罗茨鼓风机CAD

第一章罗茨鼓风机CAD/CAPP/CAM简介第1节罗茨鼓风机设计1. 罗茨鼓风机的特点：三叶罗茨鼓风机是一种高效、节能型鼓风机。

叶轮型线采用改进后的复合线型，其容积利用系数较高，啮合完美，泄漏少，效率高。

此鼓风机体积小，重量轻，流量大，噪声低。

罗茨式鼓风机结构简单，制造方便，介质不含油。

鼓风机的叶轮材料是球墨铸铁或铸铝，外形轮廓在线切割机床加工或专用数控机床精密加工成型。

同步齿轮材料用45号钢或特殊铬锰钛合金钢，经渗碳淬火后磨削加工，精度高，使用寿命长。

叶轮部件要进行动平衡试验。

采用高精度轴承和耐高温的氟橡胶制成的骨架式橡胶油封，传动部件采用封闭式润滑，从而保证了产品质量。

材料和加工方式的选择具体还需根据设计要求和生产批量来确定。

2. 罗茨鼓风机的的工作原理：罗茨式鼓风机的工作原理见图1，靠两转子的相互啮合工作，推移气缸容积内气体，在排气腔内达到升压的目的。

同步齿轮带动转子有两种方式(见图2)。

a方式，主轴的扭转变形对转子间的间隙影响小，b方式．维修方便。

图1-1图1-2转子的断面型线有渐开线型，圆弧型和摆线型等．渐开找型的面积利用系数较高．制造方便，应用较广．转子头数(叶峰或叶谷数)为2或3。

两头的转子均为直叶，三头转子有直叶和扭叶两种，增加转子头数或选用扭叶，能改善排气的不均匀性．3. 罗茨鼓风机的应用领域罗茨鼓风机产品广泛应用于石油、化工、冶金、电力、环保、轻工、纺织、无纺布、水泥等行业及污水处理、气力输送、瓦斯脱硫、真空包装、水产养殖等领域。

第2节CAD/CAPP/CAM技术1. CAD技术在设计过程中，利用计算机作为工具，帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和称为计算机辅助设计（CAD，Computer Aided Design）。

计算机辅助设计包括的内容很多，如：概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。

在工程设计中，一般包括两种内容：带有创造性的设计（方案的构思、工作原理的拟定等）和非创造性的工作，如绘图、设计计算等。

创造性的设计需要发挥人的创造性思维能力，创造出以前不存在的设计方案，这项工作一般应由人来完成。

非创造性的工作是一些繁琐重复性的计算分析和信息检索，完全可以借助计算机来完成。

一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高速分析计算能力，即要找到人和计算机的最佳结合点。

计算机辅助设计作为一门学科始于60年代初，一直到70年代，由于受到计算机技术的限制，CAD技术的发展很缓慢，进入80年代以来，计算机技术突飞猛进，特别是微机和工作站的发展和普及，再加上功能强大的外围设备，如大型图形显示器、绘图仪、激光打印机的问世，极大地推动了CAD技术的发展，CAD 技术已进入实用化阶段，广泛服务于机械、电子、宇航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计、工艺过程设计等环节。

早期的CAD技术只能进行一些分析、计算和文件编写工作，后来发展到计算机辅助绘图和设计结果模拟，目前的CAD技术正朝着人工智能和知识工程方向发展，即所谓的ICAD（Intelligent CAD）。

另外，设计和制造一体化技术即CAD/CAM 技术以及CAD作为一个主要单元技术的CIMS技术都是CAD技术发展的重要方向。

在工业化国家如美国、日本和欧洲，CAD已广泛应用于设计与制造的各个领域如飞机、汽车、机械、模具、建筑、集成电路中，基本实现100％的计算机绘图。

CAD系统的销售额每年以30～40％的速度递增，各种CAD软件的功能越来越完善，越来越强大。

国内于70年代末开始CAD技术的大力推广应用工作，已经取得可喜的成绩，CAD技术在我国的应用方兴未艾。

2. CAM技术到目前为止，计算机辅助制造（CAM，Computer Aided Manufacturing）有狭义和广义的两个概念。

CAM的狭义概念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订等。

这是最初CAM系统的狭义概念。

到今天，CAM的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。

CAPP已被作为一个专门的子系统，而工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订则划分给MRPⅡ/ERP 系统来完成。

CAM的广义概念包括的内容则多得多，除了上述CAM狭义定义所包含的所有内容外，它还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存贮、输送）的监视、控制和管理。

3. CAD/CAM技术计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设计人员和组织产品制造的工艺技术人员在计算机系统的辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的一项新技术，是传统技术与计算机技术的结合。

设计人员通过人－机交互操作方式进行产品设计构思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档和有关技术报告的编制。

而工艺设计人员则可以根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零部件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息。

由于计算机技术的引进，大大地促进了设计和制造能力的提高，这种能力的提高，不但体现在工作效率和工作质量方面，更体现在先进的计算机技术对传统的工作方式的促进和变革方面。

但要指出，CAD/CAM技术不能代替人们的设计和制造行为，而只是实现这些行为的先进手段和工具，而人们的设计和制造行为，则由专业技术人员的创造能力和工作经验，以及现代设计方法等提供的科学思维方法和实施办法来确定。

