專利名稱：一種用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工設(shè)備，特別涉及一種用于加工單螺桿壓縮機(jī)的 螺桿轉(zhuǎn)子的銑床。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于鐵路、輪船、礦山、建筑、化工、紡織、冶金機(jī)械、 軍工儀表、艦艇等行業(yè)。單螺桿壓縮機(jī)與往復(fù)式活寒壓縮機(jī)、雙螺桿壓縮機(jī) 相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、體積小、重量輕、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。
國(guó)外能生產(chǎn)單螺桿壓縮機(jī)的有法、曰、英、美、荷蘭等國(guó)的十余家公司，
近年來我國(guó)一些廠家也開始生產(chǎn)單螺桿壓縮機(jī)，但其性能指標(biāo)普遍低于進(jìn)口 產(chǎn)品。特別是在使用同樣材料的情況下，日本一些廠家生產(chǎn)的星輪壽命是我
國(guó)的2倍左右。目前，普遍認(rèn)為這是由單螺桿壓縮機(jī)嚙合副的加工精度造成 的差異。據(jù)中國(guó)壓縮機(jī)協(xié)會(huì)的不完全統(tǒng)計(jì)，2005年國(guó)內(nèi)單螺桿產(chǎn)品年產(chǎn)量約 3000 4000臺(tái)。上海的臺(tái)灣復(fù)盛公司是一家國(guó)際型壓縮機(jī)制造公司， 一直用 高價(jià)從日本三井公司購(gòu)買單螺桿壓縮機(jī)的主機(jī)，在配備輔機(jī)系統(tǒng)后供應(yīng)國(guó)內(nèi) 外市場(chǎng)。因此，單螺桿壓縮機(jī)在國(guó)內(nèi)有巨大的發(fā)展空間。但星輪齒磨損快， 使用壽命短的問題成了國(guó)內(nèi)二十多年來始終難以逾越的障礙。
單螺桿壓縮機(jī)的核心部件是構(gòu)成嚙合副的螺桿與星輪(圖:t)。螺桿螺槽 與星輪葉片是單螺桿壓縮機(jī)零件加工中難度最大的地方。而嚙合副的型線對(duì) 加工方法和加工難度影響很大。國(guó)外己公開的單螺桿壓縮機(jī)型線有直線包絡(luò) 和圓柱包絡(luò)兩種。國(guó)內(nèi)曾有人提出二次包絡(luò)類型的型線，但均由于加工問題 尚未實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種新型的單螺桿壓縮機(jī)螺桿螺槽的專用 加工銑床，可加工圓柱包絡(luò)單螺桿壓縮機(jī)和多圓柱包絡(luò)單螺桿壓縮機(jī)的螺桿螺槽，具有加工工藝簡(jiǎn)單，精度高，速度快的特點(diǎn)。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的 一種用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，包括床身、床身上的立柱和銑 刀架裝置，立柱上連接有工件回轉(zhuǎn)卡盤，并設(shè)有使工件回轉(zhuǎn)卡盤沿Z方向垂 直移動(dòng)的裝置，工件回轉(zhuǎn)卡盤連接有使其繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在 于，所述銑刀架裝置包括銑刀座及其上用于安裝銑刀的銑刀心軸、設(shè)置在床
身沿y方向水平導(dǎo)軌中的底座，底座上設(shè)有與工件卡盤聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的底盤；所 述銑刀座與底盤之間設(shè)有使銑刀座分別沿x方向、沿y方向水平移動(dòng)的兩個(gè) 平移機(jī)構(gòu)；以及使銑刀座沿x-y平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述銑刀座
上設(shè)有使銑刀心軸旋轉(zhuǎn)的銑刀驅(qū)動(dòng)器。
上述方案中，所述沿x方向的平移機(jī)構(gòu)包括底盤上沿x方向的水平導(dǎo)軌，
該水平導(dǎo)軌上連接有滑板，該滑板上連接有銑刀回轉(zhuǎn)座；所述沿y方向水平 移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)包括銑刀回轉(zhuǎn)座上沿y方向的水平導(dǎo)軌，該水平導(dǎo)軌上連接 銑刀座。所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括銑刀回轉(zhuǎn)座和使其沿x-y平面旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。
所述使工件回轉(zhuǎn)卡盤沿z方向垂直移動(dòng)的裝置包括立柱上設(shè)置的豎直導(dǎo)
