Whipple增压器可将转子打磨成形状更加精确

通过开发用于螺旋转子配合的更精确的加工工艺，此Whipple增压器的增压器模型可以更有效地将空气推入发动机，以获得更高的马力。定制的夹具和成型工具使该公司可以在B轴车铣床上的一种设置中精确研磨增压器转子。

弗雷斯诺的Whipple增压器由前车队负责人兼车主Art Whipple于1987年成立，为汽车和海上赛车手以及其他希望提高其发动机性能的双螺杆增压器制造。这些类型的“动力加法器”（涡轮增压器和一氧化二氮等）将额外的空气引入发动机，超出了发动机自身的承受能力。更多的空气意味着可以添加更多的燃料，从根本上增加了发动机的排量及其马力输出。

此处的关键是增压器壳体内两个螺旋转子的精确，非接触式啮合。增压器设计师Garrett Bright解释说，采用Whipple设计时，公转头具有三个螺旋瓣，而母转头具有四个螺旋瓣。它们彼此相对并且极其紧密地旋转。当每个叶片的凸角经过进气口时，空气就会滞留在转子和外壳之间。转子的旋转逐渐减小了空气占据的空间，从而对其进行压缩。压缩持续进行，直到内瓣空间暴露于出口为止，空气通过该出口以高于大气压的压力排放到位于发动机顶部的进气歧管中。

增压器的效率取决于配合转子和壳体之间的密封效果。以前，Whipple仅使用由外部公司制造和供应的转子。对于某些增压器模型，它仍然使用那些提供的转子。但是，该公司自此开始自行设计和加工自己的转子，并且其开发的加工工艺比其供应商提供的圆柱体和精度更高的转子，从而使增压器设计的效率提高了5％。使用随附的转子。

在此CMM上进行的测量使Whipple能够确定其提供的转子和内部机器中的转子的精度。它的目标是在配对转子之间实现125微米的间隙，现在可以通过其内部的多任务加工能力实现这一目标。

Bright解释说，在看到其供应商的Zeiss Accura坐标测量机（CMM）对转子进行的测量结果后，Whipple便被迫加工自己的转子。该CMM具有转台，并在其Calypso测量软件中配备了Zeiss的Vast扫描技术和Gear Pro选件。Bright说，该软件对于测量配对转子特别有效，因为他可以在公母转子螺旋轮廓上指定特定的控制点，在它们相交的地方确定两者之间的间隙。他确定每个转子的轮廓应为±63微米，以达到约125微米的间隙为目标。Whipple并未从其转子供应商那里得到这种收益。

该公司使用成形工具进行的内部转子加工过程与供应商的相似，但是对工作夹具进行了修改以提高刚性。

当操作员将6061的铝制转子毛坯装载到车铣削机，机器的主轴，然后将副主轴的夹具装在轴上突出的钢轴颈上时。

几年前为此应用购买的机器是带有B轴铣头的Mazak Integrex e-420H-S II车铣刀。实际上，该车铣刀不进行车削。

首先在另一台机器上纵向对圆柱形6061铝制转子毛坯进行纵向中心钻孔，以将钢轴压入其中。当操作员将毛坯装载到Integrex（机床的主轴）中，然后将副主轴夹具装在轴的突出轴颈上时。接下来，大幅倾斜机器的B轴，以定向定制的成型工具，使其在该角度时与所需的转子凹槽轮廓匹配。最终，随着转子缓慢旋转，纺纱成型工具沿Z轴移动，以形成多次通过的每个凹槽。

最初，Whipple使用加长型，回拉式ER夹头夹紧轴颈。需要较长的长度才能使毛坯远离副主轴定位，以便为B轴主轴提供足够的间隙，以使B轴主轴在副主轴的卡盘上倾斜足够长的距离，以容纳成型工具。但是，这些筒夹的拉回功能使装载转子毛坯既费时又具有挑战性。夹头拧紧（导致回拉）给主轴带来了过大的负载，这意味着必须踩入W轴的副主轴以帮助拨出负载。否则，可能会导致抖动或表面光洁度差。结果，操作员将不断夹紧和重新夹紧，直到消除了大部分负载为止，这通常需要10分钟。加，

与以前使用的ER夹头不同，定长夹头不会向后拉动工件，也不会给主轴增加负荷。这样可以将设置从10分钟减少到2分钟。

在与Whipple合作的Mazak应用工程师Kellen Bush的建议下，该公司与Hainbuch联系，以设计一种替代的工作方式。Hainbuch销售经理Tom Chambers解释说，该公司的定制工作夹具解决方案不仅提供了使机器的B轴倾斜到所需角度而不会产生干扰所需的扩展范围，而且还提供了更高的刚性，同时简化了转换过程。这在很大程度上是可能的，因为使用了定长夹头而不是回撤类型。钱伯斯说，定长筒夹“夹紧在空间中”，这意味着当筒夹被夹紧时，转子毛坯将不会移动。结果，没有必须拨出的附加负载施加到主轴上。现在，转换仅需两分钟。

Whipple用于加工转子的京瓷Unimerco成型工具（Whipple的转子供应商也是如此）实际上并不常用于切削金属。京瓷Unimerco的销售经理安德斯·瓦尔加（Anders Varga）说，这种类型的工具通常用于切割木材，复合材料和其他纤维材料。这主要是由于金属工件与长刀片切削刃之间的高接触面积而在工具上施加的压力大小所致。这些工具可用于这种转子加工应用，说明了具有Capto主轴接口及其自定义工作夹具的机床的坚固性。

使用与转子的螺旋槽轮廓匹配的成型工具（Bright精加工的轮廓）消除了使用多个立铣刀雕刻槽时可能需要的抛光。转子经过机械加工，因此其凸角尽可能大，但尺寸略小，可用于后续的专有涂层。Whipple通常为公转子和母转子保留两个粗加工工具和三个精加工工具。这些工具使用无涂层的微晶粒硬质合金刀片。粗加工刀具的刀片通过螺钉固定在刀具主体上。精加工工具被钎焊到它们上。

通过使用成型工具，Whipple不必像使用立铣刀创建转子出屑槽那样进行二次精加工。