CN100574947C

CN100574947C - 一种用于加工单螺杆压缩机转子的铣床

Info

Publication number: CN100574947C
Application number: CN200810150033A
Authority: CN
Inventors: 冯全科; 吴伟烽; 赵忖; 李健
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: CN101301690A

Abstract

本发明公开了一种用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，包括床身、床身上的立柱和铣刀架装置，立柱上连接有工件回转卡盘，并设有使工件回转卡盘沿z方向垂直移动的装置，工件回转卡盘连接有使其绕x轴转动的传动机构，其特征在于，所述铣刀架装置包括铣刀座及其上用于安装铣刀的铣刀心轴、设置在床身沿y方向水平导轨中的底座，底座上设有与工件卡盘联动旋转的底盘；所述铣刀座与底盘之间设有使铣刀座分别沿x方向、沿y方向水平移动的两个平移机构；以及使铣刀座沿x-y平面旋转运动的一个回转机构；所述铣刀座上设有使铣刀心轴旋转的铣刀驱动器。本发明的专用铣床具有加工速度快，加工精度高的特点，可生产出高精度单螺杆压缩机啮合副螺槽。

Description

一种用于加工单螺杆压缩机转子的铣床

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备，特别涉及一种用于加工单螺杆压缩机的螺杆转子的铣床。

背景技术

压缩机广泛应用于铁路、轮船、矿山、建筑、化工、纺织、冶金机械、军工仪表、舰艇等行业。单螺杆压缩机与往复式活寒压缩机、双螺杆压缩机相比，具有结构简单、运转可靠、体积小、重量轻、噪音低等优点。

国外能生产单螺杆压缩机的有法、日、英、美、荷兰等国的十余家公司，近年来我国一些厂家也开始生产单螺杆压缩机，但其性能指标普遍低于进口产品。特别是在使用同样材料的情况下，日本一些厂家生产的星轮寿命是我国的2倍左右。目前，普遍认为这是由单螺杆压缩机啮合副的加工精度造成的差异。据中国压缩机协会的不完全统计，2005年国内单螺杆产品年产量约3000～4000台。上海的台湾复盛公司是一家国际型压缩机制造公司，一直用高价从日本三井公司购买单螺杆压缩机的主机，在配备辅机***后供应国内外市场。因此，单螺杆压缩机在国内有巨大的发展空间。但星轮齿磨损快，使用寿命短的问题成了国内二十多年来始终难以逾越的障碍。

单螺杆压缩机的核心部件是构成啮合副的螺杆与星轮(图1)。螺杆螺槽与星轮叶片是单螺杆压缩机零件加工中难度最大的地方。而啮合副的型线对加工方法和加工难度影响很大。国外已公开的单螺杆压缩机型线有直线包络和圆柱包络两种。国内曾有人提出二次包络类型的型线，但均由于加工问题尚未实现。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种新型的单螺杆压缩机螺杆螺槽的专用加工铣床，可加工圆柱包络单螺杆压缩机和多圆柱包络单螺杆压缩机的螺杆螺槽，具有加工工艺简单，精度高，速度快的特点。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，包括床身、床身上的立柱和铣刀架装置，立柱上连接有工件回转卡盘，并设有使工件回转卡盘沿z方向垂直移动的装置，工件回转卡盘连接有使其绕x轴转动的传动机构，其特征在于，所述铣刀架装置包括铣刀座及其上用于安装铣刀的铣刀心轴、设置在床身沿y方向水平导轨中的底座，底座上设有与工件卡盘联动旋转的底盘；所述铣刀座与底盘之间设有使铣刀座分别沿x方向、沿y方向水平移动的两个平移机构；以及使铣刀座沿x-y平面旋转运动的一个回转机构；所述铣刀座上设有使铣刀心轴旋转的铣刀驱动器。

上述方案中，所述沿x方向的平移机构包括底盘上沿x方向的水平导轨，该水平导轨上连接有滑板，该滑板上连接有铣刀回转座；所述沿y方向水平移动的平移机构包括铣刀回转座上沿y方向的水平导轨，该水平导轨上连接铣刀座。所述回转机构包括铣刀回转座和使其沿x-y平面旋转的回转驱动器。

