專利名稱：一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺桿轉(zhuǎn)子的維修與檢測技術(shù)，特別提供了一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝。
背景技術(shù)：
氣體壓縮機(jī)，包括空氣壓縮機(jī)、氨氣或氟里昂制冷壓縮機(jī)等，其螺桿轉(zhuǎn)子精度等級(jí)高、制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、周期長。該類螺桿轉(zhuǎn)子的的工藝條件苛刻，工作壓力從常壓到幾個(gè)大氣壓，空氣要經(jīng)過過濾，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用10年以上。
螺桿轉(zhuǎn)子的毛坯一般為鍛件或鑄件。其螺桿型線都是特殊設(shè)計(jì)的，有嚴(yán)格的質(zhì)量要求，都特制專用指狀銑刀來加工螺線。所以一對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子制造成本非常高昂，僅碳鋼的每套100萬元，制造周期也很長。
在運(yùn)行中，螺桿轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境差，由于氣體中的雜質(zhì)、過載或意外因素受損傷，尤其是噴油的干式螺桿轉(zhuǎn)子直接接觸式傳動(dòng)，摩擦產(chǎn)生高溫，嚴(yán)重影響氣體壓縮機(jī)工作。如果重新制造，從工期到成本都是用戶所無法承受的。因此，必須采取某種方式維修。
目前都采用電焊、氬弧焊、振動(dòng)焊等各種手工堆焊方式、都會(huì)不可避免的產(chǎn)生大的熱變形。堆焊產(chǎn)生的氧化層都是靠鉗工手工清理，勞動(dòng)強(qiáng)度大，又影響螺桿轉(zhuǎn)子的加工質(zhì)量。由于得不到原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，無法檢查空間曲面，達(dá)不到原設(shè)計(jì)要求，大大降低了氣體壓縮機(jī)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有實(shí)效的高精度螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝。
本發(fā)明提供一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于由下列工序組成1)螺桿型線的測量；2)缺損部位的激光熔覆修復(fù)；3)修形。以上工序通常是按時(shí)間先后的順序依次進(jìn)行。
其中缺損部位的激光熔覆修復(fù)指的是，當(dāng)缺損部位面積較小且較集中時(shí)直接對(duì)缺損處的局部進(jìn)行激光熔覆操作；所述激光熔覆修復(fù)工藝，其具體方法是采用自動(dòng)控制激光熔覆。具體操作過程中的參數(shù)可以是激光熔覆時(shí)熔池尺寸直徑約3mm、深度約0.1～0.2mm，加熱時(shí)間為0.001～0.1s；這樣很好地保證了小的熱變形量，對(duì)其它部位無明顯影響，而且修復(fù)簡便。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的螺桿型線的測量方法為挑選型線相對(duì)完好處進(jìn)行測量，在旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子的同時(shí)，利用針狀測頭對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行逐點(diǎn)間斷測量以獲得螺桿轉(zhuǎn)子型線上一系列間斷的測量值，測量時(shí)保持針狀測頭與螺桿轉(zhuǎn)子之間法向接觸；然后利用測得的各間斷點(diǎn)的值，擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的螺桿型線的測量是在數(shù)控加工機(jī)床上進(jìn)行，并做基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移；所述擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線的過程是利用計(jì)算機(jī)處理各間斷點(diǎn)的測量值，擬合出螺桿轉(zhuǎn)子的型線，之后在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行以檢驗(yàn)型線；如果模擬結(jié)果不能滿足要求，需要重新進(jìn)行型線的測量和模擬過程，直至利用計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)行時(shí)達(dá)到預(yù)期的要求，以此結(jié)果作為螺桿轉(zhuǎn)子的型線數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述修形為仿形加工，仿形加工與型線測量的過程都是在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的。加工基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合，以保證有較小的加工誤差和較高的修復(fù)后精度。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的仿形加工用球形銑刀，走刀方式有兩種其一為按型線走刀，其二為按端面走刀。所述端面指的是與螺桿轉(zhuǎn)子軸線垂直或成一定角度的面。精加工后的粗糙度小于陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的間隙即可。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子修復(fù)操作完成后，對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡校正。動(dòng)平衡校正的操作一般在所有其它操作(包括型線測量、激光熔覆操作、修形、檢測、拋光等過程)完成之后進(jìn)行，實(shí)際操作中通常采用去重法進(jìn)行動(dòng)平衡校正。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在機(jī)械加工修形之后動(dòng)平衡校正之前進(jìn)行檢測。檢測是為了檢驗(yàn)經(jīng)過上述修復(fù)過程之后的螺桿轉(zhuǎn)子是否滿足陰陽轉(zhuǎn)子配合縫隙、表面粗糙度、硬度等相關(guān)要求。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的檢測可以在專用檢驗(yàn)工裝上進(jìn)行，所述專用檢驗(yàn)工裝上設(shè)有保證螺桿轉(zhuǎn)子軸向和徑向定位的裝置；以保證檢測時(shí)螺桿轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置關(guān)系與設(shè)計(jì)要求一致。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在檢測過程中，調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的間隙，檢測后重打定位銷，并作嚙合標(biāo)記，以便確保工作時(shí)陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子正確嚙合和達(dá)到相應(yīng)精度要求。以上過程通常是在專用檢驗(yàn)工裝上進(jìn)行的，通常我們可以通過使陰螺桿轉(zhuǎn)子的齒圈相對(duì)輪轂旋轉(zhuǎn)達(dá)到調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子之間間隙的目的。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在對(duì)修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡校正之前，對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行仿形拋光處理。尤其是對(duì)于無間隙的噴油螺桿轉(zhuǎn)子，通常都需要進(jìn)行拋光處理。
