螺旋轉(zhuǎn)子五軸數(shù)控加工與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、螺旋轉(zhuǎn)子是干式真空泵的核心部件，其加工精度直接影響其到螺旋轉(zhuǎn)子的工作效率。傳統(tǒng)螺旋轉(zhuǎn)子的加工一般是在普通銑床上采用成形刀及配掛齒輪的方法加工而成，使用這種方法加工難度大，效率低。由于螺旋轉(zhuǎn)子屬于幾何形狀復(fù)雜的軸類零件，因此在加工過程中存在幾何編程誤差、加工變形誤差及工藝參數(shù)難以選擇等問題。如何選擇合理型線、參數(shù)化建模和可靠的工藝參數(shù)優(yōu)化方法是實現(xiàn)螺旋轉(zhuǎn)子高效高精加工的一項重要課題。因此，深入研究螺旋轉(zhuǎn)子五軸數(shù)控加工與工藝參數(shù)優(yōu)化方法，從

2、而有效提高其加工精度和效率是螺旋轉(zhuǎn)子加工迫切需要解決的問題。
　　本文從形成螺旋面的基本原理出發(fā)，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得到單頭等螺距梯形內(nèi)凹轉(zhuǎn)子型線方程，根據(jù)面積利用系數(shù)與理論抽數(shù)，分析比較影響干式真空泵螺旋轉(zhuǎn)子的各項參數(shù)，對比真空泵螺旋轉(zhuǎn)子的實測數(shù)據(jù)，驗證推導(dǎo)過程及參數(shù)選擇的正確性。結(jié)合數(shù)控仿真技術(shù)，運用UG參數(shù)建模與仿真生成刀軌，運用VERICUT仿真五軸數(shù)控加工原理構(gòu)建機床，以驗證刀路與程序的可行性。
　　在此基礎(chǔ)上，利用M

3、ATLAB遺傳算法，以銑削速度v、每齒進給量fz、軸向切深ap及徑向切深ae四個參數(shù)為變量，以最高生產(chǎn)率、最低生產(chǎn)成本和加工表面粗糙度為螺旋轉(zhuǎn)子加工工藝參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以主切削力、機床額定輸出功率、進給速度、主軸轉(zhuǎn)速和刀具參數(shù)這五個量為約束。首先分別求出在這五個約束下滿足各個目標(biāo)函數(shù)的變量值，再求出在這五個約束下滿足多目標(biāo)函數(shù)的變量值。將求出的各變量值輸入VERICUT的程序中，進行仿真加工，證明了利用多目標(biāo)遺傳算法得出的優(yōu)化結(jié)果可