所述使工件回转卡盘沿z方向垂直移动的装置包括立柱上设置的竖直导轨，该竖直导轨上装有导套，导套与工件回转卡盘连接。所述立柱还可以是圆立柱，该圆立柱上设置有使立柱上下运动的主轴箱。所述铣刀驱动器为电机主轴或电机通过一个变速器驱动铣刀心轴旋转。

本发明采用上述结构，可实现螺杆工件绕其轴线的连续旋转和与铣刀整体绕刀架台底盘中心轴的连续旋转，且两者联动，传动比不变；可实现工件整体沿立柱在竖直方向的上下移动并定位锁紧；可实现铣刀整体沿平行于工件轴线方向和垂直于工件轴线方向的往复移动并定位锁紧；可实现铣刀整体绕竖直轴线的往复旋转，并定位锁紧；可实现铣刀绕自身轴线的转动和沿其轴线方向的进、退刀。即，在加工单螺杆转子螺槽时，根据单螺杆啮合副型线参数，通过沿立柱在竖直方向调节定位螺杆工件初始位置，通过沿床身水平导轨和底盘水平导轨在平行于工件轴线方向和垂直与工件轴线方向的平移，绕竖直轴线方向的旋转，调节定位铣刀初始位置。之后通过螺杆工件和底盘的联动旋转，实现螺杆转子螺槽的加工。期间，由电机驱动铣刀的进、退刀。从而在螺杆上加工出符合啮合副型线要求的高精度螺槽。本发明加工速度快，加工精度高，可生产出高精度单螺杆压缩机啮合副螺槽。

附图说明

图1为单螺杆压缩机主要部件螺杆与星轮(单个)组成的啮合副立体图。

图2为本发明实施例一的立体结构示意图。

图3、图4、图5分别为图2实施方式一的铣床在加工螺杆螺槽时三个不同工位的情景图。

图6、图7为本发明铣床在加工螺杆时，对螺槽的两个侧面分别加工的示意图。

图8为本发明实施例二的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例一

参见图2，本发明包括床身1，床身1上立柱17和水平导轨15。水平导轨15上装有底座18，底座18可沿水平导轨15在水平方向32往复移动。立柱17上设有竖直导轨12，竖直导轨12上装有导套11，导套11可沿竖直导轨12在竖直方向37作上下移动和锁紧。

上述底座18上装有底盘2，底盘2上设有水平导轨16，水平导轨16上装有滑板3。滑板3可沿水平导轨16在水平方向38往复移动。滑板3上装有铣刀回转座5和回转驱动器4。在回转驱动器4的驱动下，铣刀回转座5可绕其轴线在其圆周方向34往复旋转。

在上述铣刀回转座5上设有水平导轨20，水平导轨20与铣刀座13连接。铣刀座13能沿水平导轨20在水平方向39往复移动，实现铣刀的进、退刀。在铣刀座13上装有铣刀驱动器6和铣刀心轴7，铣刀8卡装在铣刀心轴7上。由铣刀驱动器6驱动，铣刀8绕其自身轴线旋转。

上述铣刀驱动器6为电机或电主轴。

上述导套11与工件卡盘10连接，工件卡盘10上设有工件卡具14。工件卡盘10可绕其自身轴线在其圆周方向36旋转。

本实施例所有部件移动均可电控。

本发明工作过程如图3、4、5所示，首先将工件9固定在工件卡盘10上，并水平移动底座18、滑板3，转动铣刀转动座5，竖直移动导套11，调节铣刀8处于某一初始位置，然后底盘2与工件卡盘10联动旋转，开始铣削加工螺杆螺槽。图5、6、7表示本发明在加工螺槽时三个工位的立体示意图。

如图6、7所示，对工件21上任一螺槽23的加工，需根据(多)圆柱包络啮合副型线参数设定铣刀8初始位置，对螺槽的两个侧面23a，23b分别加工。

螺杆工件21绕自身轴线的旋转是由电动机传动驱动的，该驱动机构同时又通过齿轮和涡轮蜗杆变速机构带动床身1上的铣刀架底盘2在水平面内转动。由此拖动铣刀架和铣刀动力头整体做回转运动，同时铣刀动力头又独立驱动圆柱铣刀绕自身轴线旋转，由此来实现铣刀8对螺杆工件21螺槽23的铣削加工。

