螺桿泵金屬定子旋風切削加工方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發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】
[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，具有許多優點，如金屬定子耐磨、耐溫、使用壽命長，無溶脹，轉子轉動扭矩小等，但是金屬定子單螺桿抽油泵也存在定子機械加工難度大，加工精度低，廢品率高，不能滿足設計要求問題，限制了金屬定子單螺桿抽油泵的使用和發展，金屬定子單螺桿抽油泵產品的生產至今未能實現大批量生產，滿足不了油田市場的需求。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是采用合理的技術工藝方法，設計并生產出一種高質量的、達到金屬定子單螺桿抽油泵技術要求的金屬定子。
[0004]本發明選擇的定子材質是38CrMoAl優質合金鋼，整根定子分解成4_8個單節定子，單節定子加工完成后采取激光焊接和氬弧焊接技術連接成一體。為達到上述目的采取的加工工藝過程如下:
[0005]1、定尺下料單節金屬定子長度為800-1200mm ;
[0006]2、調質熱處理調質熱處理后定子硬度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、精磨內孔；
[0011]7、精磨外圓；
[0012]8、定子形腔旋風切削加工金屬定子形腔旋風切削加工由普通車床和旋風切削裝置共同完成，旋風切削裝置包括旋風切削刀盤和成形刀具、導向桿、導向桿中心支架、刀桿、電機、電機支架、電機墊板、電機主動輪、皮帶、電機被動輪、旋風切削裝置墊板等部件。旋風切削裝置固定在機床拖板上，選取和金屬轉子相同的偏心距并固定。金屬定子加工時，首先將在上述工序中加工好內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.調整刀盤上成形刀具位置，確定加工進刀量；4.啟動旋風切削裝置電機，通過電機主動輪、皮帶、電機被動輪帶動刀桿和旋風切削刀盤高速旋轉；5.啟動車床，車床主軸帶動定子慢速旋轉(與旋風切削刀盤旋轉方向相反)，旋風切削裝置在車床拖板帶動下根據定子螺距沿定子軸向運動，旋風切削刀盤和成型刀具高速旋轉，對金屬定子內孔進行高速銑削；6.第一次形腔旋風切削加工完成后停止車床主軸轉動，關閉旋風切削裝置電機，車床主軸反轉退出旋風切削裝置到起始位置，調整刀盤上成形刀具位置，確定第二次加工進刀量，重復上述步驟進行第二次定子形腔旋風切削加工。通過3-5次旋風切削加工，加工出金屬定子內腔螺旋曲面；最后，用拉刀加工直線小R形腔，完成單節金屬定子形腔切削加工；
[0013]9、定子形腔研磨用轉子研磨定子形腔；
[0014]10、離子氮化表面強化后定子表面硬度900-950HV,氮化層深度0.30-0.50mm ;
[0015]11、焊接；
[0016]12、檢驗入庫。
[0017]本發明的有益效果是:完成上述工藝過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，質量好，使用壽命長，耐磨損，耐高溫，耐腐蝕，投資少見效快等特點，能迅速實現大批量生產，滿足油田市場需求。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
[0019]圖1是本發明螺桿抽油泵金屬定子旋風切削加工示意圖。
[0020]圖2是旋風切削刀盤和成形刀具在金屬定子形腔內旋風切削加工示意圖。
[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.旋風切削刀盤和成形刀具，6.導向桿中心支架，7.導向桿，8.刀桿，9.電機，10.電機墊板，11.電機支架，12.電機主動輪，13.皮帶，14.電機被動輪，15.旋風切削裝置墊板，16.機床拖板，17.機床導軌。
