CN109604734B - 一种单螺杆压缩机的转子加工机床 - Google Patents

一种单螺杆压缩机的转子加工机床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单螺杆压缩机的转子加工机床，该机床包括带有立柱和水平导轨的床身，立柱上设有竖直导轨；所述的水平导轨上安装有刀架台，竖直导轨上安装有螺杆工件卡装机构；所述的刀架台上安装刀具并能够带动刀具沿水平方向前后、左右、旋转移动；待加工的螺杆工件安装在螺杆工件卡装机构上，螺杆工件卡装机构将螺杆工件的轴线呈水平设置并卡紧，螺杆工件卡装机构能够带动螺杆工件在竖直方向上进行上下移动，并能使螺杆工件绕轴线连续旋转。所述的刀具采用车刀或铣刀。本发明能够加工直线包络、圆柱包络和其它复杂型线的单螺杆压缩机螺杆齿槽，操作简单，精度高且速度快。

Description

一种单螺杆压缩机的转子加工机床
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种单螺杆压缩机的转子加工机床。
背景技术
单螺杆压缩机具有结构简单、体积小、质量轻、振动噪声小等优点，被广泛应用于军工、航天、石化、空调、制冷、食品等行业。螺杆和星轮是单螺杆压缩机的核心部件，螺杆齿槽与星轮叶片也是单螺杆压缩机零件加工中难度最大的地方。
加工螺杆齿槽的传统方法是用刀具模拟星轮齿与螺杆齿槽之间的运行，采用这样的方法加工时，需要将刀具和进刀机构(如步进电机)安装在一个旋转工作台上。由于进刀机构在旋转工作台上随刀具连续旋转，给进刀机构的电源线和信号线就必须通过转接头连接。这种设计，常因信号丢失导致旋转工作台转速低，加工速度慢。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种单螺杆压缩机的转子加工机床，能够加工直线包络、圆柱包络和其它复杂型线的螺杆齿槽，操作简单，精度高且速度快。
为了实现上述目的，本发明包括带有立柱和水平导轨的床身，立柱上设有竖直导轨；所述的水平导轨上安装有刀架台，竖直导轨上安装有螺杆工件卡装机构；所述的刀架台上安装刀具并能够带动刀具沿水平方向前后、左右、旋转移动；待加工的螺杆工件安装在螺杆工件卡装机构上，螺杆工件卡装机构将螺杆工件的轴线呈水平设置并将螺杆工件卡紧，螺杆工件卡装机构能够带动螺杆工件在竖直方向上进行上下移动，并能使螺杆工件绕轴线连续旋转。
所述的刀架台包括安装在水平导轨上的滑板，水平导轨的设置方向为水平X轴方向，滑板的上表面加工有滑板导轨，滑板导轨的设置方向为水平Y轴方向，滑板导轨上安装底座，底座上安装有刀座基础，刀座基础设置有能够沿水平方向旋转的刀座，刀具安装在刀座上。
水平X轴方向、水平Y轴方向与水平旋转方向、竖直旋转方向的运动数控且四轴联动。
所述的螺杆工件卡装机构包括安装在竖直导轨上的导套，导套上安装能够在竖直平面上进行旋转的工件卡盘，工件卡盘的旋转中心水平向外设置有工件卡具。
与导套配合设有定位机构，当螺杆工件的位置与刀具匹配时通过限位机构将导套锁定。
所述的刀具采用车刀或铣刀。
在初始工位时，所述刀具的旋转中心与螺杆工件的轴线距离不小于单螺杆压缩机的中心距与单螺杆压缩机星轮的外径大小之和。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过该加工机床能够实现螺杆工件绕其轴线的连续旋转以及刀具整体在刀架台上的连续旋转，能够实现工件整体沿立柱在竖直方向的上下移动并定位锁紧，能够实现刀具整体沿平行于工件轴线方向的往复移动并定位锁紧，还能够实现刀具沿垂直于工件轴线方向的往复移动。在上述移动过程中，螺杆轴的旋转、刀具的旋转、刀具沿螺杆工件轴线平行方向的平移、刀具沿着垂直于螺杆工件轴线方向的平移，四个轴的坐标相互配合联动，能够实现螺杆齿槽转子的进刀、加工、退刀。加工不同的啮合副型线的螺杆齿槽时，对前述四个轴的加工控制程序进行调整即可。本发明的加工速度快，加工精度高，能够生产出高精度的单螺杆压缩机啮合副齿槽。
附图说明
图1本发明加工机床的整体结构示意图；
图2本发明初始加工时刻刀具的位置示意图；
图3本发明加工过程中某一时刻刀具的位置示意图；
图4本发明加工结束时刻刀具的位置示意图；
