CN206065426U - 一种定子加工设备和转子加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种定子加工设备和转子加工设备，利用定子和转子的相对运动原理，在定子加工时，将转子制作成定子刀具，通过定子刀具对定子内腔进行切削加工，定子刀具的驱动装置为具有进给功能的自转公转驱动装置，使定子刀具在做进刀运动的过程中，既绕定子刀具自身的轴线进行自转运动，也绕定子的轴线进行公转运动；在转子加工时，将定子制作成转子刀具，通过转子刀具对转子外周进行切削加工，转子的驱动装置为具有进给功能的自转公转驱动装置，使转子在做进给运动的过程中，既绕转子自身的轴线进行自转运动，也绕转子刀具的轴线进行公转运动。本实用新型有效解决了解决了传统加工工艺复杂、加工难度大、周期长、成本高等问题。

Description

一种定子加工设备和转子加工设备

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别涉及一种用于螺旋转子体积输运设备的定子加工设备和转子加工设备。

背景技术

螺旋转子体积输运设备在涉及到流体输送的机械工程领域中具有非常广泛的应用，例如在高分子材料加工机械领域，一些塑化输运装置利用转子绕定子做偏心自转和等速反向公转运动，使得转子与定子形成的封闭空腔沿轴向移动，实现熔体的吸入、挤压和排出；在石油化工领域，流体输送机械多采用容积泵结构，利用转子在定子内腔中的自转和公转运动实现容积式流体输运过程。

上述这类螺旋转子体积输运设备(如单螺杆泵、多头螺杆泵以及申请号为CN201410206552.8的发明专利所公开的偏心转子塑化输运装置等)中，其定子和转子几何特征十分复杂。国内外通用的定子加工方法是将橡胶浇铸在定子壳体光滑内壁形成定子，此方法虽然简单易行，但是制造的橡胶定子薄厚不均导致橡胶定子普遍使用寿命短。此外，橡胶定子还容易受外在多种因素影响而引起橡胶的物理性质发生改变，橡胶过早老化，缩短了定子的使用寿命，限制了设备的适用范围，比如在高分子材料加工领域，橡胶定子在高温条件下容易过早失效，还有可能与输送的熔体发生化学反应。由于橡胶定子存在上述问题，近年来也有学者提出用金属定子取代橡胶定子，但金属定子加工是一个技术难题，目前的加工方法主要有电解、拉削、成型铣削等，但这些方法加工效率低，设计制造成本高，后续维护工作繁琐，未能进行广泛推广。而转子常用的加工方法是成形铣削，通常的解决办法是根据转子曲面参数编制铣刀廓形的专用计算程序辅助设计铣刀，该方法需要特制转子加工刀具，加工过程较复杂。

随着科技的迅猛发展，具有复杂面形零件的制造已经开始采用高精度多轴联动系统来实现，如复眼自由曲面、晶体曲面修复等复杂曲面零件由多轴联动加工机床加工具有效率高、精度高等优点。螺旋转子和定子是具有空间螺旋面形的复杂结构，转子和定子需要精确啮合才能保证设备正常高效工作。在实际使用中，通过上述浇铸成型以及制造特殊刀具的传统方法加工所得的定子和转子啮合特性较差，因此采用多轴联动系统开发定子和转子加工专用机床具有重要意义。申请号为201510407898.9的发明专利为一种同轴输出自转公转并且可承受轴向载荷的传动装置，其传动系统整体稳定性高，若能将其用作定子和转子加工专用机床上多轴联动系统的一部分，必然能克服目前加工螺旋转子体积输运设备定子和转子存在的问题，因此，开发出一种易加工、周期短的加工方法和专用机床具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对螺旋转子体积输运设备，提供一种专用的定子加工设备，该设备利用定子和转子的相对运动原理，在加工定子时，将转子作为刀具，利用机床以及具有自转和公转功能的输出装置多轴联动系统，解决了传统加工工艺复杂、加工难度大、周期长、成本高等问题。

本实用新型的另一目的在于针对螺旋转子体积输运设备，提供一种专用的转子加工设备，该设备利用定子和转子的相对运动原理，在加工转子时，将定子作为刀具，利用机床以及具有自转和公转功能的输出装置多轴联动系统，解决了传统加工工艺复杂、加工难度大、周期长、成本高等问题。

