多旋风转子成型设备及其制成的转子的制作方法

1.本发明创造涉及螺杆泵技术领域，特别涉及多旋风转子成型设备及其制成的转子。


背景技术：

2.根据不同的应用场景，螺杆泵的转子可分为空心转子和实心转子，其中空心转子可由辊压成型设备进行加工，而实心转子一般是采用旋风铣成型设备进行切削加工。对于实心转子的加工，工作人员首先需要将转子坯料夹紧在旋风铣成型设备的卡盘中，转子坯料的另外一端通过顶针进行定位，其后续的加工步骤可参考公开号为cn208099352u的“一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置”中的[0013]段至[0019]段。由于实心转子的切削量较大，因此需要对其进行多次加工，但每次的旋风铣工序都需要耗费大量的时间，导致实心转子的生产周期过于漫长，制造成本极高。


技术实现要素：

[0003]
本发明创造旨在提供一种多旋风转子成型设备，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]
根据本发明创造的第一方面实施例的多旋风转子成型设备，包括：
[0005]
机床，其沿前后方向依次安装有机头和尾座，所述机头设有可旋转的卡盘，所述尾座设有顶针；
[0006]
旋风切削总成，其数量为两个或者两个以上，所述旋风切削总成包括滑座、前后移动机构、旋风铣装置和左右移动机构，所述滑座沿前后方向滑动连接于所述机床，任意相邻的两个所述滑座前后间隔设置，所述滑座与所述机床之间的相对位置由所述前后移动机构进行限定，所述旋风铣装置沿左右方向滑动连接于所述滑座，所述旋风铣装置与所述滑座之间的相对位置由所述左右移动机构进行限定，至少一个所述旋风铣装置旋转驱动有多个径向朝外的外旋风铣刀，至少一个所述旋风铣装置旋转驱动有多个径向朝内的内旋风铣刀。
[0007]
根据本发明创造实施例的多旋风转子成型设备，至少具有如下有益效果：所述机头通过所述卡盘而夹紧转子坯料并为其提供旋转的动力，转子坯料的另外一端由所述顶针进行支撑，由于转子坯料在粗加工时的切削量较大，因此可使用多个外旋风铣刀对转子坯料的一侧进行单点切削，而由于转子坯料在精加工时的切削量较小，因此可使用多个内旋风铣刀对转子坯料的周面进行多点切削，每当转子坯料旋转一周，所述旋风铣装置在转子坯料旋转一周的时间内匀速前进一个螺距的距离，在此过程中，用于粗加工的旋风铣装置需要根据转子坯料的加工进程而动态调整其左右位置，而用于精加工的旋风铣装置只需根据转子的偏心距而静态调整其左右位置；与现有技术相比，本发明创造能够同时对转子坯料进行粗、精加工，以大幅度提升实心转子的加工效率，从而降低实心转子的加工成本。
[0008]
根据本发明创造的一些实施例，所有的旋风铣装置均设有沿前后方向设置的旋转
轴线，多个所述外旋风铣刀的切削点均位于以对应旋转轴线为中心轴线的同一圆周上，多个所述内旋风铣刀的切削点均位于以对应旋转轴线为中心轴线的同一圆周上，以确保每个所述旋风铣装置的加工精度。
[0009]
根据本发明创造的一些实施例，为了实现所述滑座与所述机床的滑动连接，所述机床设有沿前后方向设置的第一滑轨，所有的滑座均滑动连接于所述第一滑轨。
[0010]
根据本发明创造的一些实施例，为了实现所述旋风铣装置与所述滑座的滑动连接，所有的滑座均设有沿左右方向设置的第二滑轨，每个所述旋风铣装置均滑动连接于对应的所述第二滑轨。
[0011]
根据本发明创造的一些实施例，为了便于描述，可将带有所述外旋风铣刀的旋风切削总成称为粗加工旋风切削总成，将带有所述内旋风铣刀的旋风切削总成称为精加工旋风切削总成，由于转子坯料的粗加工以及半精加工需要较大的切削量，因此所述粗加工旋风切削总成的数量为两个或者两个以上，而由于转子坯料的精加工需要相对较小的切削量，因此所述精加工旋风切削总成的数量不多于所述粗加工旋风切削总成的数量。
[0012]
