CN116038286A - 一种罗茨流量计转子部件的加工工装及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种罗茨流量计转子部件的加工工装及加工方法，解决现有转子部件的加工方法，不能保证加工精度的问题；工装包括两组压件，两组压件分别用于固定加工转子部件中转子的转子型材两侧；所述压件包括压块、压板、两个用于固定转子型材的芯轴以及安装在压块上，用于连接压块与外部工作台的紧定螺栓；所述压块安装在压板的上侧；两个所述芯轴的一端连接在压板上，另一端用于固定转子型材，两个所述芯轴的轴线相互平行；两个所述芯轴的圆心距与转子型材上的两个通孔圆心距相等，本发明还提出采用上述工装的罗茨流量计转子部件加工方法。

Description

一种罗茨流量计转子部件的加工工装及加工方法

技术领域

本发明涉及一种罗茨流量计转子部件的加工工装及加工方法。

背景技术

HLQZ气体罗茨流量计，主要由壳体、共轭转子和流量积算仪等部件构成。装于计量室内的一对共轭转子在流通气体的出入口压差(P入＞P出)作用下，通过精密加工的同步齿轮使转子保持正确的相对位置，转子间、转子与壳体、转子与墙板间保持最佳工作间隙，实现了连续的无接触密封。

由于需要在转子间相对运动中，保持连续的无接触密封，这样对转子部件的尺寸及形位公差要求较高；在整个加工中，特别是转子的4个渐开线曲面的加工，由于是非规则面，在保证尺寸的同时也要保证加工面的直线度、跳动度、对称度的要求，这样在实际运行中，才能保持最佳工作间隙，实现连续的无接触密封。

现有转子部件加工，通常采用两端转子轴作为定位基准，在工作台上通过三爪夹持固定和顶尖定位，这样只能限制4个自由度，在X轴的旋转和Y轴的移动没有限制，这样加工中由于切削力的影响，造成两个自由度上的位移和变形，进而直接导致直线度和对称度的偏差，从而使得加工精度不能得到保证。

发明内容

本发明的目的是解决现有转子部件的加工方法，不能保证加工精度的问题，而提供一种罗茨流量计转子部件的加工工装及加工方法。

本发明的技术方案如下：

一种罗茨流量计转子部件的加工工装，其特殊之处在于：

包括两组压件，两组压件分别用于固定加工转子部件中转子的转子型材两侧；

所述压件包括压块、压板、两个用于固定转子型材的芯轴以及安装在压块上，用于连接压块与外部工作台的紧定螺栓；

所述压块安装在压板的上侧；

两个所述芯轴的一端连接在压板上，另一端用于固定转子型材，两个所述芯轴的轴线相互平行；

两个所述芯轴的圆心距与转子型材上的两个通孔圆心距相等。

进一步的，两个所述芯轴的一端垂直连接在压板上。

本发明还提出一种罗茨流量计转子部件的加工方法，其特殊之处在于，基于上述罗茨流量计转子部件的加工工装，包括以下步骤：

步骤1：转子轴的加工与组装

1.1分别加工两个转子轴下端的外圆；

1.2分别加工两个转子轴上端中部的中心孔；

1.3对转子型材加热后，将两个转子轴分别压入转子型材两端的两个盲孔内，完成两个转子轴与转子型材的组装；

1.4加工两个转子轴上端的外圆及端面，完成转子轴的加工；

步骤2：转子型材渐开线曲面的加工

2.1使用紧定螺栓将压块固定在工作台上，并调整紧定螺栓，通过芯轴将转子型材预紧在工作台上，对两端转子轴及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材紧固，在目前所述上侧加工定位基准面；

2.2拆卸两个压件，并将转子型材翻转180°；

2.3通过芯轴再次将转子型材预紧在工作台上，对两端转子轴及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材再次紧固，在目前所述上侧加工转子渐开线曲面到指定尺寸；

2.4拆卸两个压件，并将转子型材再次翻转180°，通过芯轴再次将转子型材预紧在工作台上，对两端转子轴及转子型材一侧外圆面找正后，再次将转子型材紧固，在目前所述上侧加工转子渐开线曲面到指定尺寸，完成转子型材两个渐开线曲面的加工。

进一步的，步骤1.3中，所述转子轴与盲孔为过盈配合。

进一步的，所述步骤1.4具体为：

基于步骤1.2中两个中心孔的圆心，分别加工对应两个转子轴上端的外圆及端面，获得加工后的转子轴，完成转子轴的加工。

进一步的，步骤2.1中，所述定位基准面为平面。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下:

