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惠普尔增压器转子加工

通过开发更精确的加工过程,配合螺旋转子,这惠普尔增压器的增压器模型可以更有效地迫使空气进入发动机更高的马力增益。定制的工件持有和形成工具,使该公司能够精确地轧机增压器转子在其b轴车轧机的一个设置。

由前赛车队长和车主阿特惠普尔成立于1987年,弗雷斯诺的惠普尔增压器制造用于汽车和海洋赛车的双螺杆增压器,以及其他寻求提高其发动机性能的产品。这些类型的“动力加法器”(涡轮增压器和一氧化二氮是其他的)将额外的空气引入发动机,超出了发动机自身的拉力。更多的空气意味着可以添加更多的燃料,本质上增加了发动机的排量和马力输出。

这里的关键是准确,非接触啮合的两个螺旋转子内增压器外壳。增压器设计师加勒特·布莱特解释说,在惠普尔设计中,外转子有三个螺旋波瓣,内转子有四个螺旋波瓣。它们彼此反向旋转,非常接近。当每个转子的凸轮经过进气口时,空气被困在转子和壳体之间。转子旋转逐渐减少空气所占的空间,压缩空气。压缩继续进行,直到内叶空间暴露到一个出口,通过该出口,空气被排放到高于大气压力的进气歧管,该进气歧管位于发动机顶部。

增压器的效率取决于配套转子和机壳之间的密封效率。在此之前,惠普尔公司只使用由外部公司制造和供应的转子。它仍然使用那些提供的转子为它的一些增压器模型。然而,该公司已经开始设计和机器自己的内部转子,其开发的加工过程生产更多的圆柱形和精确的转子比供应商提供的,导致增压器设计比使用提供的转子效率高5%。

蔡司三坐标测量机转子增压器

在该三坐标测量机上进行的测量使惠普尔公司能够确定其提供的转子和内部机器转子的准确性。它的目标是在匹配的转子之间实现125微米的间隙,现在它可以通过内部多任务加工能力实现这一目标。

Bright解释说,惠普尔在看到供应商对其转子的测量结果后,受到了激励,开始生产自己的转子蔡司Accura三坐标测量机(CMM)。这种三坐标测量机的特点是一个转盘,以及蔡司的巨大扫描技术和齿轮Pro选项在其Calypso测量软件。布莱特说,这种软件对测量配对转子特别有效,因为他可以指定特定的控制点上的男性和女性转子螺旋轮廓,他们相遇,以确定两者之间的间隙在那些点。他确定每个转子的轮廓应该为±63微米,目标是达到大约125微米的间隙。惠普尔并不是从它的转子供应商那里得到的。

将内部加工

该公司的内部转子加工过程使用的形式工具类似于其供应商的,但工作持有修改,以增加刚性。

惠普尔增压器转子加工

当操作员将6061铝转子毛坯装入车轧机时,机器的主轴和次主轴夹紧在凸出的钢轴颈上。

它几年前为这个应用购买的机器是压铸锌合金integrgrex e-420H-S II型车铣带b轴铣头。事实上,这个车磨不执行车削。

圆柱6061铝转子毛坯是第一个中心钻纵向上另一台机器,使钢轴被压入他们。当操作员将毛坯装入integrx时,机床的主轴和副主轴夹紧在凸出的轴颈上。接下来,机器的B轴急剧倾斜,以确定自定义形式的工具,以匹配所需的转子槽的轮廓时,在那个角度。最后,当转子在多个通道中缓慢旋转以创建每个凹槽时,旋转成型工具沿着Z轴移动。

最初,惠普尔使用延长长度,拉回式ER夹头夹在轴颈。需要加长的长度来将毛坯定位到远离子主轴的位置,以提供足够的间隙,使b轴主轴倾斜到子主轴的卡盘上,以适应成型刀具的需要。然而,这些夹头的回拉功能使加载转子毛坯费时和具有挑战性。夹头拧紧(导致回拉)给主轴带来了过多的负载,这意味着w轴副主轴必须被限制以帮助拨出负载。否则,可能会导致喋喋不休或表面抛光不良。因此,操作人员需要不断地夹紧和再夹紧,直到消除大部分负载,这通常需要10分钟。另外,惠普尔不断更换夹头,因为他们经历了多次收紧和放松的磨损。

惠普尔增压器转子的Hainbuch定制工作夹具

不像以前使用的ER夹头,死长夹头不会拉回工件,并给主轴带来负荷,这必须消除。这将设置从10分钟减少到2分钟。

在马扎克的应用工程师凯伦·布什(Kellen Bush)的建议下,惠普尔公司联系了他Hainbuch设计一种替代的工作方法。Hainbuch销售经理Tom Chambers解释说,该公司的定制工件夹持解决方案不仅提供了所需的延伸范围,使机器的B轴能够倾斜到所需的角度而不受干扰,而且还提供了更高的刚度,同时简化了转换。这在很大程度上是可能的,因为使用的是固定长度夹头,而不是回拉式夹头。钱伯斯说,死长度夹头“夹住空间”,这意味着转子坯料将不会移动夹头被夹住。因此,不需要向主轴施加额外的负载。现在换衣服只需要两分钟。

京瓷Unimerco形状工具惠普尔使用机器的转子(作为惠普尔的转子供应商)实际上并不常用切割金属。京瓷公司(Kyocera Unimerco)销售经理瓦尔加(Anders Varga)说,这种工具通常用于切割木材、复合材料和其他纤维材料。这主要是由于由于金属工件和长插入切削刃之间的高接触面积将施加在工具上的压力。这些工具可以用于这种转子加工应用说明了机床的刚性与Capto主轴接口及其自定义工件持有。

使用形状工具,匹配转子的螺旋槽的轮廓(轮廓Bright已经精炼),消除抛光,如果使用多个立铣刀雕刻凹槽可能需要。转子被加工,所以他们的叶是尽可能大的,但略小的尺寸允许随后的专利涂层。惠普尔通常保持两个粗工具和三个精加工工具在手上的公和母转子。该工具使用无涂层的微晶硬质合金刀片。所述粗刀的刀片通过螺钉固定在刀身上;精加工工具是钎焊的。

惠普尔增压器转子加工

通过使用形式工具,惠普尔不需要执行二次精加工,因为它将使用立铣刀创建转子槽。

现在,这种加工过程不仅实现了布莱特的125微米间隙的目标,而且端到端转子的圆柱度更加一致。他说,使用最初的工作夹持方法,转子一端与另一端的圆柱度差异可能高达10微米。它被缩小到1微米。转子循环时间也快一点。周期时间为一个雄转子是14分钟,一个雌转子需要20分钟。但是,对惠普尔来说,这是肉汁。其主要目标是实现更高的转子加工精度和高速转换,这两者都已实现。

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铸造金属制品,铸铜合金