面 ??? 图4 涡旋盘背面 2 涡旋齿的加工方法 ??? 常用的加工方法有展成法加工和直角坐标系加工法。展成法加工是利用机床的C轴和X轴的合成运动，工作台沿Y轴方向移动基圆半径的距离，随后X轴沿正方向运动，同时C轴顺时针方向旋转，根据基圆渐开线的几何特性，C轴转动一周，X轴移动2πa，这种合成运动连续地进行，刀具的包络线形成涡旋壁的外侧和内侧。如图5为展成法加工示意图。 ??? 图5 展成法加工示意图 ??? 直角坐标系加工是利用丝杠X、Y轴的运动，刀具中心沿中心线轨迹运动，就可以加工出涡旋齿型。丝杠的返程误差是影响涡旋盘渐开线轮廓误差的主要原因。如图6为直角坐标系下的加工示意图。 ??? 图6 直角坐标系下的加工示意图 3 基于UG的涡旋盘加工 ??? 3.1 准备工作 ??? 在进行零件加工前，要做一些准备工作，如创建毛坯、初始化加工环境、创建加工刀具、几何体父级组等。 ??? 3.1.1 创建毛坯 ??? 利用主菜单中的“插入/设计特征/拉伸”命令或直接单击“成形特征”工具栏中(拉伸体)图标，绘出毛坯如图7示。 ??? 图7 动涡旋盘毛坯图 ??? 3.1.2 初始化加工环境 ??? 进入加工模块，系统弹出“加工环境”对话框，指定CAM 进程配置文件为Cam_general，CAM设置为M ill_contour。单击“初始化”按钮进行加工环境的初始化设置。 3.1.3 创建几何体 进入创建几何体对话框，选择子类型为机械坐标系MCS，父级组为GEOMETRY，名称为MCS，单击确定按钮进行坐标系建立。 设定安全平面相对XC-YC平面的距离为60，即安全高度为60mm。 创建铣削几何体。单 ??? 3.1.3 创建几何体 ??? 进入“创建几何体”对话框，选择子类型为机械坐标系MCS，父级组为GEOMETRY，名称为MCS，单击“确定”按钮进行坐标系建立。 ??? 设定安全平面相对XC-YC平面的距离为60，即安全高度为60mm。 ??? 创建铣削几何体。单击创建工具栏中创建几何体图标，打开“创建几何体”对话框，选择子类型为铣削几何体，父级组为MCS，名称为M ILL_GEOM，单击确定进行几何体建立，选择部件几何体和毛坯几何体。 ??? 3.1.4 创建加工刀具 ??? 创建第一把直径为20mm立铣刀(用于粗加工)，创建第二把直径为18mm立铣刀(用于精加工)，在“操作导航器”中观察创建的加工刀具。 ??? 3.2 涡旋盘的粗加工 ??? 3.2.1 型腔铣操作对话框输入 ??? 打开型腔铣操作对话框，单击创建工具栏上的创建操作