根据本发明创造的一些实施例，为了遵循先粗后精的加工原则，从所述精加工旋风切削总成往所述粗加工旋风切削总成的方向为转子坯料的加工方向，使得转子坯料的任意部位能够从粗加工过度至精加工。
13.根据本发明创造的一些实施例，为了在精加工时实现内旋风铣工序，所述精加工旋风切削总成的旋风铣装置设有可供转子坯料穿过的通孔，所有内旋风铣刀的切削点均位于所述通孔内。
[0014]
根据本发明创造的一些实施例，由于用于粗加工的旋风铣装置在加工的过程中需要动态调整其左右位置，因此所述粗加工旋风切削总成的左右移动机构为电驱控制，而由于用于精加工的旋风铣装置在加工的过程中无需动态调整其左右位置，因此所述精加工旋风切削总成的左右移动机构可以为电驱控制或者人工控制。
[0015]
根据本发明创造的一些实施例，由于丝杠滑块移动机构、齿轮齿条移动机构、气缸和线性电机均可实现线性移动，因此所述前后移动机构和所述左右移动机构包括丝杠滑块移动机构、齿轮齿条移动机构、气缸或者线性电机。
[0016]
根据本发明创造的第二方面实施例的转子，其通过上述的多旋风转子成型设备而加工成型。
[0017]
根据本发明创造实施例的转子，至少具有如下有益效果：相对于现有的实心转子，由所述多旋风转子成型设备加工而成的转子，其在生产效率以及生产成本方面更具有优势。
[0018]
本发明创造的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明创造的实践了解到。
附图说明
[0019]
本发明创造的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]
图1是本发明创造实施例的多旋风转子成型设备的立体结构示意图；
[0021]
图2是图1所示的多旋风转子成型设备的正视图；
[0022]
图3是图1所示的多旋风转子成型设备的俯视图；
[0023]
图4是本发明创造实施例的转子坯料在加工时的示意图。
[0024]
附图中：100-机床、200-转子坯料、110-机头、120-尾座、111-卡盘、121-顶针、130-第一滑轨、310-滑座、320-旋风铣装置、330-左右移动机构、311-第二滑轨、321-旋转架、322-支撑架、323-通孔、324-外旋风铣刀、325-内旋风铣刀、301-粗加工旋风切削总成、302-精加工旋风切削总成、331-旋转手柄。
具体实施方式
[0025]
下面详细描述本发明创造的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明创造，而不能理解为对本发明创造的限制。
[0026]
在本发明创造的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
[0027]
在本发明创造的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0028]
本发明创造的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明创造中的具体含义。
[0029]
如图1至图3所示，根据本发明创造的第一方面实施例的多旋风转子成型设备，其包括机床100和至少两个旋风切削总成，所述机床100的长度大于转子坯料200的长度，所述机床100的前后两边分别设有机头110和尾座120，所述机头110内置有控制器(附图未示出)以及第一旋转驱动装置(附图未示出)，所述第一旋转驱动装置可选为伺服电机，所述第一旋转驱动装置旋转驱动有用于夹紧转子坯料200的卡盘111，所述卡盘111可选为三爪卡盘，所述尾座120设有顶针121，所述顶针121正对于所述卡盘111，转子坯料200在其转动轴线上设有可供所述顶针121进行支撑的定位孔，使得所述第一旋转驱动装置能够驱动所述转子坯料200进行旋转。
[0030]
