一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具的制作方法
【專利摘要】一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，包括兩個以上串聯(lián)連接且能夠同時進行旋轉(zhuǎn)的刀具總成，所述刀具總成包括殼體、電機、傳動結構及銑刀，所述殼體為圓柱狀，所述電機及傳動結構安裝在所述殼體內(nèi)，并傳動連接所述銑刀，所述銑刀兩端外露于所述殼體，且均設置有刀頭，所述所有刀頭在圓周方向上等角度均勻交叉分布。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明多個串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)的刀具總成，各刀頭在圓周方向上等角度均勻交叉分布，可同時切削鉆具定子內(nèi)孔，一次形成三維螺旋曲面，使得粗精加工在同一工序完成，不但效率高，而且避免不同工序間相互定位與加工影響，減少定子在加工過程中的變形，保證定子內(nèi)孔的加工精度。
【專利說明】—種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具。
【背景技術】
[0002]螺桿鉆具是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，由旁通閥、馬達、TC軸承、推力軸承、萬向軸、傳動軸和防掉裝置等組成；馬達由定子、轉(zhuǎn)子組成；馬達定子是在鋼管內(nèi)壁上壓注橡膠襯套而成，其內(nèi)孔是具有一定幾何參數(shù)的螺旋；轉(zhuǎn)子是一根有硬層的螺桿；轉(zhuǎn)子與定子相互嚙合，用兩者的導程差而形成螺旋密封腔，以完成能量轉(zhuǎn)換，馬達轉(zhuǎn)子的螺旋線有單頭和多頭之分，轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高，扭矩越小，反之，頭數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，扭矩越大。馬達中一個定子導程組成一個密封腔，每級額定工作壓降約
0.8-1.1MPa，當壓降超過最大設定壓降值時，馬達就會產(chǎn)生泄漏，轉(zhuǎn)速很快下降，對馬達也會造成損壞。為確保密封效果，轉(zhuǎn)子與定子之間的配合尺寸與井深、井溫等參數(shù)具有一定關聯(lián)。
[0003]采用螺桿鉆具鉆井與常規(guī)鉆井相比有許多優(yōu)點，如鉆桿磨損大幅度下降，鉆速高；它是打定向井的主要工具，在鉆探領域發(fā)揮著重要的作用。
[0004]螺桿鉆具的使用壽命一般為100-150小時，其主要的薄弱環(huán)節(jié)是定子，由于橡膠耐高溫程度低，易磨損，嚴重影響了螺桿鉆具的整機壽命。
[0005]因此，研制全金屬定子成為提高螺桿鉆具壽命的重要途徑。由于定子內(nèi)孔是具有一定幾何參數(shù)的螺旋三維曲面，內(nèi)孔直徑小，一般為50mm-300mm，而長度可達數(shù)米；同時螺旋三維曲面的精度要求很高，材料的強度和抗腐蝕性要求很高，因此全金屬定子內(nèi)孔的加工難度很大，成為研制全金屬定子的技術關鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可模擬諸如巖土張拉等多種情況下承受的應力場的巖土流變試驗設備。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，包括兩個以上串聯(lián)連接且能夠同時進行旋轉(zhuǎn)的刀具總成，所述刀具總成包括殼體、電機、傳動結構及銑刀，所述殼體為圓柱狀，所述電機及傳動結構安裝在所述殼體內(nèi)，并傳動連接所述銑刀，所述銑刀兩端外露于所述殼體，且均設置有刀頭，所述所有刀頭在圓周方向上等角度均勻交叉分布。
[0009]進一步，所述任兩相鄰刀具總成之間通過外部的定位槽及內(nèi)部的芯槽雙重定位連接。
[0010]進一步，所述刀具總成的數(shù)量為3個，刀頭的數(shù)量為6個，每兩個相鄰刀頭之間夾角為60度。
[0011 ] 進一步，所述每一刀具總成中，所述殼體外部套裝有導向塊，所述導向塊外徑與所述刀頭最外緣相當。[0012]進一步，所述導向塊軸向方向上加工有多個用于導屑的通槽。
[0013]進一步,所述傳動結構包括多個相互哨合的齒輪,所述多個齒輪中的輸入齒輪軸連接所述電機，所述多個齒輪中的輸出齒輪與所述銑刀同軸，且通過銷釘與所述銑刀固定相連。
[0014]進一步，所述多個齒輪均安裝在齒輪軸上，所述齒輪軸兩端均通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在所述殼體上。
[0015]進一步，所述刀頭還連通安裝有用于輸送冷卻潤滑液體的導管。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明多個串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)的刀具總成，各刀頭在圓周方向上等角度均勻交叉分布，可同時切削鉆具定子內(nèi)孔，一次形成三維螺旋曲面，使得粗精加工在同一工序完成，不但效率高，而且避免不同工序間相互定位與加工影響，減少鉆具定子在加工過程中的變形，保證定子內(nèi)孔的加工精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0018]圖1為本發(fā)明一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具使用狀態(tài)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具結構示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具中刀具總成結構示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具中各銑刀位置關系不意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具中兩刀具總成連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的組合刀具I使用在機床2上，機床2為立式結構，定子3通過夾具4固定安裝在機床2上，盡量減少其變形，組合刀具I由上至下進行進給，對定子3內(nèi)孔進行鉆削加工，并且需一次成型，以在減少定子3變形的基礎上提高定子3內(nèi)孔三維螺旋曲面的加工精度。
