CN218016027U - 一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，包括基准圆管以及多个沿其周向设置在基准圆管外侧的刀片架，相邻的刀片架之间设置有固定块，每个刀片架外侧设有用以可拆安装圆形刀片的圆形刀片定位槽，所述圆形刀片定位槽两侧设置有用以可拆安装方形刀片的方形定位槽。本实用新型设计合理，构造简单，使用方便，可大幅提高加工效率，降低制造成本，而且可单独更换磨损刀片，延长刀具使用寿命。

Description

一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀

技术领域

本实用新型涉及一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀。

背景技术

罗茨鼓风机是一种常见的回转式流体压缩机械，作为国内现代化工业的重要设备之一，其安装方式多样、内部构造简单、工作时内腔无需润滑、排气量稳定、运转平稳、容积效率高且具有传送流体不含油等优点，因此在建材、粮食、水产品养殖和污水废水处理等行业中有着广泛应用。

现有罗茨鼓风机的扭叶转子加工方式效率低且成本高，一直限制着扭叶转子的推广应用。而且传统的扭叶转子铣刀采用硬质合金整体形结构，刀片一体成型于刀座上，长时间加工后，刀片磨损严重，但由于刀片刀座一体式结构，无法将磨损的刀片更换，只能换掉整个铣刀，换刀成本高且效率低。

实用新型内容

本实用新型对上述问题进行了改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，使用方便且高效。

本实用新型是这样构成的，它包括基准圆管以及多个沿其周向设置在基准圆管外侧的刀片架，相邻的刀片架之间设置有固定块，每个刀片架外侧设有用以可拆安装圆形刀片的圆形刀片定位槽，所述圆形刀片定位槽两侧设置有用以可拆安装方形刀片的方形定位槽。

进一步的，所述基准圆管两端设有紧固螺母，所述紧固螺母与刀片架之间设置有斜面固定环。

进一步的，所述斜面固定环内侧面与刀片架的接触面为相互配合的斜面。

进一步的，圆形刀片、方形刀片采用内六角沉头螺栓安装于刀片架上。

进一步的，所述固定块采用内六角圆柱头螺钉固定于基准圆管上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、刀片与带有刀片定位槽的刀架采用分体式结构，刀片磨损后，无需更换整体铣刀，具有安装方便拆卸快速的优点；

2、安装后的刀片稳定性高，进而提高扭叶转子加工的精度；

3、刀片为转位式，当一端的刀刃损坏后可通过转位更换到另一个刀刃进行切削，延长刀片的使用时间、提高刀片的使用寿命且降低加工成本；

4、整个铣刀采用硬质合金材质与钢制材质的结合，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例立体图；

图2为本实用新型实施例正视图；

图3为本实用新型实施例刀片位置局部剖视图；

图4为本实用新型实施例盘形铣刀轮廓拟合示意图；

图5为本实用新型实施例刀片排布示意图；

图6为本实用新型实施例基准圆管局部正视图；

图7为本实用新型实施例基准圆管剖视图；

图8为本实用新型实施例刀片架、圆形刀片和方形刀片结构示意图；

图9为本实用新型实施例剖视图；

图10为本实用新型实施例刀片架周向固定示意图；

图11为本实用新型实施例固定块正视图；

图12为本实用新型实施例固定块侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例：参照附图1-12所示，提供一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，包括基准圆管9以及多个沿其周向设置在基准圆管外侧的刀片架3，相邻的刀片架之间设置有固定块6，每个刀片架外侧设有用以可拆安装圆形刀片1的圆形刀片定位槽4，所述圆形刀片定位槽两侧设置有用以可拆安装方形刀片的方形定位槽5。

在本实施例中，所述基准圆管两端设有紧固螺母8，所述紧固螺母与刀片架之间设置有斜面固定环7。

上述的基准圆管两端部设有外螺纹，用以与紧固螺母的内螺纹相配合；通过紧固螺母与基准圆管的外螺纹配合，保证斜面固定环轴向向内的推力，从而保证刀片架在左、右两端的轴向定位。

上述的基准圆管上开设有螺纹孔，内六角圆柱头螺钉10贯穿固定块、螺纹孔对固定块进行定位和固定。

上述的基准圆管中间设有中心孔，用以与机床的主轴配合用。

在本实施例中，所述斜面固定环内侧面与刀片架的接触面为相互配合的斜面。

斜面固定环实现对刀片架的轴向固定，斜面固定环与刀片架接触的左、右两端留有间隙，方便实际加工中存在误差进行调整。两个斜面的倾斜角度相同，且该角度能实现斜面间的自锁，增加固定的可靠性。