能实施铣刀变位的铣刀架由三个导轨-滑板副15、16、20和一个角度调节回转座5重叠组装成一体，其各自的相对运动相互独立，均在铣床静态下通过人工或自动机构调整位移并进行锁死。这个铣刀架使得圆柱铣刀轴线相对于铣刀架底座平面产生空间x、y、z三个方向的独立位移和一个x、y平面方向的角位移。

工件21和铣刀架底盘2的联动旋转速度通过调速机构可以大幅度变化，当铣刀8切削工件21时，工件和铣刀架底座的联动速度很低，工件转速在1r/min以下；当铣刀走出工件，进入空切回转过程，工件的转速可以提高5～15倍。

铣刀架底座侧面可固定有对刀机构，以便确定铣刀轴线相对于铣刀架底盘的方向和铣刀端面在底盘转轴径向的位置。以此作为后续加工过程铣刀调位的基准。

实施例二

参见图8，本发明包括床身1，床身上立园柱22和水平导轨15。水平导轨上装有底座18，底座18可沿水平导轨15在水平方向32往复移动。立园柱22可沿竖直方向26上下移动，并定为锁紧。

上述底座1上装有底盘2，底盘上设有水平导轨16，水平导轨16上装有滑板3。底盘2可整体绕竖直轴线沿圆周方向33连续旋转。滑板3可沿水平导轨16在水平方向38往复移动。滑板3上装有铣刀回转座5。铣刀回转座5可绕其轴线在其圆周方向34往复旋转。

在上述铣刀回转座5上设有水平导轨20，水平导轨20与铣刀座13连接。铣刀座13能沿水平导轨20在水平方向39往复移动，实现铣刀的进、退刀。在铣刀座13上装有铣刀心轴7和变速器19，铣刀8卡装在铣刀心轴7上。铣刀驱动电机24通过变速器19驱动铣刀8绕其自身轴线旋转。

上述变速器采用齿轮变速或皮带轮变速。

上述立园柱22通过主轴箱25与螺杆工件卡盘10连接，螺杆工件卡盘10上设有工件卡具14。螺杆工件卡盘10可绕其自身轴线在其圆周方向36连续旋转。

本实施例所有部件移动均可电控。

Claims

1、一种用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，包括床身、床身上的立柱和铣刀架装置，立柱上连接有工件回转卡盘，并设有使工件回转卡盘沿z方向垂直移动的装置，工件回转卡盘连接有使其绕x轴转动的传动机构，其特征在于，所述铣刀架装置包括铣刀座及其上用于安装铣刀的铣刀心轴、设置在床身沿y方向水平导轨中的底座，底座上设有与工件回转卡盘联动旋转的底盘，螺杆工件绕其轴线的连续旋转和与铣刀整体绕刀架台底盘中心轴的连续旋转的传动比不变；所述铣刀座与底盘之间设有使铣刀座分别沿x方向、沿y方向水平移动的两个平移机构；以及使铣刀座沿x-y平面旋转运动的一个回转机构；所述铣刀座上设有使铣刀心轴旋转的铣刀驱动器。

2、如权利要求1所述的用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，其特征在于，所述沿x方向的平移机构包括底盘上沿x方向的水平导轨，该水平导轨上连接有滑板，该滑板上连接铣刀回转座；所述沿y方向水平移动的平移机构包括铣刀回转座上沿y方向的水平导轨，该水平导轨上连接铣刀座。

3、如权利要求2所述的用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，其特征在于，所述回转机构包括铣刀回转座和使其沿x-y平面旋转的回转驱动器。

4、如权利要求1或2或3所述的用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，其特征在于，所述使工件回转卡盘沿z方向垂直移动的装置包括立柱上设置的竖直导轨，该竖直导轨上装有导套，导套与工件回转卡盘连接。

5、如权利要求1或2或3所述的用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，其特征在于，所述立柱为圆立柱，该圆立柱上设置有使立柱上下运动的主轴箱。

6、如权利要求1所述的用于加工单螺杆压缩机转子的铣床，其特征在于，所述铣刀驱动器为电机主轴或电机通过一个变速器驱动铣刀心轴旋转。