本發(fā)明所述螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中其他方法不易實(shí)現(xiàn)的對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)，而且本修復(fù)工藝適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡便、可以實(shí)現(xiàn)加工基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合、加工誤差小、熱變形小、規(guī)范性強(qiáng)、修復(fù)后螺桿轉(zhuǎn)子性能也明顯優(yōu)于其它方法，具有巨大的價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1非接觸式螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝工藝步驟如下1、將局部損傷的螺桿轉(zhuǎn)子裝在數(shù)控仿形機(jī)床上，在沒有損傷(或損傷較小)的部位進(jìn)行螺桿型線的測量，并做基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移，測量的方法為1)旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子，保持針狀測頭與螺桿轉(zhuǎn)子法向接觸，逐點(diǎn)測量；2)根據(jù)逐點(diǎn)測量的結(jié)果，用計(jì)算機(jī)擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線；3)根據(jù)導(dǎo)程、線數(shù)等數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上生成所要修復(fù)的一對(duì)陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的三維立體模型，并使二者相配合模擬運(yùn)行以檢驗(yàn)擬合出的型線數(shù)據(jù)是否滿足我們對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子的要求；如果不能達(dá)到相應(yīng)要求，則需要重新測量型線、擬合型線、模擬運(yùn)行，直到達(dá)到相應(yīng)要求為止；4)然后以上述經(jīng)檢測達(dá)到要求的型線數(shù)據(jù)作為測量結(jié)果保存。
2、對(duì)缺損部位(尤其是缺損部位較少而且較集中時(shí))進(jìn)行激光熔覆修復(fù)首先去除氧化層，然后進(jìn)行自動(dòng)控制激光熔覆修復(fù)，激光熔覆熔池直徑約3mm、熔池深度約為0.1～0.2mm，加熱時(shí)間為0.001～0.1s。
3、在進(jìn)行型線測量時(shí)所用的同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行機(jī)械修形加工，所述機(jī)械修形加工為仿形銑削，選用球狀銑刀；針對(duì)各個(gè)缺損修復(fù)處的不同情況，選用按型線走刀或按端面走刀的路線進(jìn)行加工，要求成形波紋≤0.02mm。
4、在模擬螺桿轉(zhuǎn)子工作狀態(tài)時(shí)相對(duì)配合的位置關(guān)系條件下(包括陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸線平行度、軸線距等條件)對(duì)修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢測，檢測內(nèi)容主要是配合間隙、硬度等。檢測過程可以在專用檢驗(yàn)工裝上進(jìn)行；檢測過程中，通過將陰螺桿轉(zhuǎn)子的齒圈相對(duì)輪轂旋轉(zhuǎn)，調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置關(guān)系和兩者之間的間隙；檢測后，為方便螺桿轉(zhuǎn)子的使用，通?？梢灾卮蚨ㄎ讳N，并作嚙合標(biāo)記，以確保工作時(shí)陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子正確嚙合并達(dá)到相應(yīng)配合精度要求。
5、動(dòng)平衡校正，采用去重法，在螺桿轉(zhuǎn)子配合面兩端基本垂直于軸線的外端面上去重直至達(dá)到動(dòng)平衡要求。
實(shí)施例2嚴(yán)重?fù)p傷的接觸螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝工藝步驟如下1、將上述受損傷的螺桿轉(zhuǎn)子裝在數(shù)控仿形機(jī)床上，在未受損傷或損傷相對(duì)較小的部位進(jìn)行螺桿型線的測量，并做基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移，測量的方法為1)旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子，保持測針與螺桿轉(zhuǎn)子法向接觸，逐點(diǎn)測量(或者不旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子，沿軸向移動(dòng)測針，保持測針與螺桿轉(zhuǎn)子法向接觸，完成一個(gè)導(dǎo)程內(nèi)的逐點(diǎn)測量)；2)根據(jù)逐點(diǎn)測量的結(jié)果，用計(jì)算機(jī)擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線；3)根據(jù)導(dǎo)程、線數(shù)等數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上生成所要修復(fù)的一對(duì)陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的三維立體模型，并使二者相配合模擬運(yùn)行以檢驗(yàn)擬合出的型線數(shù)據(jù)是否滿足我們對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子的要求；如果不能達(dá)到相應(yīng)要求，則需要重新測量型線、擬合型線、模擬運(yùn)行，直到達(dá)到相應(yīng)要求為止；4)然后以上述經(jīng)檢測達(dá)到要求的型線數(shù)據(jù)作為測量結(jié)果保存。
