CN108105090B - 双斜面螺杆转子及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双斜面螺杆转子及其加工方法，包括转子本体，在转子本体上开有至少一条螺旋槽，所述螺旋槽的纵截面为梯形，由第一工作面、第二工作面、齿顶面和齿根面组成。本发明中螺旋槽采用磨削加工，表面光洁度高，形位精度高，啮合间隙均匀，可大大的减小其对气体分子的阻力，提高了工作效率，而螺旋槽的设计，即两个工作面的牙侧角以及不等腰梯形上、下底的设计则使其在易加工的同时最大限度的保留了抽气容积，该抽气容积再配合超高的表面光洁度能够使螺杆真空泵具有更佳的气体携带能力，提高了螺杆真空泵在高真空状态下的工作效率，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率比现有螺杆真空泵降低20‑30％。

Description

双斜面螺杆转子及其加工方法
技术领域
本发明涉及螺杆真空泵领域，尤其是涉及一种双斜面螺杆转子及其加工方法。
背景技术
现有螺杆真空泵转子的螺杆的两个工作面分别为凸面和凹面(如图1所示)，内凹的曲面只能通过铣削加工，表面粗糙度较差，还不易加工，尤其是在螺距较小的情况下，刀具更难进入加工区域，使凹面更难加工。铣削加工不但加工时间长，而且加工的曲面非常粗糙，对气体分子的流动会产生较大的阻力，从而降低了螺杆泵的工作效率。
发明内容
本发明为了克服上述的不足，提供了一种易加工且工作效率高的双斜面螺杆转子，包括转子本体1，在转子本体1上开有至少一条螺旋槽2，所述螺旋槽2的纵截面为梯形，由第一工作面3、第二工作面4、齿顶面5和齿根面6组成。
优选的，螺旋槽2的牙型为不等腰梯形，第一工作面3的牙侧角a为5°-21°，第二工作面4的牙侧角b为3°-11°；
齿顶面5和齿根面6的宽度相等。
优选的，牙侧角a比牙侧角b大2°-10°。
优选的，牙侧角a为10°-14°,牙侧角b为5°-7°。
优选的，牙侧角a为10.425°,牙侧角b为5.3°。
优选的，螺旋槽2的槽深不超过转子本体外径的30.7％。
优选的，不等腰梯形的上底长度不低于下底长度的50％。
优选的，在转子本体1上开有一条螺旋槽2。
优选的，第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra在1.6μm以下；
齿顶面5的表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm；
齿根面6的表面粗糙度Ra在3.2μm以下。
优选的，第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra为0.2-0.8μm。
一种双斜面螺杆转子的加工方法，包括以下步骤：
a、下棒料；
b、车两端轴头与转子外圆；
c、粗铣/车转子螺旋槽；
d、半精铣/车螺旋槽；
e、粗磨齿顶面与齿根面；
f、粗磨螺旋槽的两个工作面；
g、精磨齿顶面至其表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm之间，精磨齿根面至其表面粗糙度Ra在3.2μm以下；
h、精磨两个工作面至表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm之间；
i、后加工，该步骤中主要是对螺杆转子两端的键槽等结构的加工，与现有螺杆转子的加工方式相同。
本发明的有益效果是：
本发明中螺旋槽采用磨削加工，两个工作面表面光洁度高，形位精度高，啮合间隙均匀，可大大的减小其对气体分子的阻力，提高了工作效率。而螺旋槽的设计，即两个工作面的牙侧角以及不等腰梯形上、下底的设计则使其在易加工的同时最大限度的保留了抽气容积，该抽气容积再配合超高的表面光洁度能够使螺杆真空泵具有更佳的气体携带能力，提高了螺杆真空泵在高真空状态下的工作效率，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率比现有螺杆真空泵降低20-30％。而且本发明的加工方式相对于现有的螺杆转子更加简单，精加工时间更短。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是现有螺杆真空泵内螺杆牙型的示意图；
图2是本发明双斜面螺杆转子的主视图；
图3是本发明双斜面螺杆转子的剖视图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图2和图3所示的双斜面螺杆转子，包括转子本体1，在转子本体1上开有一条螺旋槽2，螺旋槽2的槽深不超过转子本体1外径的30.7％，所述螺旋槽2的牙型为不等腰梯形，由第一工作面3、第二工作面4、齿顶面5和齿根面6组成，螺旋槽2的第一工作面3的牙侧角a为5°-21°，第二工作面4的牙侧角b为3°-11°，且牙侧角a比牙侧角b大2°-10°；齿顶面5和齿根面6的宽度相等。不等腰梯形的上底长度不低于下底长度的50％。
所述螺旋槽2经机加工铣削加工而成，第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra在1.6μm以下，齿顶面5的表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm，齿根面6的表面粗糙度Ra在3.2μm以下。
本发明双斜面螺杆转子在加工时，通过以下步骤加工：
a、下棒料；
b、车两端轴头与转子外圆；
c、粗铣/车转子螺旋槽；
d、半精铣/车螺旋槽；
e、粗磨齿顶面与齿根面；