本实用新型的技术方案为：(1)一种定子加工设备，包括机床、自转公转驱动装置、定子、定子刀具、定子刀具驱动杆和定子刀具支撑套，自转公转驱动装置设于机床上，定子两端分别通过卡盘与机床连接，定子刀具设于定子的内腔中，定子刀具设于定子刀具驱动杆一端，定子刀具驱动杆与自转公转驱动装置连接，定子刀具驱动杆外周设有定子刀具支撑套，定子刀具与定子刀具支撑套之间通过定子刀具支撑轴承连接。在加工过程中，自转公转驱动装置驱动定子刀具进行旋转进给，同时定子两端由于通过卡盘与机床连接，定子也可实现自转。定子刀具对定子进行加工时，由自转公转驱动装置沿机床上的导轨进行轴向运动来实现，进而带动定子刀具进刀或退刀。

所述自转公转驱动装置包括驱动电机和减速器，驱动电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与定子刀具驱动杆连接；减速器与定子刀具驱动杆的连接处设有KHV型同轴输出传动装置(该装置结构已在申请号为201510407898.9的发明专利申请中公开)或万向节。

所述定子刀具的轴线与定子的轴线之间存在偏心距，定子刀具的轴线与定子刀具支撑套的轴线相重叠；定子刀具的自转运动和公转运动速度相等，转向相反(即定子刀具可在定子内腔中进行偏心的自转和等速反向公转)。

所述定子刀具为具有转子径向截面形状的多刃镗刀；定子由两个结构相同的含半圆槽的半圆柱组成，加工时将两个半圆柱对接形成带有空心圆柱定子。

通过上述设备实现的定子加工方法为：利用定子和转子的相对运动原理，将转子制作成定子刀具，通过定子刀具对定子内腔进行切削加工，定子刀具的驱动装置为具有进给功能的自转公转驱动装置，使定子刀具在做进刀运动的过程中，既绕定子刀具自身的轴线进行自转运动，也绕定子的轴线进行公转运动。

(2)一种用于实现上述方法的转子加工设备，包括机床、自转公转驱动装置、转子、转子刀具和转子刀具驱动套，自转公转驱动装置设于机床上，转子刀具驱动套两端分别通过卡盘与机床连接，转子刀具驱动套的内壁上安装有转子刀具，转子设于转子刀具驱动套的内腔中，转子的一端与自转公转驱动装置连接。在加工过程中，自转公转驱动装置驱动转子进行旋转进给，同时转子刀具驱动套两端由于通过卡盘与机床连接，转子刀具驱动套也可实现自转。转子刀具对转子进行加工时，由自转公转驱动装置沿机床上的导轨进行轴向运动来实现，进而带动转子相对于转子刀具进给或后退。

所述自转公转驱动装置包括驱动电机和减速器，驱动电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与转子连接；减速器与转子的连接处设有KHV型同轴输出传动装置(该装置结构已在申请号为201510407898.9的发明专利申请中公开)或万向节。

所述转子的轴线与转子刀具的轴线之间存在偏心距，转子刀具的轴线与转子刀具驱动套的轴线相重叠；转子的自转运动于公转运动速度相等，转向相反(即转子可在转子刀具驱动套的内腔中进行偏心的自转和等速反向公转)。

所述转子刀具为具有定子径向截面形状的盘状多刃刀具。

除了上述结构之外，还可在转子刀具驱动套上靠近转子刀具的一端设置转子跟刀支撑轴承、转子跟刀支撑座和转子跟刀支撑轴承定位法兰。在转子加工的过程中，转子靠近自转公转驱动装置的一端通过转子跟刀支撑轴承与转子跟刀支撑座连接，转子跟刀支撑座和转子跟刀支撑轴承定位法兰分别与机床固定连接。转子跟刀支撑轴承、转子跟刀支撑座和转子跟刀支撑轴承定位法兰主要是对转子及转子刀具驱动套等各部件起固定支撑作用。

