螺桿泵金屬定子旋風(fēng)切削加工方法
【專利說(shuō)明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種油田采油用螺桿抽油泵定子的加工方法，尤其是涉及一種組合焊接式金屬定子單螺桿抽油泵金屬定子的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，眾所周知油田采油用螺桿泵主要有橡膠定子螺桿抽油泵和金屬定子螺桿抽油泵兩種，橡膠定子螺桿抽油泵的定子是由丁晴橡膠制成的，金屬定子單螺桿抽油泵和橡膠定子單螺桿抽油泵相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如金屬定子耐磨、耐溫、使用壽命長(zhǎng)，無(wú)溶脹，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩小等，但是金屬定子單螺桿抽油泵也存在定子機(jī)械加工難度大，加工精度低，廢品率高，不能滿足設(shè)計(jì)要求問(wèn)題，限制了金屬定子單螺桿抽油泵的使用和發(fā)展，金屬定子單螺桿抽油泵產(chǎn)品的生產(chǎn)至今未能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，滿足不了油田市場(chǎng)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是采用合理的技術(shù)工藝方法，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出一種高質(zhì)量的、達(dá)到金屬定子單螺桿抽油泵技術(shù)要求的金屬定子。
[0004]本發(fā)明選擇的定子材質(zhì)是38CrMoAl優(yōu)質(zhì)合金鋼，整根定子分解成4_8個(gè)單節(jié)定子，單節(jié)定子加工完成后采取激光焊接和氬弧焊接技術(shù)連接成一體。為達(dá)到上述目的采取的加工工藝過(guò)程如下:
[0005]1、定尺下料單節(jié)金屬定子長(zhǎng)度為800-1200mm ;
[0006]2、調(diào)質(zhì)熱處理調(diào)質(zhì)熱處理后定子硬度23-25HRC ；
[0007]3、校直；
[0008]4、鉆孔以定子外圓定位鉆中心通孔；
[0009]5、粗車外圓；
[0010]6、精磨內(nèi)孔；
[0011]7、精磨外圓；
[0012]8、定子形腔旋風(fēng)切削加工金屬定子形腔旋風(fēng)切削加工由普通車床和旋風(fēng)切削裝置共同完成，旋風(fēng)切削裝置包括旋風(fēng)切削刀盤和成形刀具、導(dǎo)向桿、導(dǎo)向桿中心支架、刀桿、電機(jī)、電機(jī)支架、電機(jī)墊板、電機(jī)主動(dòng)輪、皮帶、電機(jī)被動(dòng)輪、旋風(fēng)切削裝置墊板等部件。旋風(fēng)切削裝置固定在機(jī)床拖板上，選取和金屬轉(zhuǎn)子相同的偏心距并固定。金屬定子加工時(shí)，首先將在上述工序中加工好內(nèi)孔的定子毛坯料裝卡到車床卡盤上并固定好兩道定子中心架；2.確定定子加工螺距和偏心距；3.調(diào)整刀盤上成形刀具位置，確定加工進(jìn)刀量；4.啟動(dòng)旋風(fēng)切削裝置電機(jī)，通過(guò)電機(jī)主動(dòng)輪、皮帶、電機(jī)被動(dòng)輪帶動(dòng)刀桿和旋風(fēng)切削刀盤高速旋轉(zhuǎn)；5.啟動(dòng)車床，車床主軸帶動(dòng)定子慢速旋轉(zhuǎn)(與旋風(fēng)切削刀盤旋轉(zhuǎn)方向相反)，旋風(fēng)切削裝置在車床拖板帶動(dòng)下根據(jù)定子螺距沿定子軸向運(yùn)動(dòng)，旋風(fēng)切削刀盤和成型刀具高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)金屬定子內(nèi)孔進(jìn)行高速銑削；6.第一次形腔旋風(fēng)切削加工完成后停止車床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉旋風(fēng)切削裝置電機(jī)，車床主軸反轉(zhuǎn)退出旋風(fēng)切削裝置到起始位置，調(diào)整刀盤上成形刀具位置，確定第二次加工進(jìn)刀量，重復(fù)上述步驟進(jìn)行第二次定子形腔旋風(fēng)切削加工。通過(guò)3-5次旋風(fēng)切削加工，加工出金屬定子內(nèi)腔螺旋曲面；最后，用拉刀加工直線小R形腔，完成單節(jié)金屬定子形腔切削加工；
