專利名稱：莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，屬于石油鉆井和開采用莫諾鉆具和莫諾泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
莫諾鉆具/泵是當(dāng)今國內(nèi)外地質(zhì)勘探，石油、天然氣開發(fā)領(lǐng)域極為重要的工具，其中馬達(dá)是莫諾鉆具/泵的核心部件，由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子作為馬達(dá)部件中的最關(guān)鍵部件之一，它直接關(guān)系到工具的工作效率和使用壽命。常規(guī)莫諾鉆具/泵定子內(nèi)腔為光滑的圓柱面，內(nèi)部橡膠附著面積小，粘結(jié)牢固性差，易剝皮和掉塊；另外，由于襯套橡膠厚度不均，橡膠層各部位的收縮量也不相同，致使硫化后的襯套內(nèi)輪廓線型與模具線型存在較大差異，而轉(zhuǎn)子線型是按模具線型設(shè)計的，因此，定子和轉(zhuǎn)子配合時線型誤差較大，難以形成最佳密封，會產(chǎn)生液體泄漏而導(dǎo)致工具的輸出功率小、機(jī)械效率低等現(xiàn)象；而馬達(dá)的工作是由轉(zhuǎn)子的行星運(yùn)動形成的，由于定子橡膠襯套的厚度不均，在轉(zhuǎn)子的壓迫下會產(chǎn)生不同的變形量，從而造成馬達(dá)運(yùn)動不穩(wěn)定，噪音大，工作效率和使用壽命低等缺陷。預(yù)輪廓定子散熱性能好、密封性好、抗壓性強(qiáng)，可以提高莫諾鉆具/泵的工作效率和使用壽命，已成為提高鉆井和采油效率、節(jié)約鉆井和采油成本的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是莫諾鉆具/泵的發(fā)展方向，因此，預(yù)輪廓莫諾鉆具/泵將是制造企業(yè)贏得激烈市場競爭的重要保障。與常規(guī)定子相比，預(yù)輪廓定子的生產(chǎn)成本僅上浮2 3%，但在制造工藝穩(wěn)定后其輸出動力和使用壽命可提高10%以上，有國外公司宣稱其動力可提高50%以上。高溫高壓環(huán)境下， 預(yù)輪廓莫諾鉆具/泵比常規(guī)的輸出性能更穩(wěn)定，可以更好地滿足深層油氣資源鉆探和開采的需要。由于預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面的加工技術(shù)是生產(chǎn)預(yù)輪廓莫諾鉆具/泵的技術(shù)關(guān)鍵，而預(yù)輪廓定子內(nèi)腔由花瓣形的螺旋曲面組成，定子長徑比很大，螺旋曲面的加工難度非常大，因此從長遠(yuǎn)看，非常有必要設(shè)計一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對目前預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工存在的問題，特提供一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備。為了達(dá)到上述目的，本實用新型解決此技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，包括刀頭和刀桿，其結(jié)構(gòu)是由扶正帽、扶正堵頭、刀頭體、端蓋、銑刀、刀套、扶正瓦、錐齒輪軸、傳動軸、刀體桿、連接件法蘭、端蓋等組成， 其結(jié)構(gòu)特征是扶正堵頭一端與扶正帽連接，靠緊定螺栓定位，另一端與刀頭體相連，靠螺栓定位，扶正帽可以根據(jù)定子內(nèi)徑的變化，改變其外徑尺寸，以用于不同尺寸預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面的加工；刀頭體內(nèi)安置刀套，刀套靠上下兩個端蓋封閉，防止雜質(zhì)進(jìn)入，以保證潤滑效果；刀套周向兩端分別由一組或者兩組滾子軸承支撐，中部有一個大錐齒輪；銑刀安裝在刀套上，可以通過錐螺紋或者緊定螺栓固定在刀套上，且可以根據(jù)加工工件內(nèi)孔空間，選擇安裝一個或者兩個銑刀；銑刀內(nèi)部留有冷卻液口 ；錐齒輪軸安置在刀頭體中心孔中，通過小錐齒輪與大錐齒輪嚙合；扶正瓦固定在刀頭體下方，靠螺釘定位；以上部件構(gòu)成刀頭；傳動軸安置在刀體桿中心孔內(nèi)，靠深溝球軸承和軸承擋圈定位，傳動軸末端有鍵；刀桿體端部連接端蓋，靠螺栓定位，刀桿體末端外壁有連接件法蘭，靠螺栓定位；以上部件構(gòu)成刀桿；刀頭和刀桿分別安裝在機(jī)床上相應(yīng)的位置，然后將刀頭和刀桿相連，刀頭的錐齒輪軸用花鍵與刀桿的傳動軸連接，通過小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，將水平轉(zhuǎn)動改變?yōu)榇怪鞭D(zhuǎn)動，帶動刀套和銑刀旋轉(zhuǎn)銑削工件?！N莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，其技術(shù)特征是將刀頭通過錐螺紋與刀桿相連，刀頭的錐齒輪軸與刀桿內(nèi)的傳動軸連接，接收從傳動軸傳來的轉(zhuǎn)速和扭矩，通過小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，將水平轉(zhuǎn)動變?yōu)榇怪鞭D(zhuǎn)動，帶動刀套和銑刀旋轉(zhuǎn)銑削工件；銑削時，螺旋線采用2坐標(biāo)聯(lián)動控制加工，工件緩慢旋轉(zhuǎn)，刀桿和銑刀高速旋轉(zhuǎn)，正交車銑，確保高精度和高效率；工件和刀具做相對分離運(yùn)動，確保工件不至于因壓縮產(chǎn)生過大彎曲變形；采用兩把與定子內(nèi)腔線型一致的成型銑刀，對稱布置，一次成型，銑刀兩邊有扶正帽和扶正瓦，起固定支撐作用，可以減少工件變形和振動，提高加工精度；采用高壓冷卻潤滑液，提高冷卻效率，同時及時沖走碎屑，避免刮傷工件表面；銑刀繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的同時，在上述螺旋成形運(yùn)動下加工出預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是(1)銑削時，工件緩慢旋轉(zhuǎn)，刀桿和銑刀高速旋轉(zhuǎn)，正交車銑，確保高精度和高效率，而工件和刀具做相對分離運(yùn)動，確保工件不至于由于壓縮產(chǎn)生過大彎曲變形；(2)采用兩把與定子內(nèi)腔線型一致的成型銑刀， 對稱布置，刀頭兩端有扶正帽和扶正瓦起固定支撐作用，可以減少工件變形和振動，提高加工精度；(3)采用高壓冷卻潤滑液，提高冷卻效率，同時及時沖走碎屑，避免刮傷工件表面； (4)整個刀頭體與刀桿通過螺紋相連，拆卸方便，可根據(jù)定子尺寸不同，設(shè)計相應(yīng)的刀頭，而不用更改其他部分。

圖1是本實用新型莫諾鉆具式一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型莫諾鉆具式二結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型莫諾鉆具意圖；圖4是本實用新型莫諾鉆具局示意圖。圖中1.扶正帽，2.扶正堵頭，3.刀頭體，4.端蓋，5.銑刀，6.刀套，7.滾子軸承，8.滾子軸承，9.擋圈，10.鎖緊螺母，11.大錐齒輪，12.小錐齒輪，13.扶正瓦，14.錐齒輪軸，15.傳動軸，16.刀體桿，17.深溝球軸承，18.軸承擋圈，19.連接件法蘭，20.端蓋， 21.鍵，22.機(jī)床，23.刀頭安裝處，24.工件，25.刀桿安裝處。具體實施方法
/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備的刀頭實施方 /泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備的刀頭實施方 /泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備的刀桿結(jié)構(gòu)示 /泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備的機(jī)床總體布[0015]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，包括刀頭和刀桿，其結(jié)構(gòu)是由扶正帽1、扶正堵頭2、刀頭體3、端蓋4、銑刀5、 刀套6、扶正瓦13、錐齒輪軸14、傳動軸15、刀體桿16、連接件法蘭19、端蓋20等組成，其結(jié)構(gòu)特征是扶正堵頭2 —端與扶正帽1連接，靠緊定螺栓定位，另一端與刀頭體3相連，靠螺栓定位，扶正帽1可以根據(jù)定子內(nèi)徑的變化，改變其外徑尺寸，以用于不同尺寸預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面的加工；刀頭體3內(nèi)安置刀套6，刀套6靠上下兩個端蓋4封閉，防止雜質(zhì)進(jìn)入，以保證潤滑效果；刀套6周向兩端分別由一組或者兩組滾子軸承7支撐，中部有一個大錐齒輪11 ；銑刀5安裝在刀套6上，可以通過錐螺紋或者緊定螺栓固定在刀套6上，且采用兩把與定子內(nèi)腔線型一致的成型銑刀5，對稱布置，銑刀5內(nèi)部留有冷卻液口 ；錐齒輪軸14 安置在刀頭體3中心孔中，通過小錐齒輪12與大錐齒輪11嚙合；扶正瓦13固定在刀頭體 3下方，靠螺釘定位；以上部件構(gòu)成刀頭；傳動軸15安置在刀體桿16中心孔內(nèi)，靠深溝球軸承17和軸承擋圈18定位，傳動軸15末端有鍵21 ；刀桿體16端部連接端蓋20，靠螺栓定位，刀桿體16末端外壁有連接件法蘭19，靠螺栓定位；以上部件構(gòu)成刀桿；刀頭和刀桿分別安裝在機(jī)床上的刀頭安裝處23和刀桿安裝處25，然后將刀頭和刀桿相連，刀頭的錐齒輪軸 14用花鍵與刀桿的傳動軸15連接，通過小錐齒輪12和大錐齒輪11嚙合，將水平轉(zhuǎn)動改變?yōu)榇怪鞭D(zhuǎn)動，帶動刀套6和銑刀5旋轉(zhuǎn)銑削工件24。