軌，該豎直導(dǎo)軌上裝有導(dǎo)套，導(dǎo)套與工件回轉(zhuǎn)卡盤連接。所述立柱還可以是 圓立柱，該圓立柱上設(shè)置有使立柱上下運(yùn)動(dòng)的主軸箱。所述銑刀驅(qū)動(dòng)器為電 機(jī)主軸或電機(jī)通過一個(gè)變速器驅(qū)動(dòng)銑刀心軸旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)螺桿工件繞其軸線的連續(xù)旋轉(zhuǎn)和與銑刀整
體繞刀架臺(tái)底盤中心軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，且兩者聯(lián)動(dòng)，傳動(dòng)比不變；可實(shí)現(xiàn)工件 整體沿立柱在豎直方向的上下移動(dòng)并定位鎖緊；可實(shí)現(xiàn)銑刀整體沿平行于工 件軸線方向和垂直于工件軸線方向的往復(fù)移動(dòng)并定位鎖緊；可實(shí)現(xiàn)銑刀整體 繞豎直軸線的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，并定位鎖緊；可實(shí)現(xiàn)銑刀繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿其 軸線方向的進(jìn)、退刀。即，在加工單螺桿轉(zhuǎn)子螺槽時(shí)，根據(jù)單螺桿嚙合副型 線參數(shù)，通過沿立柱在豎直方向調(diào)節(jié)定位螺桿工件初始位置，通過沿床身水 平導(dǎo)軌和底盤水平導(dǎo)軌在平行于工件軸線方向和垂直與工件軸線方向的平 移，繞豎直軸線方向的旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)定位銑刀初始位置。之后通過螺桿工件和 底盤的聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)子螺槽的加工。期間，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)銑刀的進(jìn)、 退刀。從而在螺桿上加工出符合嚙合副型線要求的高精度螺槽。本發(fā)明加工 速度快，加工精度高，可生產(chǎn)出高精度單螺桿壓縮機(jī)嚙合副螺槽。


圖1為單螺桿壓縮機(jī)主要部件螺桿與星輪(單個(gè))組成的嚙合副立體圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 、圖4、圖5分別為圖2實(shí)施方式一的銑床在加工螺桿螺槽時(shí)三個(gè) 不同工位的情景圖。
圖6、圖7為本發(fā)明銑床在加工螺桿時(shí)，對(duì)螺槽的兩個(gè)側(cè)面分別加工的 示意圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例二的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 實(shí)施例一
參見圖2，本發(fā)明包括床身1 ，床身1上立柱17和水平導(dǎo)軌15。水平導(dǎo) 軌15上裝有底座18，底座18可沿水平導(dǎo)軌15在水平方向32往復(fù)移動(dòng)。立 柱17上設(shè)有豎直導(dǎo)軌12，豎直導(dǎo)軌12上裝有導(dǎo)套11，導(dǎo)套ll可沿豎直導(dǎo) 軌12在豎直方向37作上下移動(dòng)和鎖緊。
上述底座18上裝有底盤2，底盤2上設(shè)有水平導(dǎo)軌16，水平導(dǎo)軌16上 裝有滑板3?；?可沿水平導(dǎo)軌16在水平方向38往復(fù)移動(dòng)?；?上裝 有銑刀回轉(zhuǎn)座5和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器4。在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器4的驅(qū)動(dòng)下，銑刀回轉(zhuǎn)座5 可繞其軸線在其圓周方向34往復(fù)旋轉(zhuǎn)。
在上述銑刀回轉(zhuǎn)座5上設(shè)有水平導(dǎo)軌20，水平導(dǎo)軌20與銑刀座13連接。 銑刀座13能沿水平導(dǎo)軌20在水平方向39往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)銑刀的進(jìn)、退刀。 在銑刀座13上裝有銑刀驅(qū)動(dòng)器6和銑刀心軸7，銑刀8卡裝在銑刀心軸7上。 由銑刀驅(qū)動(dòng)器6驅(qū)動(dòng)，銑刀8繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。
上述銑刀驅(qū)動(dòng)器6為電機(jī)或電主軸。
上述導(dǎo)套11與工件卡盤10連接，工件卡盤10上設(shè)有工件卡具14。工 件卡盤10可繞其自身軸線在其圓周方向36旋轉(zhuǎn)。 本實(shí)施例所有部件移動(dòng)均可電控。
