0 引言

电动汽车行业处于大力发展阶段，特别是国家公布“十三五”计划中，新能源汽车是其中的一项重要内容[3]。新能源汽车空调系统的核心部件就是电动涡旋压缩机，其中动/静涡旋盘是涡旋压缩机的核心零部件，具有微米级形位精度和尺寸精度，涡旋盘的型线精度是影响涡旋压缩机制冷量的最主要因素[1]。

1 涡旋压缩机工作原理

行业内涡旋盘常用的加工型线是圆的渐开线，其芯部是进行修正的曲线段。现举例以圆渐开线的涡旋型线来说明涡旋压缩机的工作原理[1]。

将涡旋型线参数相同、相位差180°、基圆中心距离为r的动涡盘和静涡盘进行装配后，可以形成数对封闭的月牙形容积腔。当偏心轴带动涡盘绕静涡盘中心作半径为r的圆周运动时，这些封闭的容积腔相应的扩大或是缩小，由此实现气体的吸入、压缩和排气的目的，低压气体从静涡盘上开设的吸气孔口进入吸气腔，经压缩后由静涡盘中心处的排气孔口排出[1]。如果动、静涡盘的型线为3圈，便形成了3对容积腔，我们分别以①、②、③表示，依次称为第一压缩腔(即中心压缩腔，又称排气腔)、第二压缩腔、第三压缩腔。

2 涡旋盘加工精度

在涡旋盘加工精度检测方面，我们关心两个问题：一个是已加工好的曲面体的性质，是否就是涡旋体，即与涡旋型线是否吻合；另一个问题是如果曲面体是涡旋体，它的尺寸精度和形位精度如何。本文中涡旋型线性质判定不做讨论，当涡旋盘上的曲面体已被确认为涡旋体时，涡旋体的精度——轮廓度就成为涡旋盘精度测量的焦点问题[2]。

3 涡旋盘轮廓检测

随着制造业的快速发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业，各种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术；同时为应对全球竞争，生产现场非常重视提高加工效率和降低生产成本，其中，最重要的便是生产出高质量的产品。为此，必须实行严格的质量管理，只有在保证高质量生产的前提下，制造业才能生存和发展。因此，为确保零件的尺寸和技术性能符合要求，必须进行精确的测量，因而体现三维测量技术的三坐标测量机应运而生，并迅速发展和日趋完善。三维测量是基于以下的客观要求发展起来的[3]。

我司用于涡盘轮廓测量的仪器是德国蔡司公司的PRISMO navigator 7系列高精度三坐标测量机，并配备了VAST万能测头，可用于多方向的取点或扫描测量，单点示值误差<0.9μ，能一次性完成复杂形状工件的尺寸、形状和位置的数据测量和评价。由于该型号设备具有自动温度补偿功能，使其在检测过程中对零部件的温度进行补偿，保证了检测精度。

涡旋盘尺寸精度的测量，主要是所加工的涡旋轮廓精度是否符合图纸要求。涡旋盘的轮廓精度使用上述介绍的德国蔡司三坐标进行检测，为了保证检测的准确性和精确性，根据涡旋盘的外形设计制造专用夹具，根据涡旋盘的设计基准与加工基准制定测量基准，编制测量程序。

3．1 工件装夹及坐标系的建立

以动盘型线测量为例，规定了部品相应的装夹方式和坐标系建立要素，第一个元素为动盘背面，第二个元素为基准轴承孔，第三个元素为键槽两组对称点。

3．2 名义曲线导入及曲线法线方向修正

打开Calypso软件，确定所要添加的曲线元素格式和文件，文件中的数据将根据标准有选择性地读入到曲线元素中。曲线点的顺序来源于VDA文件中点的顺序，被转化元素的类型和名字将写入曲线的注释中。定义了曲线的名义值后，要检查名义向量的法线方向。每一个曲线点是由三个坐标值及一个名义法线向量定义的。Calypso中所用的每一条曲线，名义点的名义一致。

4 加工测量分析

涡旋盘生产过程中的最大困难，就是设计基准、加工基准和测量、装配基准的统一问题。对应圆的渐开线压缩机，基圆中心是构成涡旋盘至关重要的基准。然而，加工后该基圆已不复存在，这给测量工作带来困难。

一般来说，涡旋盘加工定位基准要与检测基准重合，根据工件的装配特点，确定涡旋型线BESTFIT特性，BESTFIT是将形状偏差和位置偏差在数学上分离。曲线的测量值做平移旋转直到偏差的平方和最小(高斯最佳拟合)。这个操作只保留曲线的形状偏差，Calypso通过计算分离形状偏差和位置偏差，为此，只能使用最小区域法最佳拟合。

BESTFIT特性确定涡旋型线沿某一轴线偏移量和绕某一轴线旋转角度的范围，在此范围内判定涡旋盘是否合格。我公司的涡旋压缩机根据其装配特征要求，涡旋型线可沿某一轴线偏移，但不可以绕某一轴线旋转。涡旋型线精度要求为沿某一轴线偏移量在0.04 mm以内。在此偏移范围内BESTFIT型线轮廓精度若满足偏差要求则判定合格。

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