在本实施例中，圆形刀片、方形刀片采用内六角沉头螺栓2安装于刀片架上。

刀片架可以设计为十二个可拆分的刀片架，根据刀片形状以及位置在刀片架上加工出对应的圆形刀片定位槽和方形刀片定位槽，刀片架上开设有安装孔，圆形、方形刀片定位槽上开有与安装孔互通的连接孔，连接孔贯通至刀片架的壁面，刀片定位槽内可通过内六角沉头螺栓拆卸安装可转位刀片。

在本实施例中，所述固定块采用内六角圆柱头螺钉10固定于基准圆管上，其作用是实现刀片架的周向固定。

在本实施例中，圆形刀片、方形刀片为螺旋式排布。

螺旋式排布是将相邻刀片按顺序依次在刀架上排布开来，随着刀具转动，相邻刀片依次对工件进行切削，避免了切削力变化不均匀的情况，同时也能够保证同一刀片架上所排布刀片之间的距离最大化，刀片槽之间不会发生干涉，切削冲击更加分散。

在本实施例中，安装时：通过内六角圆柱头螺钉将固定块安装于在基准圆管上；通过相邻的两个固定块的角度夹紧刀架片，从而实现刀架片圆周方向的限位；通过拧紧在基准圆管两端的紧固螺母提供轴向内推力，保证刀架片的轴向定位；根据刀片的形状，将圆形刀片、方形刀片采用内六角沉头螺栓安装于刀片架的圆形刀片定位槽、方形定位槽内；当圆形刀片或方形刀片磨损以后，将一端的刀刃损坏后可通过转位更换到另一个刀刃，固定后进行切削。

实施例2：在本实施例中，可转位盘形铣刀的设计如下：

1、刀片定位与夹紧方式：

可转位盘形铣刀主要用于罗茨鼓风机扭叶转子的粗加工，对刀片拟合廓形曲线的精度较高，对刀片定位精度没有太高的需求，刀片定位选择面定位方式，如图3所示，其定位接触面积大，载荷分散，支撑稳定，定位精度保持时间长。考虑到刀片架整体结构，以及刀片的分布，刀片夹紧方式选用内六角沉头螺栓定位，这种定位方式既能满足对刀片定位方式的要求，又可以有效的减小定位所占用的空间，适合本刀具的定位。

2、刀体设计：

如图4所示，铣刀的轮廓曲线整体上看既有外凸的部分又有内凹的部分，如果仅用正方形刀片进行拟合时，在曲线的外凸部分排布会特别密集，根本无法实现在整个盘形刀具上无干涉安装，所以在刀片选用时运用两种刀片进行拟合，一种是采用圆形刀片用来拟合外凸圆弧，一种是采用正方形刀片用来拟合内凹圆弧，这样整体来看拟合所用刀片相对较少，而且在整个盘形刀具上进行定位时，可以刚好不发生干涉的排布开来。

将铣刀理论廓形曲线进行一定程度的缩进可以得到刀体的顶端廓形曲线，缩进量取决于刀具工作时的进给量。基准圆管、固定块及刀片架均采用钢制材料制成，刀片材料为硬质合金，加工材料为球墨铸铁，这种材料在切削过程中产生的切屑类型属于崩碎切屑，对这种材料进行切削时刀具的切削刃处的温度较高而且所受压应力也会较大。参考硬质合金类刀具加工球磨铸铁的相关资料，确定进给量为0.2 mm，则缩进量可设定为1 mm。

可转位盘形铣刀在工作过程中，切削冲击主要由刀片所承担，为了避免切削冲击过于集中在部分刀片上，需要对刀片的排布进行合理优化，以延长刀片使用寿命。当刀体为对称结构时，通常采用刀片对称的排布方式，这样可以有效降低工作过程中刀具所受到的切削冲击强度，考虑到本设计中刀片数目较多，刀片间隔较小，选用对称排布方式会引起刀片之间相互干涉，因此，决定采用刀片螺旋式排布，排布方式如图5所示。螺旋式排布是将相邻刀片按顺序依次在刀架上排布开来，随着刀具转动，相邻刀片依次对工件进行切削，避免了切削力变化不均匀的情况，同时也能够保证同一刀片架上所排布刀片之间的距离最大化，刀片槽之间不会发生干涉，切削冲击更加分散。

3、刀架结构设计：

首先是对基准圆管的设计，如图6、7所示，基准圆管是用作固定其他各个部件，并且其中心孔是用于后面与机床主轴配合用的，两端开有螺纹用作后续紧固螺母固定端面，其中间开有24个螺纹孔，用来实现固定块定位，并且后期调整来保证刀片架的位置。