[0013]9、定子形腔研磨用轉(zhuǎn)子研磨定子形腔；
[0014]10、離子氮化表面強(qiáng)化后定子表面硬度900-950HV,氮化層深度0.30-0.50mm ;
[0015]11、焊接；
[0016]12、檢驗(yàn)入庫(kù)。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:完成上述工藝過(guò)程的組合焊接式金屬定子單螺桿抽油泵的定子具有加工精度高，質(zhì)量好，使用壽命長(zhǎng)，耐磨損，耐高溫，耐腐蝕，投資少見(jiàn)效快等特點(diǎn)，能迅速實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，滿足油田市場(chǎng)需求。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
[0019]圖1是本發(fā)明螺桿抽油泵金屬定子旋風(fēng)切削加工示意圖。
[0020]圖2是旋風(fēng)切削刀盤和成形刀具在金屬定子形腔內(nèi)旋風(fēng)切削加工示意圖。
[0021]在圖1中，1.車床主軸箱，2.車床卡盤，3.金屬定子，4定子中心架，5.旋風(fēng)切削刀盤和成形刀具，6.導(dǎo)向桿中心支架，7.導(dǎo)向桿，8.刀桿，9.電機(jī)，10.電機(jī)墊板，11.電機(jī)支架，12.電機(jī)主動(dòng)輪，13.皮帶，14.電機(jī)被動(dòng)輪，15.旋風(fēng)切削裝置墊板，16.機(jī)床拖板，17.機(jī)床導(dǎo)軌。
[0022]在圖2中，a.旋風(fēng)切削刀盤，b.成形刀具，c.金屬定子。注:圖中標(biāo)注e指定子偏心距。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明是針對(duì)螺桿抽油泵的金屬定子進(jìn)行加工的一種新工藝，根據(jù)外切式旋風(fēng)銑技術(shù)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，其具體方法是利用普通車床和旋風(fēng)切削裝置，使旋風(fēng)切削裝置的旋風(fēng)切削刀盤軸心線和普通車床卡盤上的金屬定子軸心線產(chǎn)生一個(gè)偏心距e，利用車床主軸帶動(dòng)定子慢速旋轉(zhuǎn)(與旋風(fēng)切削刀盤旋轉(zhuǎn)方向相反)，旋風(fēng)切削裝置在車床拖板帶動(dòng)下根據(jù)定子螺距沿定子軸向運(yùn)動(dòng)，旋風(fēng)切削裝置電機(jī)帶動(dòng)旋風(fēng)切削刀盤和成型刀具高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)金屬定子內(nèi)孔進(jìn)行高速銑削從而實(shí)現(xiàn)金屬定子形腔的成形加工。
[0024]在圖1中，金屬定子加工時(shí)，1.將加工好內(nèi)孔的定子毛坯料3裝卡到車床卡盤2上并固定好兩道定子中心架4 ;2.確定定子3的加工螺距和偏心距；3.調(diào)整刀盤上成形刀具5位置，確定加工進(jìn)刀量；4.啟動(dòng)旋風(fēng)切削裝置電機(jī)9，通過(guò)電機(jī)主動(dòng)輪12、皮帶13、電機(jī)被動(dòng)輪14帶動(dòng)刀桿8和旋風(fēng)切削刀盤5高速旋轉(zhuǎn)；5.啟動(dòng)車床，車床主軸箱1帶動(dòng)卡盤2和定子3慢速旋轉(zhuǎn)(與旋風(fēng)切削刀盤5旋轉(zhuǎn)方向相反)，旋風(fēng)切削裝置在車床拖板16帶動(dòng)下根據(jù)定子螺距沿定子3軸向運(yùn)動(dòng)，旋風(fēng)切削刀盤和成型刀具5高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)金屬定子3內(nèi)孔進(jìn)行高速銑削；6.第一次形腔旋風(fēng)切削加工完成后停止車床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉旋風(fēng)切削裝置電機(jī)9，車床主軸反轉(zhuǎn)退出旋風(fēng)切削裝置到起始位置，調(diào)整刀盤上成形刀具5位置，確定第二次加工進(jìn)刀量，重復(fù)上述步驟進(jìn)行第二次定子形腔旋風(fēng)切削加工。通過(guò)3-5次旋風(fēng)切削加工，加工出金屬定子內(nèi)腔螺旋曲面；最后，用拉刀加工直線小R形腔，完成單節(jié)金屬定子形腔切削加工。
