我國(guó)近年來(lái)，不斷加強(qiáng)對(duì)單螺桿空壓機(jī)的測(cè)量造型問(wèn)題的研究，而對(duì)造型問(wèn)題的研究主要方面是側(cè)重于樣機(jī)的分析和測(cè)量以及測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。
樣件的測(cè)量是測(cè)量造型技術(shù)和技術(shù)反求的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，測(cè)量方案合理性和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)后繼的造型過(guò)程或技術(shù)反求有較大的影響，輕則影響造型產(chǎn)品的性能，重則甚至無(wú)法進(jìn)行造型，技術(shù)反求也難以得到確切的結(jié)論。我們使用的樣件是某進(jìn)口壓縮機(jī)中的關(guān)鍵部件(螺桿、星輪嚙合副)中的單螺桿，螺桿的螺旋槽與星輪的輪齒依靠全密封的嚙合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的壓縮過(guò)程。直觀觀察，該樣件在一個(gè)類(lèi)似錐形的芯體上分布著六條螺旋槽，螺旋槽的數(shù)目與星輪齒的數(shù)目互為素?cái)?shù)，各螺旋槽與各星輪齒交替嚙合，所以螺旋面在芯體上的分布有六次軸對(duì)稱(chēng)性，芯體有回轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。因而該樣件的主要工作面只有三種類(lèi)型:上、下螺旋面和螺旋槽底面。螺旋面與星輪齒側(cè)面嚙合，槽底面與星輪齒頂面嚙合。由于星輪齒是分布在圓柱面上的，按螺桿與星輪的相對(duì)裝配位置可推斷，槽底面應(yīng)是以接近平坦弧形的“S”狀曲線為母線的回轉(zhuǎn)面。根據(jù)上述的樣件分析，可以初步確定對(duì)該樣件的測(cè)量要求是:上、下螺旋面按自由曲面的方式進(jìn)行測(cè)量，槽底面所在芯體需要進(jìn)行母線測(cè)量，以及其它有關(guān)的尺寸參數(shù)的測(cè)量。另外，嚙合副中的星輪齒的三個(gè)嚙合面也需要進(jìn)行測(cè)量�？紤]到星輪嚙合面的形狀會(huì)隨磨合狀態(tài)的不同而有所不同，測(cè)量的數(shù)據(jù)會(huì)有較大的誤差，因此，星輪嚙合面的測(cè)量數(shù)據(jù)主要用作技術(shù)反求時(shí)的參考數(shù)據(jù)。
對(duì)于尺寸參數(shù)的測(cè)量，可以比較容易的在平臺(tái)上用高度游標(biāo)尺、分度盤(pán)、千分尺等進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于上、下螺旋面和芯體母線的測(cè)量來(lái)講，由于它們相互之間交錯(cuò)遮疊，只能利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并且要求所用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有分度盤(pán)附件、有方向鎖定功能、并有較長(zhǎng)的測(cè)桿。測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)的采點(diǎn)方案對(duì)芯體母線來(lái)講，要求按軸線分布即可，而對(duì)上、下螺旋面的測(cè)量數(shù)據(jù)的采點(diǎn)方案則必須考慮后繼曲面造型的需要。利用CAD技術(shù)來(lái)構(gòu)造自由曲面時(shí)通常有兩類(lèi)方式。一類(lèi)是構(gòu)造網(wǎng)格曲面，此時(shí)要求數(shù)據(jù)點(diǎn)是網(wǎng)格狀分布的，構(gòu)造出的曲面準(zhǔn)確度較高，數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差影響相對(duì)較小，但要求測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)分布比較均勻、疏密適當(dāng)。另一類(lèi)是以掃
掠的方式構(gòu)造曲面，需要測(cè)量一條導(dǎo)向線和若干條生成線(或者稱(chēng)為母線)，生成線沿導(dǎo)向線運(yùn)動(dòng)掃掠出曲面。對(duì)上、下螺旋面來(lái)講，則需要沿螺旋面的走向測(cè)量導(dǎo)向線，沿截面方向測(cè)量生成線，這種方法具有測(cè)量數(shù)據(jù)少的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，從設(shè)計(jì)原理上來(lái)講，單螺桿的螺旋面在設(shè)計(jì)過(guò)程中也是用設(shè)計(jì)型線按運(yùn)動(dòng)關(guān)系生成螺旋面的。但這種方法要求所測(cè)量的生成線形狀和相對(duì)位置應(yīng)足夠逼近設(shè)計(jì)型線，掃掠出的曲面才能足夠準(zhǔn)確地逼近樣件，否則構(gòu)造出的曲面與樣件可能會(huì)有較大偏差，而螺桿、星輪嚙合副的設(shè)計(jì)型線的具體形狀和相對(duì)位置恰恰是其關(guān)鍵的技術(shù)秘密之一�？紤]到為了保證造型的準(zhǔn)確性和便于進(jìn)行技術(shù)反求，最后確定以網(wǎng)格采點(diǎn)的方案測(cè)量上、下螺旋面。對(duì)于星輪嚙合面的測(cè)量，由于形狀較小，則采用以掃描方式的網(wǎng)格采點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。