本發(fā)明工作過程如圖3、 4、 5所示，首先將工件9固定在工件卡盤10上，并水平移動(dòng)底座18、滑板3，轉(zhuǎn)動(dòng)銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)座5，豎直移動(dòng)導(dǎo)套ll，調(diào) 節(jié)銑刀8處于某一初始位置，然后底盤2與工件卡盤10聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，開始銑削 加工螺桿螺槽。圖5、 6、 7表示本發(fā)明在加工螺槽時(shí)三個(gè)工位的立體示意 圖。
如圖6、 7所示，對(duì)工件21上任一螺槽23的加工，需根據(jù)(多):圓柱包 絡(luò)嚙合副型線參數(shù)設(shè)定銑刀8初始位置，對(duì)螺槽的兩個(gè)側(cè)面23a， 23b分別加工。
螺桿工件21繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)是由電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同 時(shí)又通過齒輪和渦輪蝸桿變速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)床身1上的銑刀架底盤2在水平面內(nèi) 轉(zhuǎn)動(dòng)。由此拖動(dòng)銑刀架和銑刀動(dòng)力頭整體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)銑刀動(dòng)力頭又獨(dú) 立驅(qū)動(dòng)圓柱銑刀繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，由此來實(shí)現(xiàn)銑刀8對(duì)螺桿工件21螺槽23 的銑削加工。
能實(shí)施銑刀變位的銑刀架由三個(gè)導(dǎo)軌-滑板副15、 16、 20和一個(gè)角度調(diào) 節(jié)回轉(zhuǎn)座5重疊組裝成一體，其各自的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，均在銑床靜態(tài)下 通過人工或自動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整位移并進(jìn)行鎖死。這個(gè)銑刀架使得圓柱銑刀軸線相 對(duì)于銑刀架底座平面產(chǎn)生空間x、 y、 z三個(gè)方向的獨(dú)立位移和一個(gè)x、 y平面 方向的角位移。
工件21和銑刀架底盤2的聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)速度通過調(diào)速機(jī)構(gòu)可以大幅度變化， 當(dāng)銑刀8切削工件21時(shí)，工件和銑刀架底座的聯(lián)動(dòng)速度很低，工件轉(zhuǎn)速在 lr/min以下；當(dāng)銑刀走出工件，進(jìn)入空切回轉(zhuǎn)過程，工件的轉(zhuǎn)速可以提高5 15倍。
銑刀架底座側(cè)面可固定有對(duì)刀機(jī)構(gòu)，以便確定銑刀軸線相對(duì)于銑刀架底 盤的方向和銑刀端面在底盤轉(zhuǎn)軸徑向的位置。以此作為后續(xù)加工過程銑刀調(diào) 位的基準(zhǔn)。
實(shí)施例二
參見圖8，本發(fā)明包括床身1，床身上立園柱22和水平導(dǎo)軌15。水平導(dǎo) 軌上裝有底座18，底座18可沿水平導(dǎo)軌15在水平方向32往復(fù)移動(dòng)。立園 柱22可沿豎直方向26上下移動(dòng)，并定為鎖緊。
上述底座1上裝有底盤2，底盤上設(shè)有水平導(dǎo)軌16，水平導(dǎo)軌16上裝有滑板3。底盤2可整體繞豎直軸線沿圓周方向33連續(xù)旋轉(zhuǎn)?；?可沿水平 導(dǎo)軌16在水平方向38往復(fù)移動(dòng)?；?上裝有銑刀回轉(zhuǎn)座5。銑刀回轉(zhuǎn)座5 可繞其軸線在其圓周方向34往復(fù)旋轉(zhuǎn)。
在上述銑刀回轉(zhuǎn)座5上設(shè)有水平導(dǎo)軌20，水平導(dǎo)軌20與銑刀座13連接。 銑刀座13能沿水平導(dǎo)軌20在水平方向39往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)銑刀的進(jìn)、退刀。 在銑刀座13上裝有銑刀心軸7和變速器19，銑刀8卡裝在銑刀心軸7上。 銑刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)24通過變速器19驅(qū)動(dòng)銑刀8繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。
上述變速器采用齒輪變速或皮帶輪變速。
上述立園柱22通過主軸箱25與螺桿工件卡盤10連接，螺桿工件卡盤 10上設(shè)有工件卡具14。螺桿工件卡盤10可繞其自身軸線在其圓周方向36 連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施例所有部件移動(dòng)均可電控。