f、粗磨螺旋槽的两个工作面；
g、精磨齿顶面至其表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm之间，精磨齿根面至其表面粗糙度Ra在3.2μm以下；
h、精磨两个工作面至表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm之间；
i、后加工，该步骤中主要是对螺杆转子两端的键槽等结构的加工，与现有螺杆转子的加工方式相同。
实施例1
在转子本体上加工至螺旋槽2的槽深为螺杆外径的20％，第一工作面的牙侧角a为15.7°，第二工作面的牙侧角b为4.3°，不等腰梯形的上底长度为下底长度的65.4％，螺旋槽第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra为1.6μm。该实施例中，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率比现有螺杆真空泵降低21％。
实施例2
在转子本体上加工至螺旋槽2的槽深为螺杆外径的26％，第一工作面的牙侧角a为16.5°，第二工作面的牙侧角b为8.5°，不等腰梯形的上底长度为下底长度的57.2％，螺旋槽第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra为1.6μm。该实施例中，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率比现有螺杆真空泵降低20％。
实施例3
在转子本体上加工至螺旋槽2的槽深为螺杆外径的30.7％，第一工作面的牙侧角a为10.425°，第二工作面的牙侧角b为5.3°，不等腰梯形的上底长度为下底长度的73％，螺旋槽第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra为0.8μm。该实施例中，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率比现有螺杆真空泵降低30％。
实施例4
在转子本体上加工至螺旋槽2的槽深为螺杆外径的15％，第一工作面的牙侧角a为23.5°，第二工作面的牙侧角b为11.5°，不等腰梯形的上底长度为下底长度的39.5％，螺旋槽第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra为0.8μm。该实施例中，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率与现有螺杆真空泵相比，降低效果并不好。
综上所述，本发明中螺旋槽采用磨削加工，两个工作面表面光洁度高，形位精度高，啮合间隙均匀，可大大的减小其对气体分子的阻力，提高了工作效率，而螺旋槽的设计，即两个工作面的牙侧角以及不等腰梯形上、下底的设计则使其在易加工的同时最大限度的保留了抽气容积，尤其是在螺旋槽的槽深为螺杆外径的30.7％，第一工作面的牙侧角a为10.425°，第二工作面的牙侧角b为5.3°，不等腰梯形的上底长度为下底长度的73％，螺旋槽第一工作面3和第二工作面4的表面粗糙度Ra为0.8μm时，该结构的抽气容积再配合超高的表面光洁度能够使螺杆真空泵具有更佳的气体携带能力，提高了螺杆真空泵在高真空状态下的工作效率，相同时间内使用本发明的螺杆真空泵的抽气反流率比现有螺杆真空泵降低30％。而且本发明的加工方式相对于现有的螺杆转子更加简单，精加工时间更短，仅为现有普通螺杆转子加工时间的1/4。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种双斜面螺杆转子，包括转子本体（1），其特征是：在转子本体（1）上开有至少一条螺旋槽（2），所述螺旋槽（2）的纵截面为梯形，由第一工作面（3）、第二工作面（4）、齿顶面（5）和齿根面（6）组成， 螺旋槽（2）的牙型为不等腰梯形，第一工作面（3）的牙侧角a为5°-21°，第二工作面（4）的牙侧角b为3°-11°，且牙侧角a比牙侧角b大2°-10°； 齿顶面（5）和齿根面（6）的宽度相等； 不等腰梯形的上底长度不低于下底长度的50%； 螺旋槽（2）的槽深不超过转子本体（1）外径的30.7%； 第一工作面（3）和第二工作面（4）的表面粗糙度Ra为0.2-0.8μm； 齿顶面（5）的表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm； 齿根面（6）的表面粗糙度Ra在3.2μm以下。
2.根据权利要求1所述的双斜面螺杆转子，其特征在于，牙侧角a为10°-14°, 牙侧角b为5°-7°。
3.根据权利要求2所述的双斜面螺杆转子，其特征在于，牙侧角a为10.425°, 牙侧角b为5.3°。
4.根据权利要求1所述的双斜面螺杆转子，其特征在于，在转子本体（1）上开有一条螺旋槽（2）。
5.如权利要求1所述的双斜面螺杆转子的加工方法，其特征在于，包括以下步骤： a、下棒料； b、车两端轴头与转子外圆； c、粗铣/车转子螺旋槽； d、半精铣/车螺旋槽； e、粗磨齿顶面与齿根面； f、粗磨螺旋槽的两个工作面； g、精磨齿顶面至其表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm之间，精磨齿根面至其表面粗糙度Ra在3.2μm以下； h、精磨两个工作面至表面粗糙度Ra在0.2-0.8μm之间； i、后加工。
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