一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，其技術(shù)特征是將刀頭通過錐螺紋與刀桿相連，刀頭的錐齒輪軸14與刀桿內(nèi)的傳動軸15連接，接收從傳動軸15傳來的轉(zhuǎn)速和扭矩，通過小錐齒輪12和大錐齒輪11嚙合，將水平轉(zhuǎn)動變?yōu)榇怪鞭D(zhuǎn)動，帶動刀套6和銑刀5旋轉(zhuǎn)銑削工件M ；銑削時，螺旋線采用2坐標(biāo)聯(lián)動控制加工，工件M緩慢旋轉(zhuǎn)，刀桿和銑刀5高速旋轉(zhuǎn)，正交車銑，確保高精度和高效率；工件M和刀具做相對分離運(yùn)動，確保工件M不至于因壓縮產(chǎn)生過大彎曲變形；采用兩把與定子內(nèi)腔線型一致的成型銑刀5，對稱布置，一次成型，銑刀兩邊有扶正帽1和扶正瓦13，起固定支撐作用，可以減少工件M變形和振動，提高加工精度；采用高壓冷卻潤滑液，提高冷卻效率，同時及時沖走碎屑，避免刮傷工件M表面；銑刀5繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的同時，在上述螺旋成形運(yùn)動下加工出預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面。本實用新型一種莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，具有加工效率高、精度高、刀具耐用度高及其切削平穩(wěn)等優(yōu)點；刀頭、刀桿結(jié)構(gòu)簡單，易于制造；整個刀頭體3與刀桿通過螺紋相連，拆卸方便；本實用新型技術(shù)將給我國預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面的加工技術(shù)帶來革命性的進(jìn)步，對我國石油鉆井及開采技術(shù)的提升有重要意義。
權(quán)利要求1.莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，包括預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工刀頭和刀桿，由扶正帽(1)、扶正堵頭(2)、刀頭體(3)、端蓋(4)、銑刀(5)、刀套(6)、扶正瓦(13)、錐齒輪軸(14)、傳動軸(15)、刀體桿(16)、連接件法蘭(19)、端蓋(20)等組成，其特征在于扶正堵頭(2) —端與扶正帽(1)連接，另一端與刀頭體(3)相連，靠螺栓定位 ’刀頭體(3)內(nèi)安置刀套(6)，刀套(6)靠上下兩個端蓋(4)封閉，刀套(6)周向兩端分別由一組或者兩組滾子軸承(7)支撐，中部有一個大錐齒輪(11)；銑刀(5)安裝在刀套(6)上；錐齒輪軸(14)安置在刀頭體(3)中心孔中，通過小錐齒輪(12)與大錐齒輪(11)嚙合；扶正瓦 (13)固定在刀頭體(3)下方，靠螺釘定位；以上部件構(gòu)成刀頭；傳動軸(15)安置在刀體桿 (16)中心孔內(nèi)，靠深溝球軸承(17)和軸承擋圈(18)定位，傳動軸(15)末端有鍵(21)；刀桿體(16)端部連接端蓋(20)，靠螺栓定位，刀桿體(16)末端外壁有連接件法蘭(19)，靠螺栓定位；以上部件構(gòu)成刀桿；刀頭和刀桿分別安裝在機(jī)床上的(23)和(25)處，然后將刀頭和刀桿通過錐螺紋相連，刀頭的錐齒輪軸(14)用花鍵與刀桿的傳動軸(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，其特征在于銑刀(5)可以通過錐螺紋或者緊定螺栓固定在刀套(6)上，銑刀(5)內(nèi)部留有冷卻液口 ； 扶正帽(1)可以根據(jù)定子內(nèi)徑的變化，改變其外徑尺寸，以用于不同尺寸預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面的加工。
專利摘要莫諾鉆具/泵預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面加工設(shè)備，主要由扶正帽、扶正堵頭、刀頭體、端蓋、銑刀、刀套、錐齒輪軸、傳動軸、刀桿體等組成。該加工設(shè)備將刀頭與刀桿相連，錐齒輪軸與傳動軸連接，接收轉(zhuǎn)速和扭矩，通過兩個錐齒輪嚙合，將水平轉(zhuǎn)動變?yōu)榇怪鞭D(zhuǎn)動，帶動刀套和銑刀旋轉(zhuǎn)銑削工件；銑削時工件緩慢旋轉(zhuǎn)，刀桿和銑刀高速旋轉(zhuǎn)，工件和刀具做相對分離運(yùn)動，采用兩把與定子內(nèi)腔線型一致的成型銑刀，對稱布置，一次成型；刀頭兩端均有扶正塊，以減少工件變形和振動；采用高壓冷卻潤滑液冷卻，并及時沖走碎屑；本實用新型技術(shù)將給我國預(yù)輪廓定子內(nèi)腔螺旋曲面的加工技術(shù)帶來革命性的進(jìn)步，對我國石油鉆井及開采技術(shù)的提升有重要意義。
文檔編號B23C3/16GK201960181SQ20102067660
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者石昌帥, 祝效華, 童華 申請人:西南石油大學(xué)