3.1 CAD/CAM系统的基本组成与类型一般讲，一个CAD/CAM系统基本上只适用于某一类产品的设计和制造，如电子产品CAD/CAM只适用于设计制造印制板或集成电路，而机床的CAD/CAM只适用机床的设计和制造，这两个系统不仅基础和专业软件不一样，而且硬件配置上也有差异。

但就系统的逻辑功能和系统结构角度来看还是基本相同的。

不管是用于何种产品设计和制造的CAD/CAM系统，从其逻辑功能角度来看， CAD/CAM系统基本上是由计算机和一些外部设备（计算机和外部设备通常硬件）及相应的软件组成（其中包括系统软件、支撑软件及应用软件），如图1所示。

但对于一个具体的CAD/CAM系统来讲，其硬件、软件相互的配置是需要进行周密考虑的，同时对硬软件的型号、性能以及厂家都需要进行全方位的考虑。

图1-3 CADCAM系统的基本结构CAD/CAM系统的类型可按系统的功能分，也可以按系统中使用的计算机类型分。

按系统功能一般分为：通用CAD/CAM系统和专用CAD/CAM系统。

通用的CAD/CAM 系统使用范围广，其硬件和软件的配置也比较丰富。

而专用的CAD/CAM系统是为了实现某种专门产品生产的系统，其硬件配置比较简单，软件也比较单一。

当前各单位对CAD/CAM系统的要求不尽相同，所需的硬件和软件性能不同，即应用是多层次的。

根据计算机的性能和类型，传统的分类是将CAD/CAM系统分为4种类型。

随着计算机技术的发展，正在或已经在不断的变化。

3.2 我国CAD/CAM系统的现状国内在二维CAD软件方面，有两个发展的方向。

一是以AutoCAD为平台开发的二次开发应用软件，另一类是自主平台的CAD软件，即从最低层进行开发，不依赖于国外的平台软件，这类软件主要以学校和研究所方面的产品为主。

这两种产品之间的争论由来已久。

相互谁也不服谁，实际上这两类软件各有千秋，对于中国CAD技术的普及应用都起到了积极的促进作用。

自主平台软件的开发和销售，对于降低国外产品的价格，起到了决定性作用。

在几年前，CAD软件被认为是高不可攀的软件，而到了现在，二维CAD软件的价格已经低到足以让绝大多数企业能够承受的地步，在三维CAD软件方面也是如此。

国产软件在价格方面的优势是具有相当竞争力的，况且经过多年来的努力，国产软件在功能和实用性方面也有了巨大的提高，这为自主平台软件在市场上渐成气候奠定了条件。

二次开发CAD软件主要的平台是AutoCAD，目前，国内基于该平台的应用软件数量很多，已经有较多很成熟的应用。

这类软件主要的特点是功能丰富（平台软件本身就提供了很多基本的功能），标准化程度高，兼容性好。

4. CAPP技术CAPP计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计 (CAD)相接，下与计算机辅助制造（CAM）相连，是连接CAD与CAM之间的桥梁。

CAPP（computer aided process planning,计算机辅助工艺过程设计）的作用是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。

它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。

由于计算机集成制造系统(CIMS-computer integrated manufacturing system)的出现，计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计 (CAD-computer aided design)相接，下与计算机辅助制造（CAM-computer aided manufacturing）相连，是连接设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。

由此可见CAPP 在实现生产自动化中的重要地位。

4.1 CAPP系统的功能一个CAPP系统应具有以下功能：①检索标准工艺文件；②选择加工方法；③安排加工路线；④选择机床、刀具、量具、夹具等；⑤选择装夹方式和装夹表面；⑥优化选择切削用量；⑦计算加工时间和加工费用；⑧确定工序尺寸和公差及选择毛坯；⑨绘制工序图及编写工序卡。

有的CAPP系统还具有计算刀具轨迹，自动进行NC编程和进行加工过程模拟的功能，有些专家认为这些功能属于CAM 的范畴。

4.2 CAPP系统的分类按其工作原理来分，有7种类型的CAPP系统(在分类方面有多种说法，在后面的章节中我们还会接触到一种分类方式，相互之间并没有矛盾)。

1、检索式CAPP系统这种CAPP系统常应用于大批大量生产模式，工件的种类很少，零件变化不大且相似程度很高。

检索式CAPP系统不需要进行零件的编码，在建立系统时，只需要将各类零件的工艺规程输入计算机。

一般情况下，只需要对已建立的工艺规程进行管理即可。

如果需要编制新零件的工艺规程，将同类零件的工艺规程调出并进行修改即可。

这是最简单的CAPP系统。

2、派生式CAPP系统这是一种建立在成组技术基础上的CAPP系统。

首先对生产对象进行分析，根据成组技术原理（几何形状和工艺上的相似性）将各种零件分类归族，形成零件组；对于每一零件族，选择一个能包含该组中所有零件特征的零件为标准样件，也可以构造一个并不存在但包含该组中所有零件特征的零件为标准样件；对标准样件编制成熟的，经过考验的标准工艺规程；然后将该标准工艺规程存放在数据库中；当要为新零件设计工艺规程时，首先输入该零件的成组技术代码，也可以输入零件信息，由系统自动生成该零件的成组技术代码；更具零件的成组技术代码，系统自动判断零件所属的零件组，并检索出该零件族的标准工艺规程；然后根据零件的结构形状特点和尺寸及公差，利用系统提供的修改编辑功能，对标准工艺规程进行修改编辑，最后得到所需的工艺规程。