2、對(duì)缺損部位(尤其是缺損部位較少而且較集中時(shí)？)進(jìn)行激光熔覆修復(fù)首先去除氧化層，然后進(jìn)行自動(dòng)控制激光熔覆修復(fù)，激光熔覆熔池直徑約3mm、熔池深度約為0.1～0.2mm，加熱時(shí)間為0.001～0.1s。
3、在進(jìn)行型線測量時(shí)所用的同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行機(jī)械修形加工，所述機(jī)械修形加工為仿形銑削，選用球狀銑刀；針對(duì)各個(gè)缺損修復(fù)處的不同情況，選用按型線走刀或按端面走刀的路線進(jìn)行加工，要求成形波紋≤0.02mm。先進(jìn)行粗銑去掉氧化層，再精銑并留拋光余量。
4、對(duì)精銑后的螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行整體仿形拋光處理。
5、在模擬螺桿轉(zhuǎn)子工作狀態(tài)時(shí)相對(duì)配合的位置關(guān)系條件下(包括陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸線平行度、軸線距等條件)對(duì)修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢測，檢測內(nèi)容主要是配合間隙、硬度等。檢測過程可以在專用檢驗(yàn)工裝上進(jìn)行；檢測過程中，通過將陰螺桿轉(zhuǎn)子的齒圈相對(duì)輪轂旋轉(zhuǎn)，調(diào)整陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置關(guān)系和兩者之間的間隙；檢測后，為方便螺桿轉(zhuǎn)子的使用，通?？梢灾卮蚨ㄎ讳N，并作嚙合標(biāo)記，以確保工作時(shí)陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子正確嚙合并達(dá)到相應(yīng)配合精度要求。
6、動(dòng)平衡校正，采用去重法，在螺桿轉(zhuǎn)子配合面兩端基本垂直于軸線的外端面上去重直至達(dá)到動(dòng)平衡要求。
權(quán)利要求
1.一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于主要由下列工序組成1)螺桿型線的測量；2)缺損部位的激光熔覆修復(fù)；3)修形。
2.按照權(quán)利要求1所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述螺桿型線的測量方法為挑選型線相對(duì)完好處進(jìn)行測量，在旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子的同時(shí)，利用針狀測頭對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行逐點(diǎn)間斷測量，以獲得螺桿轉(zhuǎn)子型線上一系列間斷的測量值，測量時(shí)保持針狀測頭與螺桿轉(zhuǎn)子之間法向接觸；然后利用測得的各間斷點(diǎn)的值，擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線。
3.按照權(quán)利要求2所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的螺桿型線的測量是在數(shù)控加工機(jī)床上進(jìn)行，并做基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移；所述擬合得到螺桿轉(zhuǎn)子型線的過程是利用計(jì)算機(jī)處理各間斷點(diǎn)的測量值，擬合出螺桿轉(zhuǎn)子的型線，之后在計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行以檢驗(yàn)型線，以此結(jié)果作為螺桿轉(zhuǎn)子的型線數(shù)據(jù)。
4.按照權(quán)利要求1其中之一所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述修形為仿形加工，仿形加工與型線測量的過程都是在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的。
5.按照權(quán)利要求4所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的仿形加工用球形銑刀，走刀方式有兩種其一為按型線走刀，其二為按端面走刀。
6.按照權(quán)利要求1～5其中之一所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子修復(fù)操作完成后，對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡校正。
7.按照權(quán)利要求6所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在機(jī)械加工修形之后動(dòng)平衡校正之前進(jìn)行檢測。
8.按照權(quán)利要求7所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于所述的檢測在專用檢驗(yàn)工裝上進(jìn)行，所述專用檢驗(yàn)工裝上設(shè)有保證螺桿轉(zhuǎn)子軸向和徑向定位的裝置；以保證檢測時(shí)螺桿轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置關(guān)系與設(shè)計(jì)要求一致。
9.按照權(quán)利要求7所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于檢測完成后，作嚙合標(biāo)記。
10.按照權(quán)利要求6所述的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于在對(duì)修形后的螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡校正之前，對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行仿形拋光處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝，其特征在于主要由下列工序組成螺桿型線的測量；缺損部位的激光熔覆修復(fù)；修形。其還可以包括以下幾個(gè)過程動(dòng)平衡校正、檢測、拋光。本發(fā)明提供的螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中其他方法不易實(shí)現(xiàn)的對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子的修復(fù)，而且本修復(fù)工藝適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡便、可以實(shí)現(xiàn)加工基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合、加工誤差小、熱變形小、規(guī)范性強(qiáng)、修復(fù)后螺桿轉(zhuǎn)子性能也明顯優(yōu)于其它方法，具有巨大的價(jià)值。
文檔編號(hào)B23P6/00GK1887505SQ20051004678
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者陳江, 王一兵, 張靜波 申請(qǐng)人:沈陽大陸激光技術(shù)有限公司