[0025]在圖2所示的示意圖中，車床主軸帶動(dòng)的金屬定子c正向慢速旋轉(zhuǎn),旋風(fēng)切削刀盤a和成型刀具b軸心和金屬定子c軸心存在一個(gè)偏心距e，旋風(fēng)切削裝置電機(jī)帶動(dòng)旋風(fēng)切削刀盤a和成型刀具b反向高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)金屬定子c內(nèi)孔進(jìn)行高速統(tǒng)削從而實(shí)現(xiàn)金屬定子c形腔的成形加工。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺桿抽油泵金屬定子旋風(fēng)切削加工方法。根據(jù)外切式旋風(fēng)銑技術(shù)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，其特征是利用普通車床和旋風(fēng)切削裝置，使旋風(fēng)切削裝置的旋風(fēng)切削刀盤軸心線和普通車床卡盤上的金屬定子軸心線產(chǎn)生一個(gè)偏心距e，利用車床主軸帶動(dòng)定子慢速旋轉(zhuǎn)，旋風(fēng)切削裝置在車床拖板帶動(dòng)下根據(jù)定子螺距沿定子軸向運(yùn)動(dòng)，旋風(fēng)切削裝置電機(jī)帶動(dòng)旋風(fēng)切削刀盤和成型刀具高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)金屬定子內(nèi)孔進(jìn)行高速銑削，加工出金屬定子內(nèi)腔螺旋曲面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿抽油泵金屬定子旋風(fēng)切削加工方法，其特征是用拉刀加工直線小R形腔，完成單節(jié)金屬定子形腔切削加工。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種螺桿抽油泵金屬定子旋風(fēng)切削加工方法，根據(jù)外切式旋風(fēng)銑技術(shù)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，其特征是利用普通車床和旋風(fēng)切削裝置，使旋風(fēng)切削裝置的旋風(fēng)切削刀盤軸心線和普通車床卡盤上的金屬定子軸心線產(chǎn)生一個(gè)偏心距e，利用車床主軸帶動(dòng)定子慢速旋轉(zhuǎn)，旋風(fēng)切削裝置在車床拖板帶動(dòng)下根據(jù)定子螺距沿定子軸向運(yùn)動(dòng)，旋風(fēng)切削裝置電機(jī)帶動(dòng)旋風(fēng)切削刀盤和成型刀具高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)金屬定子內(nèi)孔進(jìn)行高速銑削從而實(shí)現(xiàn)金屬定子形腔的成形加工。采用該種方法加工的單節(jié)金屬定子經(jīng)離子氮化、激光焊接組裝后，整根螺桿抽油泵金屬定子具有加工精度高，質(zhì)量好，投資少，使用壽命長(zhǎng)，耐磨損，耐高溫，耐腐蝕等特點(diǎn)，能迅速實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，滿足油田市場(chǎng)需求。
【IPC分類】B23C3/00, B23P15/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105312837
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410258311
【發(fā)明人】徐軍, 梁海洋, 胡從會(huì), 徐繼洲, 秦才兵
【申請(qǐng)人】鹽城世宏石油裝備有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年6月6日