进一步地，为了适配不同长度的转子坯料200，所述机床100沿前后方向设有第一滑轨130，所述尾座120滑动连接于所述第一滑轨130并可通过定位销(附图未示出)暂时固定在所述机床100上，使得所述机头110与所述尾座120之间的长度可根据转子坯料200的长度而进行适应性调整。
[0031]
此外，每个所述旋风切削总成均包括滑座310、旋风铣装置320、前后移动机构(附图未示出)和左右移动机构330，所述滑座310滑动连接于所述机床100的第一滑轨130，任意相邻的两个所述滑座310前后间隔设置，所述前后移动机构用于限定所述滑座310与所述机床100之间的相对位置，以便于调节所述滑座310的前后位置。与此同时，所述滑座310沿左
右方向设有第二滑轨311，所述旋风铣装置320滑动连接于所述第二滑轨311，所述左右移动机构330用于限定所述旋风铣装置320与所述滑座310之间的相对位置，以便于调节所述旋风铣装置320的左右位置。所述前后移动机构和所述左右移动机构330包括但不限于气缸、线性电机、丝杠滑块移动机构或者齿轮齿条移动机构，在本实施例中，所述前后移动机构和所述左右移动机构330均可选为丝杠滑块移动机构。需要说明的是，每个所述旋风铣装置320的前后移动以及左右移动均为独立控制，互不干扰。
[0032]
具体地，所述旋风铣装置320包括第二旋转驱动装置(附图未示出)、旋转架321和支撑架322，所述旋转架321通过轴承(附图未示出)转动连接于所述支撑架322，所述支撑架322滑动连接于所述滑座310的第二滑轨311，所述第二旋转驱动装置可选为电机，其用于旋转驱动所述旋转架321，此时所述旋转架321的旋转轴线沿前后方向设置，且其水平对齐于转子坯料200的转动轴线。所述旋转架321为中空设置，其设有可供转子坯料200穿过的通孔323，所述旋转架321周向均布有多个安装槽，至少一个所述旋转架321的所有安装槽内均安装有径向朝外的外旋风铣刀324，此时所有外旋风铣刀324的切削点均位于所述通孔323之外，而至少一个所述旋转架321的所有安装槽内均安装有径向朝内的内旋风铣刀325，此时所有内旋风铣刀325的切削点均位于所述通孔323之内。
[0033]
为了便于描述，可将带有所述外旋风铣刀324的旋风切削总成称为粗加工旋风切削总成301，将带有所述内旋风铣刀325的旋风切削总成称为精加工旋风切削总成302。如图4所示，由于转子坯料200的粗加工以及半精加工需要较大的切削量，因此所述粗加工旋风切削总成301可通过使用多个外旋风铣刀324对转子坯料200进行单点切削，此时所述粗加工旋风切削总成301位于转子坯料200的左侧或者右侧，以将切削量分散至多个所述外旋风铣刀324，从而延长每个所述外旋风铣刀324的使用寿命，并加快对转子坯料200的切削效率。而由于转子坯料200的精加工需要较小的切削量，因此所述精加工旋风切削总成302可通过使用多个内旋风铣刀325对转子坯料200进行多点切削，此时所述精加工旋风切削总成302套设在转子坯料200之外，以提升对转子坯料200的切削频率，从而有效降低转子坯料200的表面粗糙度。
[0034]
在本发明创造中，所述粗加工旋风切削总成301的数量为两个，其分别对应于粗加工工序和半精加工工序，而所述精加工旋风切削总成302的数量为一个，其对应于精加工工序。但在另一些实施例中，所述粗加工旋风切削总成301的数量还可以为一个、三个、四个等，而所述精加工旋风切削总成302的数量还可以为一个或以上，本发明创造并没有对两者的数量进行限定，但在一般情况下，所述精加工旋风切削总成302的数量不多于所述粗加工旋风切削总成301的数量。
[0035]
为了遵循先粗后精的加工原则，若转子坯料200的加工方向是从后往前的话，那么所有的精加工旋风切削总成302均位于所有粗加工旋风切削总成301的后方，使得转子坯料200能够先由所述粗加工旋风切削总成301进行粗加工后，再由所述精加工旋风切削总成302进行精加工。而且，所述机床100需要为旋风切削总成预留有足够的避空位，使得当第一个粗加工旋风切削总成301对转子坯料200进行加工时或者当最后一个精加工旋风切削总成302对转子坯料200进行加工时，其余旋风切削总成的位置能够得到合理规划，以免相互之间发生干涉。