[0025]如圖2所示，本發(fā)明的組合刀具I包括三個刀具總成10，三個刀具總成10之間相互串聯(lián)，可以通過一主電機實現(xiàn)共同旋轉(zhuǎn)，且可在機床2上共同實現(xiàn)進給運動。每個刀具總成10表面均有兩相對的刀頭101，且刀頭101的前端設置有導向塊102，導向塊102套裝在刀具總成10的外部，導向塊102外徑與刀頭101最外緣相當，另外，導向塊102軸向方向上加工有多個通槽103，該通槽103均勻分布在導向塊102的外圓周面上，用于導出刀頭101加工的切屑。導向塊102不但可以對刀頭101進行導向，還可抵消部分鉆削力對定子3的影響，減少定子3在加工過程中的變形。[0026]如圖3所示，每個刀具總成10均包括殼體11、電機12、傳動結構13及銑刀100四個部分，殼體11為其支撐結構，呈圓柱狀，具有一定強度。電機12及傳動結構13安裝在該殼體11內(nèi)，并傳動連接銑刀100。傳動結構13包括多個相互嚙合的齒輪，多個齒輪中的輸入齒輪131軸連接電機12，多個齒輪中的輸出齒輪132與銑刀100同軸，且通過銷釘與銑刀100固定相連。多個齒輪均安裝在齒輪軸上，齒輪軸兩端均通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在殼體11上。銑刀100兩端外露于殼體11，形成兩相對的刀頭101，如圖4所示，刀具總成10的數(shù)量為3個，刀頭101的數(shù)量為6個，每兩個刀頭101之間夾角為60度。另外，刀頭101還連通安裝有用于輸送冷卻潤滑液體的導管，以對刀頭101的鉆削進行潤滑與冷卻。
[0027]如圖5所示，任兩相鄰刀具總成10之間的連接均包括定位槽104與芯槽105，定位槽104位于兩相鄰刀具總成10殼體11外圓周面，芯槽105位于兩相鄰刀具總成10殼體11的內(nèi)圓周面，且各定位槽104與芯槽105均同時加工，兩相鄰刀具總成10通過外部的定位槽104及內(nèi)部的芯槽105雙重定位連接，以確保本發(fā)明的加工精度。
[0028]本發(fā)明由指型仿形銑刀100的高速自轉(zhuǎn)、刀具總成10旋轉(zhuǎn)運動和組合刀具I軸向進給運動構成定子3內(nèi)孔螺旋三維曲面的切削成型運動，確保定子3內(nèi)孔線型的曲線精度。多個刀具總成10中的刀頭101按一定角度分布串聯(lián)在一起，構成多頭組合刀具1，可適應不同頭數(shù)的馬達定子3螺旋三維曲面的加工。為實施本發(fā)明，需要制作專用機床2，為避免小直徑大軸向尺寸定子3在加工中受重力影響產(chǎn)生彎曲變形，該機床2的主軸為立式安裝。該機床2可提供主軸的轉(zhuǎn)動和平動進給運動，由二個伺服電機分別驅(qū)動，并按規(guī)定比例實現(xiàn)聯(lián)動。另外，定子3工件在進行內(nèi)孔三維螺旋曲面加工前，應進行預加工，以達到規(guī)定精度和粗糙度的內(nèi)圓通孔。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明多個串聯(lián)連接的旋轉(zhuǎn)的刀具總成10，各刀頭101在圓周方向上等角度均勻交叉分布，可同時切削鉆具定子3內(nèi)孔，一次形成三維螺旋曲面，使得粗精加工在同一工序完成，不但效率高，而且避免不同工序間相互定位與加工影響，減少鉆具定子3在加工過程中的變形，保證定子3內(nèi)孔的加工精度。
[0030]本發(fā)明的技術方案已由優(yōu)選實施例揭示如上。本領域技術人員應當意識到在不脫離本發(fā)明所附的權利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，包括兩個以上串聯(lián)連接且能夠同時進行旋轉(zhuǎn)的刀具總成，所述刀具總成包括殼體、電機、傳動結構及銑刀，所述殼體為圓柱狀，所述電機及傳動結構安裝在所述殼體內(nèi)，并傳動連接所述銑刀，所述銑刀兩端外露于所述殼體，且均設置有刀頭，所述所有刀頭在圓周方向上等角度均勻交叉分布。
2.如權利要求1所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述任兩相鄰刀具總成之間通過外部的定位槽及內(nèi)部的芯槽雙重定位連接。
3.如權利要求1所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述刀具總成的數(shù)量為3個，刀頭的數(shù)量為6個，每兩個相鄰刀頭之間夾角為60度。
4.如權利要求1所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述每一刀具總成中，所述殼體外部套裝有導向塊，所述導向塊外徑與所述刀頭最外緣相當。
5.如權利要求4所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述導向塊軸向方向上加工有多個用于導屑的通槽。
6.如權利要求1所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述傳動結構包括多個相互嚙合的齒輪，所述多個齒輪中的輸入齒輪軸連接所述電機，所述多個齒輪中的輸出齒輪與所述銑刀同軸，且通過銷釘與所述銑刀固定相連。
7.如權利要求6所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述多個齒輪均安裝在齒輪軸上，所述齒輪軸兩端均通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在所述殼體上。
8.如權利要求1-7任一所述的用于加工全金屬螺桿鉆具定子內(nèi)孔的組合刀具，其特征在于，所述刀頭還連通安裝有用于輸送冷卻潤滑液體的導管。
【文檔編號】B23Q11/10GK103567510SQ201210273914
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權日:2012年8月3日
【發(fā)明者】許寶杰, 劉泉 申請人:北京信息科技大學