CN112643103A - 一种涡轮增压器的三棱锥面轮廓加工方法及配合加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器的三棱锥面轮廓加工方法及配合加工方法，可以提高三棱锥面轮廓的加工精度。在数控铣床上，通过三轴联动的螺旋铣削方式加工三棱锥面轮廓；走刀方式为：通过割圆法将圆弧走刀改为直线段走刀，通过调整直线段的长度调整加工精度。数控铣床的走刀编程方法为：运用三维软件建立三棱锥面的三维模型；根据螺旋铣削路径，在三棱锥面的三维模型上绘制一条螺旋曲线，再按照设定的密度抽取螺旋曲线上的数据点坐标，相邻数据点坐标形成直线段走刀路径，再进行后续编程处理。

Description

一种涡轮增压器的三棱锥面轮廓加工方法及配合加工方法
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域，特别是涉及一种涡轮增压器的三棱锥面轮廓加工方法及配合加工方法。
背景技术
涡轮增压器的转子结构主要就是涡轮、涡轮轴、压气叶轮，涡轮与涡轮轴刚性连接，压气叶轮与涡轮轴配合连接。工作时内燃机燃烧产生的废气推动涡轮转动，通过涡轮轴带动压气叶轮转动。压气叶轮压缩空气，增加内燃机的进气量，提高内燃机的工作效率。
三棱锥孔、轴的连接方式作为涡轮轴与压气叶轮的新型连接方式，传动效率高，能量损失小，无需多余零件，是孔、轴连接的新技术方向。三棱锥异型孔、轴连接时，为了达到最佳的配合效果，对三棱锥面的面轮廓度要求很高。
三棱锥型面结构加工时，选用的是直柄球头铣刀，加工方法采用的是递减式的圆弧等高加工。铣削时，将三棱锥面根据轴向步进距进行分层，每一层为几段圆弧刀轨，刀具圆弧走刀铣一层，刀具轴向移动一层，再圆弧走刀铣一层。
该方法存在以下缺陷：
1、由于是分层铣削，每一层都有一个单独的轴向移动，三棱锥面产生了刀具轴向移动时的刀痕，影响面轮廓度。
2、每一层是圆弧加工，加工面的轮廓度受机床插补圆弧走刀的能力的影响。现阶段公司加工该零件的机床实际铣圆的圆度只有0.02mm，三棱锥面轮廓度要求为0.01mm。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种涡轮增压器的三棱锥面轮廓加工方法及配合加工方法，可以提高三棱锥面轮廓的加工精度。
本发明的目的是这样实现的：
一种涡轮增压器转子的三棱锥面轮廓加工方法，在数控铣床上，通过三轴联动的螺旋铣削方式加工三棱锥面轮廓；
走刀方式为：
通过割圆法将圆弧走刀改为直线段走刀，通过调整直线段的长度调整加工精度。
优选地，数控铣床的走刀编程方法为：
运用三维软件建立三棱锥面的三维模型；
根据螺旋铣削路径，在三棱锥面的三维模型上绘制一条螺旋曲线，再按照设定的密度抽取螺旋曲线上的数据点坐标，相邻数据点坐标形成直线段走刀路径，再进行后续编程处理。
一种涡轮增压器转子的叶轮和主轴配合加工方法，
S1、根据增压器叶轮和主轴的设计配合关系，计算叶轮测量面到主轴测量面之间的距离D；
S2、根据叶轮和主轴的设计尺寸，设计、制作测量三棱锥轴用的套规，以及测量三棱锥孔用的塞规，将套规、塞规组合后，测量、记录套规测量面与塞规测量面的高度差B；
S3、加工主轴上的三棱锥轴结构；
S4、在主轴的三棱锥轴结构上使用套规，测量、记录主轴测量面到套规测量面的距离C；
S5、计算出塞规测量面到叶轮测量面的理论距离A，A的计算公式为：
A＝B+D-C；
S6、留余量加工叶轮上三棱锥孔结构，每次加工后使用塞规检测，并测量塞规测量面到叶轮测量面的距离，再根据该测量距离与理论距离A的差值进行刀补并继续加工，直至测量距离与理论距离A相等。
优选地，所述步骤S3中，试切件验证后，通过四轴设备磨削或铣削加工主轴上的三棱锥轴结构；所述步骤S6中，通过三轴加工中心加工叶轮上三棱锥孔结构。
优选地，所述步骤S2中，套规、塞规组合方式为：将塞规的小径端***套规的大孔端直至最大值，无过盈量。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
提高三棱锥面轮廓的加工精度；
解决了三棱锥孔、轴传动副加工过程中无法在线测量加工结果导致零件装配关系不正确的问题。
附图说明
图1为三棱锥轴结构示意图；
图2为三棱锥孔结构示意图；
图3为原加工方式刀具路径示意图；
图4为本发明加工方式刀具路径示意图；
图5为叶轮和三棱锥孔结构示意图；
图6为主轴和三棱锥轴结构示意图；
图7为叶轮和主轴装配结构示意图；
图8为塞规结构示意图；
图9为套规结构示意图；
图10为套规、塞规组合结构示意图；
图11为塞规测量面到叶轮测量面的理论距离计算原理图。
具体实施方式
参见图4一种涡轮增压器转子的三棱锥面轮廓加工方法，本发明通过一种螺旋点位式加工方式，将原方式的轴向斜线进刀和周向圆弧铣削改变为三轴联动的螺旋铣削方式。避免三棱锥孔、轴表面出现刀具轴向移动时的刀痕。数控铣床走直线段时的精度比插补圆弧精度要高，将圆弧走刀通过割圆法改为直线段走刀，通过调整直线段的长度调整加工精度。
