引言

　　粉末冶金制品生產(chǎn)具有少無切削，效率高，成本低等特點，在國內(nèi)外均得到了迅速的發(fā)展。擺線型機油泵轉(zhuǎn)子具有對油污不敏感、成本低、結(jié)構(gòu)簡單且體積小、磨損少而噪聲低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、便于維護和修理等特點，越來越得到更加廣泛的應(yīng)用。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子是擺線型機油泵轉(zhuǎn)子的核心部件，其設(shè)計和加工是決定其效率、承載能力和壽命的主要因素。內(nèi)轉(zhuǎn)子形狀的擺線用常規(guī)二維作圖法，精度較差，不能滿足越來越精確的產(chǎn)品性能要求;隨著三維軟件功能的豐富，在擺線型機油泵轉(zhuǎn)子壓制模具的設(shè)計中，將CREO三維軟件與常規(guī)模具設(shè)計、模具調(diào)整相結(jié)合，能設(shè)計、制造出精準的模具，使擺線型機油泵轉(zhuǎn)子的形狀精度有很大提升。

　　1、轉(zhuǎn)子泵的工作原理

　　擺線型機油泵轉(zhuǎn)子內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形為短幅外擺線的等距偏置線，而對應(yīng)的外轉(zhuǎn)子齒形為與其相共軛的圓弧曲線。全齒接觸是該泵設(shè)計上的一個最大特點，全齒接觸點、殼體和左右兩側(cè)板將內(nèi)外轉(zhuǎn)子間的空間分割成多個互相隔絕的密閉區(qū)域，隨著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的同向旋轉(zhuǎn)，這些區(qū)域會出現(xiàn)周期性的壓縮和膨脹，轉(zhuǎn)子泵據(jù)此實現(xiàn)其吸油和排油的過程，從而將機械能轉(zhuǎn)化為工作油液的輸出壓力能。

　　2、產(chǎn)品實例

　　外轉(zhuǎn)子產(chǎn)品簡圖見(圖1);內(nèi)轉(zhuǎn)子產(chǎn)品簡圖見(圖2)。技術(shù)要求：外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子的嚙合間隙為0.075-0.15;偏心距：2.82;表面粗糙度為Ra1.6;密度大于6.8克/厘米³。

　　3、生產(chǎn)工藝參數(shù)

　　粉末冶金模具設(shè)計的工藝參數(shù)包括材料的松裝密度、壓坯的回彈率、燒結(jié)收縮率、精整余量和回彈量，這些都是實際生產(chǎn)中，根據(jù)工藝方式測得。本主要從齒形形狀精度方面進行討論。

　　4、CREO三維軟件建模

　　在二維CAD繪圖中， 不能畫出擺線形狀， 擺線輪廓的齒形通常用樣條曲線來模擬，效果不理想。CREO三維軟件建模，是用參數(shù)方程生成擺線，建立擺線型機油泵轉(zhuǎn)子內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的實體模型。

　　內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的幾個重要尺寸，相互關(guān)系和擺線曲線公式如下(結(jié)合產(chǎn)品實例 圖1和圖2)：

　　Z1 NUMBER——"內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)"——5

　　DA NUMBER—— "內(nèi)轉(zhuǎn)子長徑"——Φ32.48

　　DB NUMBER—— "內(nèi)轉(zhuǎn)子短徑"——Φ21.21

　　R_PITCH NUMBER—— "創(chuàng)成圓半徑"——(26.93/2)+R10=23.465

　　R3 NUMBER—— "齒形圓半徑"——R10

　　DIA_ADD NUMBER—— "外轉(zhuǎn)子齒頂圓直徑"——Φ38.4

　　Z2 NUMBER——"外轉(zhuǎn)子齒數(shù)"——6

　　CREO中需要的公式：

　　RA=DA/2

　　RB=DB/2

　　A=(RA-RB)/2

　　Z2=Z1+1

　　RH1=Z1*A

　　RH2=Z2*A

　　擺線曲線公式

　　theta=t*z2*360-180

　　X=((rh1-rh2)*cos(theta)+r_pitch*cos((rh2-rh1)/rh2*theta))