[0022]在圖2中，a.旋風切削刀盤，b.成形刀具，c.金屬定子。注:圖中標注e指定子偏心距。
【具體實施方式】
[0023]本發明是針對螺桿抽油泵的金屬定子進行加工的一種新工藝，根據外切式旋風銑技術特點而設計，其具體方法是利用普通車床和旋風切削裝置，使旋風切削裝置的旋風切削刀盤軸心線和普通車床卡盤上的金屬定子軸心線產生一個偏心距e，利用車床主軸帶動定子慢速旋轉(與旋風切削刀盤旋轉方向相反)，旋風切削裝置在車床拖板帶動下根據定子螺距沿定子軸向運動，旋風切削裝置電機帶動旋風切削刀盤和成型刀具高速旋轉，對金屬定子內孔進行高速銑削從而實現金屬定子形腔的成形加工。
[0024]在圖1中，金屬定子加工時，1.將加工好內孔的定子毛坯料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.調整刀盤上成形刀具5位置，確定加工進刀量；4.啟動旋風切削裝置電機9，通過電機主動輪12、皮帶13、電機被動輪14帶動刀桿8和旋風切削刀盤5高速旋轉；5.啟動車床，車床主軸箱1帶動卡盤2和定子3慢速旋轉(與旋風切削刀盤5旋轉方向相反)，旋風切削裝置在車床拖板16帶動下根據定子螺距沿定子3軸向運動，旋風切削刀盤和成型刀具5高速旋轉，對金屬定子3內孔進行高速銑削；6.第一次形腔旋風切削加工完成后停止車床主軸轉動，關閉旋風切削裝置電機9，車床主軸反轉退出旋風切削裝置到起始位置，調整刀盤上成形刀具5位置，確定第二次加工進刀量，重復上述步驟進行第二次定子形腔旋風切削加工。通過3-5次旋風切削加工，加工出金屬定子內腔螺旋曲面；最后，用拉刀加工直線小R形腔，完成單節金屬定子形腔切削加工。
[0025]在圖2所示的示意圖中，車床主軸帶動的金屬定子c正向慢速旋轉,旋風切削刀盤a和成型刀具b軸心和金屬定子c軸心存在一個偏心距e，旋風切削裝置電機帶動旋風切削刀盤a和成型刀具b反向高速旋轉，對金屬定子c內孔進行高速統削從而實現金屬定子c形腔的成形加工。
【主權項】
1.一種螺桿抽油泵金屬定子旋風切削加工方法。根據外切式旋風銑技術特點而設計，其特征是利用普通車床和旋風切削裝置，使旋風切削裝置的旋風切削刀盤軸心線和普通車床卡盤上的金屬定子軸心線產生一個偏心距e，利用車床主軸帶動定子慢速旋轉，旋風切削裝置在車床拖板帶動下根據定子螺距沿定子軸向運動，旋風切削裝置電機帶動旋風切削刀盤和成型刀具高速旋轉，對金屬定子內孔進行高速銑削，加工出金屬定子內腔螺旋曲面。2.根據權利要求1所述的螺桿抽油泵金屬定子旋風切削加工方法，其特征是用拉刀加工直線小R形腔，完成單節金屬定子形腔切削加工。
【專利摘要】本發明公開了一種螺桿抽油泵金屬定子旋風切削加工方法，根據外切式旋風銑技術特點而設計，其特征是利用普通車床和旋風切削裝置，使旋風切削裝置的旋風切削刀盤軸心線和普通車床卡盤上的金屬定子軸心線產生一個偏心距e，利用車床主軸帶動定子慢速旋轉，旋風切削裝置在車床拖板帶動下根據定子螺距沿定子軸向運動，旋風切削裝置電機帶動旋風切削刀盤和成型刀具高速旋轉，對金屬定子內孔進行高速銑削從而實現金屬定子形腔的成形加工。采用該種方法加工的單節金屬定子經離子氮化、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，質量好，投資少，使用壽命長，耐磨損，耐高溫，耐腐蝕等特點，能迅速實現大批量生產，滿足油田市場需求。
【IPC分類】B23C3/00, B23P15/00
【公開號】CN105312837
【申請號】CN201410258311
【發明人】徐軍, 梁海洋, 胡從會, 徐繼洲, 秦才兵
【申請人】鹽城世宏石油裝備有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年6月6日