[0036]
对于单螺杆泵来说，其导程越多，则代表其输出压力越高，而导程的数量等于转子
的总螺旋长度/转子的螺距，所以每个转子至少具有一个导程，并且转子的中心线与其转动轴线之间存在固定的偏心距e，该偏心距使得转子能够在定子内进行行星运动。根据转子的旋风铣工艺，每当转子坯料200在所述第一旋转驱动装置的驱动下旋转一周，所述旋风切削总成需要在转子坯料200旋转一周的时间内匀速前进一个螺距的距离，以加工出符合技术要求的螺距。由于转子坯料200的精加工时长与其粗加工时长一致，因此本发明创造通过使用多个内旋风铣刀325对转子坯料200进行多点切削的方式来提升切削频率，从而在有限的时间内显著降低转子坯料200的表面粗糙度。
[0037]
需要说明的是，由于转子的旋风铣工艺需要进行大量的切削，因此转子坯料200的转速非常缓慢，一般不高于1/30rpm，以转速1/30rpm为例，转子旋转一周需耗时30分钟，在此期间，所述旋风切削总成沿转子的加工方向匀速前进一个螺距的距离。为了准确地控制所述旋风切削总成的前后位移量，所述旋风切削总成的前后移动机构优选由伺服电机进行驱动。
[0038]
如图4所示，由于粗加工旋风切削总成301的外旋风铣刀324是沿转子坯料200的一侧进行切削，并且所述粗加工旋风切削总成301随着转子坯料200的旋转而匀速前进，因此其旋转架321的旋转轴线与转子坯料200的中心线之间的距离会随着转子坯料200的加工进程而呈正交变化，为了确保所述外旋风铣刀324的切屑点能够始终位于转子的偏心圆弧上，所述粗加工旋风切削总成301的旋风铣装置320需要根据转子坯料200的加工进程而动态调整其左右位置，该运动的位移量以转子的螺距以及偏心距为参数，并以转子坯料200旋转一周的时间进行循环，操作员可通过输入预设的螺距以及偏心距而让所述控制器进行参数化控制。为了准确地控制所述粗加工旋风切削总成301的旋风铣装置320的左右位移量，所述粗加工旋风切削总成301的左右移动机构330优选由伺服电机进行驱动。
[0039]
另外，由于精加工旋风切削总成302的内旋风铣刀325是沿转子坯料200的周面进行切削，并且所述精加工旋风切削总成302随着转子坯料200的旋转而匀速前进，因此当其旋转架321的旋转轴线与转子坯料200的转动轴线之间的距离等于转子的偏心距时，所述内旋风铣刀325的切屑点始终位于转子的偏心圆弧上。可以理解的是，一旦所述精加工旋风切削总成302的旋风铣装置320根据转子的偏心距而调整其左右位置后，其左右位置无需在转子坯料200的加工进程中再次进行调整。为此，所述精加工旋风切削总成302的左右移动机构330可以为人工控制或者电驱控制，在本实施例中，其通过带有刻度的旋转手柄331进行人工控制，以节省制造成本。
[0040]
在本发明创造的一些实施例中，为了确保每个所述旋风铣装置320的加工精度，多个所述外旋风铣刀324的切削点均位于以对应所述旋转架321的旋转轴线为中心轴线的同一圆周上，多个所述内旋风铣刀325的切削点均位于以对应所述旋转架321的旋转轴线为中心轴线的同一圆周上，即在同一个粗加工旋风切削总成301中，所有外旋风铣刀324的切削量均一致，在同一个精加工旋风切削总成302中，所有内旋风铣刀325的切削量均一致。
[0041]
根据本发明创造的第二方面实施例的转子，其由根据本发明创造上述第一方面实施例的多旋风转子成型设备加工而成，相对于现有的实心转子，该转子在生产效率以及生产成本方面更具有优势。
[0042]
上面结合附图对本发明创造实施例作了详细说明，但是本发明创造不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明创造宗
旨的前提下作出各种变化。