[发明专利]内螺旋面加工设备及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明设计一种螺杆钻具定子壳体的加工设备及其加工工艺，具体的说涉及一种内螺旋面加工设备及其加工工艺。

背景技术

螺杆钻具是当今国内外石油钻井中应用最广泛的钻井工具，而作为钻具中的马达部件是其中的关键之一，他直接关系到整套钻机的使用寿命和工作效率，但困扰着产品质量的关键问题至今没有解决，就是螺杆钻具定子壳体内衬橡胶的厚薄不均，如图1所示，定子壳体内的空腔为圆柱面，而转子的横截面为螺旋面，在定子壳体与转子之间衬有橡胶层，由此造成橡胶层厚薄不均，由于橡胶层厚薄不均，会造成以下缺陷：1、因橡胶热胀系数过大，注胶后的螺旋状与模具的螺旋状发生变化，而导致密封性较差；2、为获得技术要求的螺旋状，就必须用橡胶取代金属在螺旋状的凸面部作填充，而使与其配合的转子直径减小，从而减小了钻具的功率；3、在橡胶厚度之差比值较大的条件下，转子在工作中作行星运转时，被压迫的橡胶屈服变动量不一致而造成马达运动不平稳，噪音较大。

为了获得橡胶等厚均匀一致，又能获得内螺旋状，如图2所示，就必须把定子壳体内的圆柱面加工成内螺旋面，从而解决上述技术性难题，但是目前国内没有相关的加工设备和加工工艺能够将定子壳体内的圆柱面加工成内螺旋面，因此，如何解决定子壳体内获得内螺旋状，又能使其内衬橡胶层厚薄均匀，是目前各个石油机械生产厂家所面临的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述技术中的不足，提供一种螺杆钻具定子壳体的内螺旋面加工设备及其加工工艺，能够将定子壳体的内腔加工成内螺旋状，使其内衬橡胶层厚薄均匀，有效改进钻具的机械性能，增强钻具的定子和转子的强度，提高钻具的工作效率。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

内螺旋面加工设备，包括铣削装置和拉削装置，所述铣削装置包括床体，其特征是：所述床体上设有带有刀具的刀杆，所述刀杆内设有传动轴，所述传动轴端部与刀具连接，传动轴与第一动力传动装置连接，所述床体上设有涡轮，所述涡轮内具有通孔，所述工件穿过通孔且与涡轮沿同一轴线转动，所述工件与刀杆位于同一轴线上，所述涡轮与第二动力传动装置连接。

以下是发明对上述技术方案的进一步改进：

所述床体上设有拖板和浮面导轨，所述拖板的两侧具有垂直于拖板平面的护板，所述拖板安装在浮面导轨上，所述第一动力传动装置包括电机，所述传动轴与电机传动连接。

所述第二动力传动装置包括安装在护板上的减速器和安装在拖板的浮面上蜗杆，蜗杆与涡轮相啮合，减速器与蜗杆之间设有齿轮轴，所述齿轮轴与减速器传动连接，所述蜗杆上设有挂轮架，挂轮架上设有一组挂轮，挂轮可与安装在齿轮轴上的齿轮离合。

所述涡轮和工件安装在拖板的上部，所述床体上设有齿条，所述齿轮轴安装在护板上且与齿条啮合，所述涡轮通过涡轮支架安装在拖板上，所述涡轮上设有用来对工件进行夹紧的工件夹紧套，所述拖板上设有工件支架，所述工件的两端支撑在工件支架上。

所述拖板的护板上设有快速行程控制装置，所述快速行程控制装置包括与齿条啮合的快速移动齿轮轴，快速移动齿轮轴与电机传动连接，所述拖板的护板上还设有手动装置，所述手动装置包括手动齿轮轴，手动齿轮轴与齿条啮合，所述手动齿轮轴上安装有手轮。

所述刀具包括刀体，刀体内具有空腔，所述空腔内设有太阳齿轮，所述太阳齿轮的两端与刀体转动连接，太阳齿轮与传动轴连接，所述太阳齿轮的周边啮合有若干个行星齿轮，每个行星齿轮安装在一个行星齿轮轴上，所述行星齿轮轴与刀体转动连接，所述每个行星齿轮轴伸出于刀体的端部并安装有铣刀。

所述拉削装置包括拉削床体，所述拉削床体上设有对工件进行支撑的前支架和后支架，其特征是：所述拉削床体上设有拉削刀杆，所述拉削刀杆与工件位于同一轴线上，所述拉削刀杆靠近工件的一端安装有拉削刀头，所述拉削刀杆与第三动力传动装置连接。

所述第三动力传动装置包括设置在拉削床体上的变速箱，所述拉削刀杆靠近变速箱的一端具有丝杠，所述丝杠与变速箱传动连接。

利用内螺旋面加工设备对内螺旋面进行加工的加工工艺，包括以下步骤：

a、先将加工工件固定到铣削装置上的涡轮与工件夹紧套内，并将其的两端支撑在工件支架上，同时，将刀杆通过刀杆支撑架固定在床体上，然后将传动轴安装在刀杆的空腔内，并与安装在刀杆端部的刀具连接；

b、然后，手扳手轮让拖板移动使工件靠近刀具，启动电机，所述电机驱动传动轴带动刀具转动，同时启动减速器，并将挂轮与齿轮轴上的齿轮挂合，挂轮带动涡轮转动，涡轮带动工件进行转动，同时，齿轮轴带动拖板沿浮面导轨移动；