1、本发明与现有转子部件的加工方法相比，能够保证转子部件四个渐开线曲面的直线度、跳动度、对称度。

当在机床的加工中心上对转子部件渐开线曲面加工时，待加工转子部件需要承受刀具对待加工转子部件表面的轴向及径向切削力，本发明中，通过对转子部件一次基准定位，打表对转子部件的加工面进行二次找正，并通过两组压件将转子部件固定于工作台上，限制了转子部件的6个自由度，有效的保证了转子部件在加工过程中不会因出现位移或变形带来的直线度和跳动度超差；

加工完成一面后，翻转到另一面，在基准面不变的情况下，对转子部件加工面再次进行找正，再固定加工，保证了两个渐开线曲面的对称度。

2、本发明中，对转子部件进行了6个自由度的限制，避免了机床切削力对转子部件造成的位移和变形，保证了加工后的形位公差的要求，将现有加工方法加工后的直线度偏差0.08提高到0.015，对称度偏差0.12提高到0.015，跳动偏差0.06提高到0.015。

3、本发明中提出的工装，采用通用的压板、压块、芯轴与紧定螺钉，装夹工具简单，操作方便。

附图说明

图1是本发明实施例中，用于加工罗茨流量计转子部件的工装与转子部件的组成结构示意图；

图2是本发明实施例中，转子部件的剖视图；

图3是本发明实施例中，转子部件的左视图；

图中，1、转子轴；2、转子；3、压件；31、压块；32、压板；33、芯轴；34、紧定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

其中，本发明中提出的下端为转子轴1与插入盲孔中的一端，上端为远离盲孔的一端。

本发明中，如图1-图3所示，相关的转子部件包括转子2以及两个转子轴1，两个转子轴1的长度不相等；

转子2中部的两端设置有同轴的盲孔，转子2的两侧沿盲孔的轴线对称设置有通孔，转子2沿平行于盲孔轴线的相对两侧为相接的渐开线曲面；

两个转子轴1的下端为实心，用于与盲孔配合安装，上端中部同轴设置有中心孔，用于转子部件的加工定位，以及保证同轴度、圆跳动以及平行度。

其中，转子2是通过在转子型材上加工两个渐开线曲面获得；

转子轴1的下端外圆、上端的中心孔、外圆以及端面需要进行加工。

为了保证转子部件的加工精度，本发明提出一种用于加工罗茨流量计转子部件的工装，如图1所示，包括两组压件3；

压件3包括压块31、压板32、紧定螺钉34以及两个芯轴33；

压块31通过紧定螺钉34与外部机床连接，实现压件3的固定，压块31安装在压板32上侧，用于安装两个芯轴33；两个芯轴33平行连接在压板32的下侧，且芯轴33的轴线与压板32垂直；两个芯轴33的圆心距与转子型材上的两个通孔圆心距相等，通过两个芯轴33分别插入到两个通孔内，并且芯轴33与通孔的最底端线性接触，避免对转子型材施加额外方向的外力，从而通过两个芯轴33实现对转子型材的固定。

基于上述用于加工罗茨流量计转子部件的工装，本发明还提出一种罗茨流量计转子部件的加工工艺方法，包括以下步骤：

步骤1：转子轴1的加工与组装

1.1分别车两个转子轴1下端的外圆，将两个转子轴1下端的外圆尺寸保持在ф12^+0.044 _+0.033，从而使得转子轴1下端与转子型材的盲孔之间为过盈配合；

1.2分别加工两个转子轴1上端中部的中心孔；

1.3将转子型材在电炉中加热至200℃±10℃后，从电炉中取出后，使用液压机将两个转子轴1分别压入转子型材的两个盲孔内，且转子轴1与转子型材的盲孔为过盈配合，完成转子轴1的组装；

1.4加工两个转子轴1上端的外圆及端面；

基于两个中心孔的圆心，分别加工对应两个转子轴1上端的外圆及端面，获得加工后的转子轴1，完成转子轴1的加工，步骤1.4的目的在于，保证两个转子轴1的同轴度，以及转子型材的外圆分别与两个转子轴1的同轴度和圆跳动，转子型材两个端面分别与两端转子轴1的垂直度及转子型材两个端面的平行度；

步骤2：渐开线曲面的加工

2.1将两个压件3的芯轴33分别插入到转子型材通孔的两端，然后通过紧定螺钉34下压压块31，实现对两个芯轴33的同时施压，芯轴33与转子型材的通孔底端线接触，然后通过固定两侧的压块31，将转子型材预紧在机床的工作台上，然后通过杠杆百分表对两端转子轴1及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材紧固，在上侧铣定位基准面，定位基准面为平面，一是用于转子部件的定位，二是保证转子型材的渐开线曲面是以两端转子轴1为基准进行加工，保证渐开线曲面相对于两端转子轴1的对称度；

