以典型的“圓弧、擺線、漸開線”型轉(zhuǎn)子為例，建立零件的三維實體模型�？紤]轉(zhuǎn)子型面的規(guī)則型線，借用CAM軟件，利用流線型加工方式，通過表面殘留高度控制表面加工精度，加工上下表面，從而提出一種簡單有效的加工流程和工藝，可以應(yīng)用于各類轉(zhuǎn)子的銑削加工。

　　轉(zhuǎn)子是羅茨真空泵的核心零部件, 其性能直接影響到羅茨真空泵的工作性能。由于加工中心的大量使用，為了高效地利用加工中心銑削加工轉(zhuǎn)子，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)發(fā)布的此文中提出了一種簡單有效的加工流程和工藝， 可以應(yīng)用于各類轉(zhuǎn)子數(shù)控銑削加工。

1、轉(zhuǎn)子造型

　　在轉(zhuǎn)子精確實體造型前， 首先要根據(jù)曲線形成原理， 建立型面曲線方程。典型的羅茨泵轉(zhuǎn)子型面由圓弧、漸開線和擺線組成，以典型的“圓弧、擺線、漸開線”兩葉轉(zhuǎn)子為例，利用曲線方程生成5 段曲線，如圖1 所示，BC 是擺線，CD 是漸開線，DE 是和擺線漸開線共軛的圓弧，AB 和EF 是考慮修緣和修頂?shù)膱A弧曲線。在草圖環(huán)境中畫出羅茨泵轉(zhuǎn)子的型線，再通過拉伸實體完成轉(zhuǎn)子精確實體造型，如圖2 所示。

圖1 轉(zhuǎn)子型線　圖2 轉(zhuǎn)子精確實體造型

　　在Pro/Engineer Wildfire 中把轉(zhuǎn)子的文件另存為IGES 文件， 這樣就可以用Cimatron E 打開， 用Cimatron E 進行編程。

2、轉(zhuǎn)子的加工

　　2.1、轉(zhuǎn)子外形尺寸加工

　　轉(zhuǎn)子毛坯的材料由HT300 鑄鐵澆注而成，已有成型的外形， 加工余量不太大， 轉(zhuǎn)子最大外形是圓弧尺寸，即圖1 中的EF 段圓弧，直接在數(shù)控車床上加工，用卡盤夾緊，頂尖頂住，即一夾一頂，數(shù)控加工路徑和刀具等見表1。

表1 數(shù)控加工工序1 卡片

　　2.2、轉(zhuǎn)子上表面加工

　　筆者通過Cimatron E 軟件的三軸流行線銑功能，按曲面形成規(guī)則生產(chǎn)刀具路徑， 并通過設(shè)置殘留高度h(即表面粗糙度)控制加工精度，如圖3 所示，這樣能快速、方便地生成轉(zhuǎn)子加工嚙合的刀具軌跡文件，再通過NC 后置處理器，可以方便地生成NC 代碼[2][3](實際加工效果如圖4)。

圖3 殘留高度　圖4 實際加工

　　對于上表面的加工，其具體加工工序為：加工坐標(biāo)原點的設(shè)置，XY 取模型的中點，Z 點取模型的最高點所在的平面。數(shù)控加工路徑和刀具等見表2，轉(zhuǎn)子粗加工如圖5 所示。

圖5 轉(zhuǎn)子粗加工

表2 數(shù)控加工工序2 卡片

　　2.3、轉(zhuǎn)子下表面加工

　　對于下表面的加工，其加工工序為：加工坐標(biāo)原點的設(shè)置，XY 取模型的中點，Z 點取模型的最高點所在的平面;數(shù)控加工路徑和刀具等見表3;模擬加工效果如圖6。

表3 數(shù)控加工工序3 卡片

圖6 精加工

　　在加工上下面時， 由于加工位置在零件加工表面最低點，加工效果不好，因為該點是球頭刀尖點加工，線速度為零，刀尖點零速度空切。該工序需要增加高點加工， 主要用來最后修正零件最高點的尺寸。

3、結(jié)論

　　數(shù)控銑削設(shè)備的普遍使用為轉(zhuǎn)子的加工提供更多的加工方式， 筆者針對轉(zhuǎn)子的規(guī)則線型，應(yīng)用CAM 的流線銑的方式，通過控制殘留高度，加工轉(zhuǎn)子型面，取得較好的加工效益， 該方式可以推廣到各種轉(zhuǎn)子數(shù)控銑削加工。

　　由于機床存在加工誤差， 理論造型的尺寸不是最終的尺寸， 大批量生產(chǎn)時首先需要對單個零件試加工， 然后對加工件尺寸測量，再根據(jù)測量結(jié)果，對零件進行樣條擬合， 最后根據(jù)修正后的尺寸進行批量生產(chǎn)。

　　轉(zhuǎn)子的銑削加工過程中，最高點因為線速度為零，加工紋路效果不夠理想，為了保證裝配精度，還需要設(shè)置高點進行加工。