　　Y=((rh1-rh2)*sin(theta)+r_pitch*sin((rh2-rh1)/rh2*theta))

　　Z=0

　　擺線曲線公式代入產(chǎn)品實例數(shù)值

　　theta=t*6*360-180

　　X=((14.085-16.902)*cos(theta)+23.403*cos((16.902-14.085)/16.902*theta))

　　Y=((14.085-16.902)*sin(theta)+23.403*sin((16.902-14.085)/16.902*theta))

　　Z=0

　　CREO三維軟件建模：

　　打開CREO軟件-新建-模型，建立一個實體模型文件。在模型選項卡內(nèi)，基準-曲線-來自方程的曲線對話框中(圖3)，選擇笛卡爾座標后的方程圖標，進入(圖4)方程界面，輸入方程公式，確定后會建立一個擺線曲線。新建一個草繪，選擇座標參照，進入草繪界面，

圖3

　　 圖4

　　選擇增加參照，增加擺線曲線參照。選擇偏移圖標-偏移-環(huán)，選擇擺線曲線，方向向內(nèi)，偏移距離為“齒形圓半徑”10，建立內(nèi)轉(zhuǎn)子實際廓線，建好的內(nèi)轉(zhuǎn)子草圖(圖5)，由實際廓線拉伸成三維實體模型。外轉(zhuǎn)子所有結(jié)構(gòu)線均為圓弧，模型的建立相對簡單，此處不再敘述。內(nèi)外轉(zhuǎn)子的三維裝配關(guān)系如圖6所示。

　 圖6

　　外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子的嚙合間隙

　　外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子的嚙合間隙為0.075-0.15，利用CREO中應(yīng)用程序-機構(gòu)程序-分析，測量實際嚙合間隙。微調(diào)“齒形圓半徑”，使外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子的嚙合間隙為0.1。

　　5、圖形轉(zhuǎn)程序

　　將CREO三維軟件中的內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形另存為慢慢走絲機床可用的圖形格式，再編輯圖形，生成程序。

　　6、定值

　　對于擺線轉(zhuǎn)子，定值是控制和考核產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。由于轉(zhuǎn)子精度要求較高，用粉末冶金法生產(chǎn)一般均需經(jīng)過壓制、燒結(jié)和精整等工藝過程，設(shè)計人員需要根據(jù)工藝過程中各尺寸的變化規(guī)律，分別設(shè)計壓制、精整模具(包括對模具定值的設(shè)計)。在CREO軟件內(nèi)轉(zhuǎn)子草圖，標注實際定值尺寸，作為生產(chǎn)過程控制指標，監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，滿足了產(chǎn)品圖紙的條件。

　　7、結(jié)束語

　　擺線轉(zhuǎn)子泵的應(yīng)用較為廣泛， 其三維造型給優(yōu)化設(shè)計帶來方便、直觀等優(yōu)點。本文將三維軟件與粉末冶金擺線轉(zhuǎn)子壓制模具的設(shè)計、模具的調(diào)整相結(jié)合，根據(jù)常規(guī)粉末冶金彈性回彈量，燒結(jié)變形量，計算出適用于壓制模具的尺寸，再用CREO軟件建立參數(shù)化的模型，導(dǎo)出至慢走絲程序，設(shè)計、制造出精準的壓制模具，并根據(jù)定值控制，監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，使擺線型機油泵轉(zhuǎn)子的尺寸和形狀精度有很大提升。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，各種形狀的產(chǎn)品設(shè)計越來越復(fù)雜，各種類型產(chǎn)品都可能遇到，希望本文對其他的粉末技術(shù)人員有具有一定的參考價值。