通过上述设备实现的转子加工方法为：利用定子和转子的相对运动原理，将定子制作成转子刀具，通过转子刀具对转子外周进行切削加工，转子的驱动装置为具有进给功能的自转公转驱动装置，使转子在做进给运动的过程中，既绕转子自身的轴线进行自转运动，也绕转子刀具的轴线进行公转运动。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型的定子、转子加工方法是利用定子和转子的相对运动原理，在加工定子时将转子作为刀具，在加工转子时将定子作为刀具，具有生产效率高、加工周期短、生产成本低等优点。

本实用新型的加工方法及设备使用时，可通过被加工定子的自转速度来实现定子平直段和不同导程段螺旋段的加工；也可通过改变被加工转子的进给速度和转子刀具的自转速度，高效实现转子平直段和不同螺距段的加工。

本实用新型中，被加工的定子可由两个结构相同的含半圆槽的半圆柱组成，加工时将两个半圆柱对接形成带有空心圆柱的定子，同时进行镗孔，其生产效率高、加工周期短，同时还确保了定子的配合精度，以及转子与定子之间的配合精度。

本实用新型中，定子刀具和转子刀具均采用多刃刀具，与单刃刀具相比较，可有效提高生产效率，缩短加工周期。

本实用新型中，定子刀具支撑轴承具有排除废屑、润滑定子刀具驱动杆和定子刀具支撑套等作用，同时还提高了刀具在加工过程中的稳定性。

本实用新型中所采用的自转公转装置虽然采用现有设备中通用的自转公转装置，但其公转偏心距可调节，因此可以在同一台专用机床上生产多种不同规格的螺旋转子和定子，其应用范围较广。

附图说明

图1为本定子加工设备的结构示意图。

图2为图1的A局部放大图。

图3为本转子加工设备的结构示意图，其中机床及自转公转驱动装置的结构与图1相同，在图3中未示出。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种定子加工方法，利用定子和转子的相对运动原理，将转子制作成定子刀具，通过定子刀具对定子内腔进行切削加工，定子刀具的驱动装置为具有进给功能的自转公转驱动装置，使定子刀具在做进刀运动的过程中，既绕定子刀具自身的轴线进行自转运动，也绕定子的轴线进行公转运动。

一种用于实现上述方法的定子加工设备，如图1所示，包括机床1、自转公转驱动装置、定子2、定子刀具3、定子刀具驱动杆4和定子刀具支撑套5，自转公转驱动装置设于机床上，定子两端分别通过卡盘6与机床连接，定子刀具设于定子的内腔中，定子刀具设于定子刀具驱动杆一端，定子刀具驱动杆与自转公转驱动装置连接，定子刀具驱动杆外周设有定子刀具支撑套，定子刀具与定子刀具支撑套之间通过定子刀具支撑轴承7连接。在加工过程中，自转公转驱动装置驱动定子刀具进行旋转进给，同时定子两端由于通过卡盘与机床连接，定子也可实现自转。定子刀具对定子进行加工时，由自转公转驱动装置沿机床上的导轨进行轴向运动来实现，进而带动定子刀具进刀或退刀。

自转公转驱动装置包括驱动电机8和减速器9，驱动电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与定子刀具驱动杆连接；减速器与定子刀具驱动杆的连接处设有KHV型同轴输出传动装置(该装置结构已在申请号为201510407898.9的发明专利申请中公开)或万向节(图中未示出)。

如图2所示，定子刀具的轴线与定子的轴线之间存在偏心距，定子刀具的轴线与定子刀具支撑套的轴线相重叠；定子刀具的自转运动和公转运动速度相等，转向相反(即定子刀具可在定子内腔中进行偏心的自转和等速反向公转)。

定子刀具为具有转子径向截面形状的多刃镗刀；定子由两个结构相同的含半圆槽的半圆柱(如图2中的标号2-1、2-2所示)组成，加工时将两个半圆柱对接形成带有空心圆柱定子。

实施例2

本实施例一种转子加工方法，利用定子和转子的相对运动原理，将定子制作成转子刀具，通过转子刀具对转子外周进行切削加工，转子的驱动装置为具有进给功能的自转公转驱动装置，使转子在做进给运动的过程中，既绕转子自身的轴线进行自转运动，也绕转子刀具的轴线进行公转运动。