运用三维软件将三棱锥面的三维模型建立出来，再按照需要在三棱锥面上绘制一条螺旋曲线，再按照一定的密度抽取螺旋线上的数据点坐标，再根据实际加工机床进行后续编程处理，并三轴联动的螺旋铣削方式，将圆弧走刀通过割圆法改为直线段走刀，通过调整直线段的长度调整加工精度。
一种涡轮增压器转子的叶轮和主轴配合加工方法，叶轮和三棱锥孔结构如图5所示，主轴和三棱锥轴结构如图6所示，零件装配时的装配关系如图7所示，装配时孔、轴为过盈配合，叶轮定位端面、轴定位端面和甩油盘贴合(孔轴配合)时达到设计的过盈量，结构中锥度保证自动定心，锥面贴合保证传动时的平稳，三角形保证扭力的可靠传递。本发明需保证零件在端面贴合时有正确的过盈量，需要保证两零件的配合关系正确，即相配合的三棱锥孔、轴的尺寸关系和位置关系以及轮廓贴合正确。包括以下步骤：
S1、根据增压器叶轮和主轴的设计配合关系，计算叶轮测量面到主轴测量面之间的距离D；
S2、参见图8、图9，根据叶轮和主轴的设计尺寸，设计、制作测量三棱锥轴用的套规，以及测量三棱锥孔用的塞规，参见图10，将套规、塞规组合后，测量、记录套规测量面与塞规测量面的高度差B；套规、塞规组合方式为：将塞规的小径端***套规的大孔端直至最大值，无过盈量。
S3、试切件验证后，通过四轴设备磨削或铣削加工主轴上的三棱锥轴结构；
S4、在主轴的三棱锥轴结构上使用套规，测量、记录主轴测量面到套规测量面的距离C；
S5、计算出塞规测量面到叶轮测量面的理论距离A，参见图11，A的计算公式为：
A＝B+D-C；
S6、通过三轴加工中心留余量加工叶轮上三棱锥孔结构，每次加工后使用塞规检测，并测量塞规测量面到叶轮测量面的距离，再根据该测量距离与理论距离A的差值进行刀补并继续加工，直至测量距离与理论距离A相等。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种涡轮增压器转子的三棱锥面轮廓加工方法，其特征在于，在数控铣床上，通过三轴联动的螺旋铣削方式加工三棱锥面轮廓；
走刀方式为：
通过割圆法将圆弧走刀改为直线段走刀，通过调整直线段的长度调整加工精度。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器转子的三棱锥面轮廓加工方法，其特征在于，数控铣床的走刀编程方法为：
运用三维软件建立三棱锥面的三维模型；
根据螺旋铣削路径，在三棱锥面的三维模型上绘制一条螺旋曲线，再按照设定的密度抽取螺旋曲线上的数据点坐标，相邻数据点坐标形成直线段走刀路径，再进行后续编程处理。
3.一种涡轮增压器转子的叶轮和主轴配合加工方法，其特征在于，
S1、根据增压器叶轮和主轴的设计配合关系，计算叶轮测量面到主轴测量面之间的距离D；
S2、根据叶轮和主轴的设计尺寸，设计、制作测量三棱锥轴用的套规，以及测量三棱锥孔用的塞规，将套规、塞规组合后，测量、记录套规测量面与塞规测量面的高度差B；
S3、通过权利要求1或2所述的方法加工主轴上的三棱锥轴结构；
S4、在主轴的三棱锥轴结构上使用套规，测量、记录主轴测量面到套规测量面的距离C；
S5、计算出塞规测量面到叶轮测量面的理论距离A，A的计算公式为：
A＝B+D-C；
S6、通过权利要求1或2所述的方法，留余量加工叶轮上三棱锥孔结构，每次加工后使用塞规检测，并测量塞规测量面到叶轮测量面的距离，再根据该测量距离与理论距离A的差值进行刀补并继续加工，直至测量距离与理论距离A相等。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮增压器转子的叶轮和主轴配合加工方法，其特征在于：所述步骤S3中，试切件验证后，通过四轴设备磨削或铣削加工主轴上的三棱锥轴结构；所述步骤S6中，通过三轴加工中心加工叶轮上三棱锥孔结构。
5.根据权利要求3所述的一种涡轮增压器转子的叶轮和主轴配合加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，套规、塞规组合方式为：将塞规的小径端***套规的大孔端直至最大值，无过盈量。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050084342A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 Gilles Festeau Cutting insert for high feed face milling
CN101149612A (zh) * 2006-09-19 2008-03-26 苏毅强 图形式直观数控编程方法
CN101168203A (zh) * 2007-11-23 2008-04-30 重庆绿波工贸有限公司 立式螺旋伞齿轮铣齿磨齿机床