然后对刀片定位的刀片架进行设计，为了降低盘形铣刀切削冲击大的问题，将盘形铣刀设计为镶齿式的，将一个完整的曲线圆弧(接触线)用多个刀片拟合加工。在实际设计过程中，由于可转位刀片数量较大，导致刀架齿数较多，齿距较小，因此在加工最顶端刀片定位槽时容易发生干涉情况，加工难度较大。为了解决上述问题，将刀架设计为分体式，即将刀架设计为十二个可拆分的刀片架，单个刀片架结构如图8所示，根据刀片形状以及位置在刀片架上加工出对应的刀片定位槽，刀片定位槽上开有与安装孔互通的连接孔，连接孔贯通至刀片架的壁面，刀片定位槽内可通过连接件螺栓拆卸安装可转位刀片。

4、刀架片的固定方式：

刀架片的轴向固定方式如图9所示，从图中可以看出刀架片的固定是与斜面固定环的斜面接触产生轴向力使其固定，并且接触的前端与后端都留有间隙，方便实际加工中存在误差进行调整。两个斜面的倾斜角度相同，并且该角度能够实现斜面间的自锁，增加固定的可靠性。斜面固定环是有推板推动保证斜面固定环与刀架片紧靠固定，而推板是由紧固螺母与基准圆管的外螺纹拧紧配合，保证了推板的向内推力；这样就能保证刀架片在左右两端的定位，实现刀架片的轴向定位。

刀架片的周向固定是通过两侧的固定块实现的，如图10所示，先将固定块与基准圆管用内六角圆柱头螺钉固定，但是两者之间留有2mm的缝隙为后续调整提供空间，通过两个固定块相互调整来实现对刀架片的夹紧，并且可以通过调整间隙大小来调整左右的角度，保证刀架片的圆周位置。

常见的可转位刀具主要由刀体、刀片、定位元件以及夹紧元件等几部分所组成，每个部分都对应着各自的功能，缺一不可。其中刀体的作用是承载所有的零件，各个零件在刀体上进行装配，形成完整刀具，并且刀具与加工机床的连接也需要通过刀体完成；可转位刀片作为刀具中的主要工作元件，其切削刃与加工材料直接接触；定位元件是确定切削刃的位置，保证刀具的加工精度；夹紧元件的功能是将刀片牢牢夹紧在刀体上，以防止刀具加工过程中刀片出现松动甚至与刀具分离的情况。在本次可转位盘形铣刀的结构设计中，为了简化刀具结构，决定将刀垫零件省去，其作用由刀片定位槽代替完成。

为降低刀具成本，采用镶齿式刀片和组合式刀架。本设计的可转位盘形铣刀刀体设计复杂，所以采用机械夹固式对于后续生产可以大大节约成本；又因为该盘形铣刀对于刀片的磨损较大，而且每次对刀难度较大，所以刀片选用可转位刀片，该刀片当正在使用的切屑刃磨损较大的时候，因为是机械夹紧，可以解除固定，然后将刀片正在使用的切削刃调整进去，再次夹紧，该刀具就可继续使用，这样可以保证更换好的刀具不需要重新定位，也不需要更换刀体部分，可大幅提高工作效率，节约时间成本，提高机床的利用率。而且采用可转位刀片，该种刀片几何参数合理，属于标准件，不会有手工刃磨的缺点。本装置通过可转位盘形铣刀对扭叶转子进行铣削加工。刀片选用可转位形式可以提高刀具寿命，减少调、换刀次数，可以最大限度缩短辅助时间，使用盘形刀具进行加工能大大提高切削速度，提高单位时间金属切除率，而且可转位刀具的设计能够保证加工高精度，刀片的通用性为后续刀片磨损更换提供了极大的便利，可大幅降低刀具后续换修所带来的额外费用。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接（例如使用螺栓或螺钉连接），也可以理解为：不可拆卸的固定连接（例如铆接、焊接），当然，互相固定连接也可以为一体式结构（例如使用铸造工艺一体成形制造出来）所取代（明显无法采用一体成形工艺除外）。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，其特征在于，包括基准圆管以及多个沿其周向设置在基准圆管外侧的刀片架，相邻的刀片架之间设置有固定块，每个刀片架外侧设有用以可拆安装圆形刀片的圆形刀片定位槽，所述圆形刀片定位槽两侧设置有用以可拆安装方形刀片的方形定位槽。

2.根据权利要求1所述的一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，其特征在于，所述基准圆管两端设有紧固螺母，所述紧固螺母与刀片架之间设置有斜面固定环。

3.根据权利要求2所述的一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，其特征在于，所述斜面固定环内侧面与刀片架的接触面为相互配合的斜面。

4.根据权利要求1所述的一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，其特征在于，圆形刀片、方形刀片采用内六角沉头螺栓安装于刀片架上。

5.根据权利要求1所述的一种加工罗茨鼓风机扭叶转子可转位盘形铣刀，其特征在于，所述固定块采用内六角圆柱头螺钉固定于基准圆管上。

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