需保证，压件3中的芯轴33插入到转子型材的通孔内，且压件3中的芯轴33与转子型材的通孔最底端线性接触；

在本步骤中，需保证对转子型材两侧的芯轴33同时施加力；

2.2拆卸两个压件3，并将转子型材翻转180°，使得转子型材的定位基准面与机床上的工作台接触；

2.3将两个压件3的芯轴33分别插入到转子型材通孔的两端，然后下压两侧的压块31，使得对两个芯轴33同时施压，芯轴33与转子型材的通孔底端线接触，然后通过固定两侧的压块31，将转子型材预紧在机床的工作台上，然后通过杠杆百分表对两端转子轴1及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材紧固，然后目前所述上侧铣转子渐开线曲面到指定尺寸；

2.4拆卸两个压件3，并将转子型材再次翻转180°，随后将两个压件3的芯轴33分别插入到转子型材通孔的两端，然后下压两侧的压块31，使得对两个芯轴33同时施压，芯轴33与转子型材的通孔底端线接触，然后通过固定两侧的压块31，将转子型材预紧在机床的工作台上，然后通过杠杆百分表对两端转子轴1及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材紧固，然后目前所述上侧铣转子渐开线曲面到指定尺寸，完成转子型材两个渐开线曲面的加工。

在本发明中，加工转子型材两侧的渐开线曲面时，始终通过两个压件3来限制转子部件的6个自由度，并始终通过对两端转子轴1打表找正，最终实现转子型材两侧渐开线曲面相对两端转子轴1中心的对称度的精度要求。

Claims (6)

1.一种罗茨流量计转子部件的加工工装，其特征在于：

包括两组压件(3)，两组压件(3)分别用于固定加工转子部件中转子的转子型材两侧；

所述压件(3)包括压块(31)、压板(32)、两个用于固定转子型材的芯轴(33)以及安装在压块(31)上，用于连接压块(31)与外部工作台的紧定螺栓(34)；

所述压块(31)安装在压板(32)的上侧；

两个所述芯轴(33)的一端连接在压板(32)上，另一端用于固定转子型材，两个所述芯轴(33)的轴线相互平行；

两个所述芯轴(33)的圆心距与转子型材上的两个通孔圆心距相等。

2.根据权利要求1所述的一种罗茨流量计转子部件的加工工装，其特征在于：

两个所述芯轴(33)的一端垂直连接在压板(32)上。

3.一种罗茨流量计转子部件的加工方法，其特征在于，基于权利要求1或2所述的罗茨流量计转子部件的加工工装，包括以下步骤：

步骤1：转子轴(1)的加工与组装

1.1分别加工两个转子轴(1)下端的外圆；

1.2分别加工两个转子轴(1)上端中部的中心孔；

1.3对转子型材加热后，将两个转子轴(1)分别压入转子型材两端的两个盲孔内，完成两个转子轴(1)与转子型材的组装；

1.4加工两个转子轴(1)上端的外圆及端面，完成转子轴(1)的加工；

步骤2：转子型材渐开线曲面的加工

2.1使用紧定螺栓(34)将压块(31)固定在工作台上，并调整紧定螺栓(34)，通过芯轴(33)将转子型材预紧在工作台上，对两端转子轴(1)及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材紧固，在目前所述上侧加工定位基准面；

2.2拆卸两个压件(3)，并将转子型材翻转180°；

2.3通过芯轴(33)再次将转子型材预紧在工作台上，对两端转子轴(1)及转子型材一侧外圆面找正后，将转子型材再次紧固，在目前所述上侧加工转子渐开线曲面到指定尺寸；

2.4拆卸两个压件(3)，并将转子型材再次翻转180°，通过芯轴(33)再次将转子型材预紧在工作台上，对两端转子轴(1)及转子型材一侧外圆面找正后，再次将转子型材紧固，在目前所述上侧加工转子渐开线曲面到指定尺寸，完成转子型材两个渐开线曲面的加工。

4.根据权利要求3所述的一种罗茨流量计转子部件的加工方法，其特征在于：

步骤1.3中，所述转子轴(1)与盲孔为过盈配合。

5.根据权利要求3或4所述的一种罗茨流量计转子部件的加工方法，其特征在于：

所述步骤1.4具体为：

基于步骤1.2中两个中心孔的圆心，分别加工对应两个转子轴(1)上端的外圆及端面，获得加工后的转子轴(1)，完成转子轴(1)的加工。

6.根据权利要求5所述的一种罗茨流量计转子部件的加工方法，其特征在于：

步骤2.1中，所述定位基准面为平面。

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