CN101204752A (zh) * 2007-12-17 2008-06-25 南阳二机石油装备(集团)有限公司 非回转体上铣削螺纹方法
US20100322731A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Sandvik Intellectual Property Ab Rotatable tool for chip removing machining as well as a loose top therefor
CN103335579A (zh) * 2013-07-08 2013-10-02 河北华北柴油机有限责任公司 精确测量锥孔大端直径误差的锥位量规
CN105215446A (zh) * 2015-09-08 2016-01-06 创生医疗器械（中国）有限公司 铣刀、成形螺纹铣刀、锁定孔及锁定孔的加工方法
CN106001792A (zh) * 2016-05-23 2016-10-12 佛山新成洪鼎机械技术有限公司 便携式三轴联动数控螺纹铣床
CN107614169A (zh) * 2015-05-28 2018-01-19 京瓷株式会社 钻头以及切削加工物的制造方法
CN109530768A (zh) * 2018-11-06 2019-03-29 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种叶片叶尖削边减薄区的加工方法
CN110737240A (zh) * 2019-09-26 2020-01-31 天津市天森智能设备有限公司 一种回转体加工用双刀磨削装置及刀具轨迹生成方法
CN111571316A (zh) * 2020-04-30 2020-08-25 科德数控股份有限公司 一种丝锥螺纹加工的磨削轨迹优化方法及***

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050084342A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-21 Gilles Festeau Cutting insert for high feed face milling
CN101149612A (zh) * 2006-09-19 2008-03-26 苏毅强 图形式直观数控编程方法
CN101168203A (zh) * 2007-11-23 2008-04-30 重庆绿波工贸有限公司 立式螺旋伞齿轮铣齿磨齿机床
CN101204752A (zh) * 2007-12-17 2008-06-25 南阳二机石油装备(集团)有限公司 非回转体上铣削螺纹方法
US20100322731A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Sandvik Intellectual Property Ab Rotatable tool for chip removing machining as well as a loose top therefor
CN103335579A (zh) * 2013-07-08 2013-10-02 河北华北柴油机有限责任公司 精确测量锥孔大端直径误差的锥位量规
CN107614169A (zh) * 2015-05-28 2018-01-19 京瓷株式会社 钻头以及切削加工物的制造方法
CN105215446A (zh) * 2015-09-08 2016-01-06 创生医疗器械（中国）有限公司 铣刀、成形螺纹铣刀、锁定孔及锁定孔的加工方法
CN106001792A (zh) * 2016-05-23 2016-10-12 佛山新成洪鼎机械技术有限公司 便携式三轴联动数控螺纹铣床
CN109530768A (zh) * 2018-11-06 2019-03-29 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种叶片叶尖削边减薄区的加工方法
CN110737240A (zh) * 2019-09-26 2020-01-31 天津市天森智能设备有限公司 一种回转体加工用双刀磨削装置及刀具轨迹生成方法
CN111571316A (zh) * 2020-04-30 2020-08-25 科德数控股份有限公司 一种丝锥螺纹加工的磨削轨迹优化方法及***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曾林林;周利平;赵晓会;廖世超;: "铝合金Al7075-T651螺纹铣削力仿真分析与实验研究" *
郑万全: "现代精密复杂模具高速加工智造技术", 《金属加工(冷加工)》 *

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