CN109918830B - 旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，包括以下步骤：101、对旋涡发生体的叶片2进行建模，得到叶片模型；102、在叶片模型中，选取相邻两叶片2，在相邻两叶片2的相对一侧的曲面上画等参数曲线，等参数曲线方向为沿旋涡发生体的叶片2外边缘一端到靠近芯轴1一端等间距分布；103、依次测量两相邻叶片2上相对应的等参数曲线间的最短距离，并记录；104、画旋涡发生体叶片成型铣刀的外圆直径：105、根据步骤104得到的旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸制作铣刀。本发明在保证刀具的制造工艺的前提下，能有效提高旋涡发生体的叶片形状加工的准确度及整体加工精度，保证旋进漩涡流量计的计量准确性，进而保证用户经济效益。

Description

旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法
技术领域
本发明涉及一种成型铣刀设计方法，特别涉及一种旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法。
背景技术
旋涡发生体又叫起旋器，是旋进漩涡流量计的核心部件之一，其结构尺寸的加工精度及表面粗糙度直接关系到旋进漩涡流量计的计量性能，进而影响用户的经济效益；因旋涡发生体叶片为一组螺旋形叶片，难加工，难测量，其加工方法为铣加工，现有旋涡发生体叶片铣刀多为非成型刀，其铣叶片的工艺为沿螺旋路径多次铣加工以达到一定的精度，加工的产品精度低且费时，即使有成型刀，因设计不合理也达不到预期精度。因此设计精确的成型铣刀，以加工出精确的旋涡发生体，进而保证旋进漩涡流量计的计量性能显得尤为重要。
因此，需要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效的旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法。
本发明提供一种旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，包括以下步骤：
101、对旋涡发生体的叶片进行建模，得到叶片模型；
102、在叶片模型中，选取相邻两叶片，在相邻两叶片的相对一侧的曲面上画等参数曲线，等参数曲线方向为沿旋涡发生体的叶片外边缘一端到靠近芯轴一端等间距分布；
103、依次测量两相邻叶片上相对应的等参数曲线间的最短距离，并记录；
104、画旋涡发生体叶片成型铣刀的外圆直径：
画横线，依次在横线上每隔一个段落间距设置纵线段，从横线一端到另一端，纵线段的长度依次为步骤103测得的等参数曲线间的最短距离；纵线段以横坐标为中心线对称设置；
依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓，作为旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸；
105、根据步骤104得到的旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸制作铣刀。
作为对本发明旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法的改进：
步骤102中的等参数曲线间距为2mm～2.5mm。
作为对本发明旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法的进一步改进：
步骤101中的建模方法为使用三维软件建模。
作为对本发明旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法的进一步改进：
步骤104中依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓的方法为：使用CAD制图软件中用样条曲线依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓。
作为对本发明旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法的进一步改进：
步骤104中的段落间距与叶片等参数曲线间距相等。
本发明旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法的技术优势为：
本发明提供一种旋涡发生体叶片成型铣刀的设计方法，在保证刀具的制造工艺的前提下，能有效提高旋涡发生体的叶片形状加工的准确度及整体加工精度，保证旋进漩涡流量计的计量准确性，进而保证用户经济效益。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法实施例流程图；
图2为旋涡发生体的结构示意图；
图3为图2中叶片2画有等参数曲线的结构示意图；
图4为旋涡发生体叶片成型铣刀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1、旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，如图1-4所示，包括以下步骤：
101、用三维软件(UG或SOLIDWORKS或PROE等)对旋涡发生体的叶片2进行正确建模，此步骤是保证旋涡发生体的叶片2成型铣刀尺寸准确性的关键。无需进行整体结构全部建模，旋涡发生体的结构如图2所示，包括芯轴1和一组沿芯轴1呈螺旋形设置的叶片2，设计旋涡发生体叶片成型铣刀只需对叶片2进行三维建模得到叶片模型，为看起来较美观，将芯轴1一起建模如图3所示。叶片2的数量一般为6片，也可根据实际应用情况进行调整。