權(quán)利要求
1、一種用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，包括床身、床身上的立柱和銑刀架裝置，立柱上連接有工件回轉(zhuǎn)卡盤，并設(shè)有使工件回轉(zhuǎn)卡盤沿z方向垂直移動(dòng)的裝置，工件回轉(zhuǎn)卡盤連接有使其繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述銑刀架裝置包括銑刀座及其上用于安裝銑刀的銑刀心軸、設(shè)置在床身沿y方向水平導(dǎo)軌中的底座，底座上設(shè)有與工件卡盤聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的底盤；所述銑刀座與底盤之間設(shè)有使銑刀座分別沿x方向、沿y方向水平移動(dòng)的兩個(gè)平移機(jī)構(gòu)；以及使銑刀座沿x-y平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述銑刀座上設(shè)有使銑刀心軸旋轉(zhuǎn)的銑刀驅(qū)動(dòng)器。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，其特征在于， 所述沿x方向的平移機(jī)構(gòu)包括底盤上沿x方向的水平導(dǎo)軌，該水平導(dǎo)軌上連 接有滑板，該滑板上連接銑刀回轉(zhuǎn)座；所述沿y方向水平移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)包 括銑刀回轉(zhuǎn)座上沿y方向的水平導(dǎo)軌，該水平導(dǎo)軌上連接銑刀座。
3、 如權(quán)利要求2所述的用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床,其特征在于， 所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括銑刀回轉(zhuǎn)座和使其沿x-y平面旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述的用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，其 特征在于，所述使工件回轉(zhuǎn)卡盤沿z方向垂直移動(dòng)的裝置包括立柱上設(shè)置的 豎直導(dǎo)軌，該豎直導(dǎo)軌上裝有導(dǎo)套，導(dǎo)套與工件回轉(zhuǎn)卡盤連接。
5、 如權(quán)利要求1或2或3所述的用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，其 特征在于，所述立柱為圓立柱，該圓立柱上設(shè)置有使立柱上下運(yùn)動(dòng)的主軸箱。
6、 如權(quán)利要求1所述的用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，其特征在于， 所述銑刀驅(qū)動(dòng)器為電機(jī)主軸或電機(jī)通過一個(gè)變速器驅(qū)動(dòng)銑刀心軸旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于加工單螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的銑床，包括床身、床身上的立柱和銑刀架裝置，立柱上連接有工件回轉(zhuǎn)卡盤，并設(shè)有使工件回轉(zhuǎn)卡盤沿z方向垂直移動(dòng)的裝置，工件回轉(zhuǎn)卡盤連接有使其繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述銑刀架裝置包括銑刀座及其上用于安裝銑刀的銑刀心軸、設(shè)置在床身沿y方向水平導(dǎo)軌中的底座，底座上設(shè)有與工件卡盤聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的底盤；所述銑刀座與底盤之間設(shè)有使銑刀座分別沿x方向、沿y方向水平移動(dòng)的兩個(gè)平移機(jī)構(gòu)；以及使銑刀座沿x-y平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述銑刀座上設(shè)有使銑刀心軸旋轉(zhuǎn)的銑刀驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的專用銑床具有加工速度快，加工精度高的特點(diǎn)，可生產(chǎn)出高精度單螺桿壓縮機(jī)嚙合副螺槽。
文檔編號(hào)B23C3/00GK101301690SQ20081015003
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者馮全科, 吳偉烽, 健 李, 忖 趙 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)