附图中：1-床身；2-滑板；3-底座；4-刀座基础；5-刀座；6-刀具；7-立柱；8-导套；9-工件卡盘；10-工件卡具；11-水平导轨；12-滑板导轨；13-竖直导轨；14-水平X轴方向；15-水平旋转方向；16-竖直Z轴方向；17-竖直旋转方向；18-水平Y轴方向；19-螺杆工件；20-待加工的齿槽形状；A为单螺杆压缩机的中心距，R2为单螺杆压缩机星轮的外径。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，本发明单螺杆压缩机的转子加工机床在整体结构上包括带有立柱7和水平导轨11的床身1，立柱7上设有竖直导轨13，水平导轨11上安装有刀架台，竖直导轨13上安装有螺杆工件卡装机构。刀架台包括安装在水平导轨11上的滑板2，水平导轨11的设置方向为水平X轴方向14，滑板2的上表面加工有滑板导轨12，滑板导轨12的设置方向为水平Y轴方向18，滑板导轨12上安装底座3，底座3上安装有刀座基础4，刀座基础4上设置有能够沿水平方向旋转的刀座5，刀座5上安装有刀具6。刀架台能够带动刀具6沿着水平方向前后、左右、旋转移动。待加工的螺杆工件19安装在螺杆工件卡装机构上，螺杆工件卡装机构包括安装在竖直导轨13上的导套8，导套8上安装有能够在竖直平面上进行旋转的工件卡盘9，工件卡盘9的旋转中心水平向外设置有工件卡具10。螺杆工件卡装机构将螺杆工件19的轴线呈水平设置并卡紧，与导套8配合设有定位机构，当螺杆工件19的位置与刀具6匹配时通过限位机构将导套8锁定。螺杆工件卡装机构能够带动螺杆工件19在竖直方向上进行上下移动，并能使螺杆工件19绕轴线连续旋转。刀具6采用车刀或铣刀。
本发明所有部件的移动均可电控。其中，水平X轴方向14、水平Y轴方向18、水平旋转方向15和竖直旋转方向17上的四个轴必须数控，且联动。
本发明的加工机床在工作过程中，首先将螺杆工件19固定在工件卡盘9上，竖直移动导套8，使螺杆工件19的中心位置与刀具6的位置匹配后，将导套8锁定。
通过水平Y轴方向18、水平旋转方向15和竖直旋转方向17上三个轴的联动移动和配合，实现齿槽的加工；同时通过水平X轴方向14、水平Y轴方向18、水平旋转方向15和竖直旋转方向17上四个轴的联动移动，实现进刀、退刀。
图2表示本发明在加工螺槽时的初始工位，此时刀具旋转中心与螺杆轴线的距离，即水平X轴方向14的位移≥A+R2。图3为加工过程中的一个工位，此时刀具旋转中心与螺杆轴线的距离，即水平X轴方向14的位移为A+x，其中，0<x<R2。图4为螺杆齿槽加工完成时的最后一个工位，此时刀具旋转中心与螺杆轴线的距离为A。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以对本发明做任何形式上的限定，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神原则的条件下，本发明的技术方案还可以进行若干修改或简单替换，这些修改及替换也均会落入由所提交权利要求限定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种单螺杆压缩机的转子加工机床，其特征在于：包括带有立柱(7)和水平导轨(11)的床身(1)，立柱(7)上设有竖直导轨(13)；所述的水平导轨(11)上安装有刀架台，竖直导轨(13)上安装有螺杆工件卡装机构；所述的刀架台上安装刀具(6)并能够带动刀具(6)沿水平方向前后、左右、旋转移动；待加工的螺杆工件(19)安装在螺杆工件卡装机构上，螺杆工件卡装机构将螺杆工件(19)的轴线呈水平设置并卡紧，螺杆工件卡装机构能够带动螺杆工件(19)在竖直方向上进行上下移动，并能使螺杆工件(19)绕轴线连续旋转；
所述的刀架台包括安装在水平导轨(11)上的滑板(2)，水平导轨(11)的设置方向为水平X轴方向(14)，滑板(2)的上表面加工有滑板导轨(12)，滑板导轨(12)的设置方向为水平Y轴方向(18)，滑板导轨(12)上安装底座(3)，底座(3)上安装有刀座基础(4)，刀座基础(4)设置有能够沿水平方向旋转的刀座(5)，所述的刀具(6)安装在刀座(5)上；
水平X轴方向(14)、水平Y轴方向(18)与水平旋转方向(15)、竖直旋转方向(17)的运动数控且四轴联动；通过水平Y轴方向(18)、水平旋转方向(15)和竖直旋转方向(17)上三个轴的联动移动和配合，实现齿槽的加工；同时通过水平X轴方向(14)、水平Y轴方向(18)、水平旋转方向(15)和竖直旋转方向(17)上四个轴的联动移动，实现进刀、退刀；
刀具(6)整体在刀架台上能够连续旋转。
2.根据权利要求1所述单螺杆压缩机的转子加工机床，其特征在于：所述的螺杆工件卡装机构包括安装在竖直导轨(13)上的导套(8)，导套(8)上安装能够在竖直平面上进行旋转的工件卡盘(9)，工件卡盘(9)的旋转中心水平向外设置有工件卡具(10)。
3.根据权利要求2所述单螺杆压缩机的转子加工机床，其特征在于：与导套(8)配合设有定位机构，当螺杆工件(19)的位置与刀具(6)匹配时通过限位机构将导套(8)锁定。
4.根据权利要求1所述单螺杆压缩机的转子加工机床，其特征在于：所述的刀具(6)采用车刀或铣刀。
5.根据权利要求1所述单螺杆压缩机的转子加工机床，其特征在于：在初始工位时，所述刀具(6)的旋转中心与螺杆工件(19)的轴线距离不小于单螺杆压缩机的中心距与单螺杆压缩机星轮的外径大小之和。
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