一种用于实现上述方法的转子加工设备，如图3所示，包括机床、自转公转驱动装置、转子10、转子刀具11和转子刀具驱动套12，自转公转驱动装置设于机床上，转子刀具驱动套两端分别通过卡盘6与机床连接，转子刀具驱动套的内壁上安装有转子刀具，转子设于转子刀具驱动套的内腔中，转子的一端与自转公转驱动装置连接。在加工过程中，自转公转驱动装置驱动转子进行旋转进给，同时转子刀具驱动套两端由于通过卡盘与机床连接，转子刀具驱动套也可实现自转。转子刀具对转子进行加工时，由自转公转驱动装置沿机床上的导轨进行轴向运动来实现，进而带动转子相对于转子刀具进给或后退。

自转公转驱动装置包括驱动电机和减速器，驱动电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与转子连接；减速器与转子的连接处设有KHV型同轴输出传动装置(该装置结构已在申请号为201510407898.9的发明专利申请中公开)或万向节。

转子的轴线与转子刀具的轴线之间存在偏心距，转子刀具的轴线与转子刀具驱动套的轴线相重叠；转子的自转运动于公转运动速度相等，转向相反(即转子可在转子刀具驱动套的内腔中进行偏心的自转和等速反向公转)。

转子刀具为具有定子径向截面形状的盘状多刃刀具。

除了上述结构之外，还可在转子刀具驱动套上靠近转子刀具的一端设置转子跟刀支撑轴承13、转子跟刀支撑座14和转子跟刀支撑轴承定位法兰15。在转子加工的过程中，转子靠近自转公转驱动装置的一端通过转子跟刀支撑轴承与转子跟刀支撑座连接，转子跟刀支撑座和转子跟刀支撑轴承定位法兰分别与机床固定连接。转子跟刀支撑轴承、转子跟刀支撑座和转子跟刀支撑轴承定位法兰主要是对转子及转子刀具驱动套等各部件起固定支撑作用。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种定子加工设备，其特征在于，包括机床、自转公转驱动装置、定子、定子刀具、定子刀具驱动杆和定子刀具支撑套，自转公转驱动装置设于机床上，定子两端分别通过卡盘与机床连接，定子刀具设于定子的内腔中，定子刀具设于定子刀具驱动杆一端，定子刀具驱动杆与自转公转驱动装置连接，定子刀具驱动杆外周设有定子刀具支撑套，定子刀具与定子刀具支撑套之间通过定子刀具支撑轴承连接。

2.根据权利要求1所述一种定子加工设备，其特征在于，所述自转公转驱动装置包括驱动电机和减速器，驱动电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与定子刀具驱动杆连接；减速器与定子刀具驱动杆的连接处设有KHV型同轴输出传动装置或万向节。

3.根据权利要求1所述一种定子加工设备，其特征在于，所述定子刀具的轴线与定子的轴线之间存在偏心距，定子刀具的轴线与定子刀具支撑套的轴线相重叠；定子刀具的自转运动和公转运动速度相等，转向相反。

4.根据权利要求1所述一种定子加工设备，其特征在于，所述定子刀具为具有转子径向截面形状的多刃镗刀。

5.一种转子加工设备，其特征在于，包括机床、自转公转驱动装置、转子、转子刀具和转子刀具驱动套，自转公转驱动装置设于机床上，转子刀具驱动套两端分别通过卡盘与机床连接，转子刀具驱动套的内壁上安装有转子刀具，转子设于转子刀具驱动套的内腔中，转子的一端与自转公转驱动装置连接。

6.根据权利要求5所述一种转子加工设备，其特征在于，所述自转公转驱动装置包括驱动电机和减速器，驱动电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与转子连接；减速器与转子的连接处设有KHV型同轴输出传动装置或万向节。

7.根据权利要求5所述一种转子加工设备，其特征在于，所述转子的轴线与转子刀具的轴线之间存在偏心距，转子刀具的轴线与转子刀具驱动套的轴线相重叠；转子的自转运动于公转运动速度相等，转向相反。

8.根据权利要求5所述一种转子加工设备，其特征在于，所述转子刀具为具有定子径向截面形状的盘状多刃刀具。