102、在已经建好的叶片模型中，选取任意相邻两边叶片2，如图3中叶片一21和叶片二22所示，在被选中的相邻两叶片2的相对一侧的曲面上画等参数曲线，如图3中等参数曲线一211和等参数曲线二221所示。等参数曲线条数根据所述旋涡发生体的叶片2的宽度而定，等参数曲线条数过多增加无谓计算量，等参数曲线条数过少影响后续计算精度；等参数曲线方向为沿旋涡发生体的叶片2外边缘一端到靠近芯轴1一端等间距分布；
根据叶片宽度计算等参数曲线条数，单片叶片等参数曲线间距2mm～2.5mm较为精确，若间距小于2mm，需要多次测量，画线，且精度提高不到5％，间距大于2.5mm，刀具直径尺寸精度会下降约5％。
103、按顺序沿着叶片2外边缘一端到靠近芯轴1一端或者沿着靠近芯轴1一端到叶片2外边缘一端依次测量两相邻叶片2上对应序号的等参数曲线间的最短距离，并记录；
叶片边缘直径为50mm，芯轴直径为15mm时，叶片等参数曲线为15条，此时单片叶片等参数曲线间距为2.5mm，按顺序沿着叶片2外边缘一端到靠近芯轴1一端依次测，相邻叶片对应序号等参数曲线间距离尺寸如表1所示，单位mm。
表1实施案例两相邻叶片对应序号等参数曲线间距(表中数据仅仅为一个实例的数据)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
数值 2.6313 3.1430 3.5798 3.9383 4.2375 4.4880 4.6989 4.8774
序号 9 10 11 12 13 14 15
数值 5.0292 5.1589 5.2704 5.3665 5.4497 5.5219 5.5848
104、画旋涡发生体叶片成型铣刀的外圆直径，具体方法为：
画横线，依次在横线上每隔一个段落间距(叶片等参数曲线间距)设置纵线段，从横线一端到另一端，纵线段的长度依次为步骤103测得的对应序号的等参数曲线间的最短距离。
纵线段以横线为中心线对称设置(横线与纵线段相垂直，横线穿过纵线段的中点)，本实施例中画出15条关于横坐标对称的纵线段。
在CAD制图软件中用样条曲线依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓，轮廓为近似为等腰梯形，轮廓即为旋涡发生体叶片铣刀的外圆直径尺寸，作为旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸。
105、设计旋涡发生体叶片成型铣刀具体结构及材质，保证外圆直径与步骤104所得旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸相同，结合现有刀具设计方法设计成型铣刀。
本发明旋涡发生体叶片成型铣刀的设计方法，在保证刀具的制造工艺的前提下，能有效提高旋涡发生体的叶片形状加工的准确度及整体加工精度，保证旋进漩涡流量计的计量准确性，进而保证用户经济效益。
现有采用常规铣刀加工而成的旋涡发生体，实际叶片尺寸与设计尺寸偏差为±0.1mm，而本发明方法制作的成型铣刀加工的旋涡发生体叶片尺寸偏差为±0.03mm。且同型号加工时间节省30％。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
101、对旋涡发生体的叶片(2)进行建模，得到叶片模型；
102、在叶片模型中，选取相邻两叶片(2)，在相邻两叶片(2)的相对一侧的曲面上画等参数曲线，等参数曲线方向为沿旋涡发生体的叶片(2)外边缘一端到靠近芯轴(1)一端等间距分布；
103、依次测量两相邻叶片(2)上相对应的等参数曲线间的最短距离，并记录；
104、画旋涡发生体叶片成型铣刀的外圆直径：
画横线，依次在横线上每隔一个段落间距设置纵线段，从横线一端到另一端，纵线段的长度依次为步骤103测得的等参数曲线间的最短距离；纵线段以横线为中心线对称设置；横线与纵线段相垂直，横线穿过纵线段的中点；
在制图软件中用样条曲线依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓，轮廓为近似等腰梯形，以此作为旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸；
105、根据步骤104得到的旋涡发生体叶片铣刀外圆直径尺寸制作铣刀。
2.根据权利要求1所述的旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，其特征在于：
步骤102中的等参数曲线间距为2mm～2.5mm。
3.根据权利要求2所述的旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，其特征在于：
步骤101中的建模方法为使用三维软件建模。
4.根据权利要求3所述的旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，其特征在于：
步骤104中依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓的方法为：使用CAD制图软件中用样条曲线依次连接横坐标两侧纵线段的端点形成轮廓。
5.根据权利要求4所述的旋涡发生体叶片成型铣刀设计方法，其特征在于：
步骤104中的段落间距与叶片等参数曲线间距相等。
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