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一种塑料覆层的金属螺杆转子及其加工方法
申请号	CN202410058769.2	申请日	2024-01-16	公开(公告)号	CN117803568A	公开(公告)日	2024-04-02
申请人	陕西理工大学;			发明人	赵永强; 尹大帅; 侯红玲; 黑刚刚; 李结绿;
摘要	一种塑料覆层的金属螺杆转子，由塑料螺旋段和金属螺杆组成；一种塑料覆层的金属螺杆转子的成形方法，通过注塑在金属螺杆的螺旋段外侧和模具空腔之间形成塑料螺旋段，通过铣削加工出一种螺杆转子螺旋段的粗略外形，并在粗略外形的螺旋段外侧通过模具注塑方式成形最终螺旋段的精密外形。本发明去掉了加工难度最大的螺杆转子数控磨削和检测等工艺，大幅提高了加工效率，降低转子的加工成本；相比与完全金属型螺杆，塑料覆层的金属螺杆转子在工作过程中更能适应转子热膨胀变形，便于后期磨损后的覆层修复是精密螺杆转子设计与加工方法的新突破。
权利要求	1.一种塑料覆层的金属螺杆转子，其特征包括：由金属螺杆（1）和塑料螺旋段（2）组成；金属螺杆（1）由两个支撑段、一个螺旋段和一个传力段组成，螺旋段位于中间，两个支撑段位于螺旋段的两顶端，一个传力段位于一个支撑段的一侧；两个支撑段用于安装轴承，一个传力段用于安装传动齿轮或者电机；金属螺杆（1）的螺旋段的尺寸外侧精度和粗糙度要求不高；塑料螺旋段（2）是以一种内外侧都是螺旋面的薄壳空套形状，塑料螺旋段（2）的外侧形状就是螺杆转子最终型面，塑料螺旋段（2）的内侧紧箍在金属螺杆（1）的螺旋段外侧，长度与金属螺杆（1）的螺旋段相同。 2.一种塑料覆层的金属螺杆转子的成形方法，其特征包括：将权利要求1中所述的金属螺杆（1）置于模具中，金属螺杆（1）与模具内腔之间保持一个薄壳空腔，薄壳空腔的厚度和形状塑料螺旋段（2）相同；通过注塑在金属螺杆（1）的螺旋段外侧和模具空腔之间形成塑料螺旋段（2），由此一种塑料覆层的金属螺杆转子成形完成。 3.如权利要求2所述的一种塑料覆层的金属螺杆转子的成形方法，其特征包括：塑料覆层的金属螺杆转子的加工步骤： S1、加工转子注塑模具，铣削加工金属螺杆（1）； S2、注塑模具安装，并进行模具预热； S3、将塑料烘干粉碎后加入注塑机的料筒； S4、设置注塑机注塑工艺参数（注塑压力、注塑时间、保压压力、保压时间、冷却时间）； S5、充填、保压、冷却、脱模后得到塑料覆层的金属螺杆转子。
说明书全文	一种塑料覆层的金属螺杆转子及其加工方法技术领域 [0001] 本发明属于机械产品设计及制造技术领域，涉及一种塑料覆层的金属螺杆转子及其加工方法，用于实现高精度螺杆转子的高效精密加工。背景技术 [0002] 螺杆空压机的主机是一种利用相互啮合的螺杆转子实现气体压缩的动力设备，由于结构简单、可操作性比较强、工作性能可靠等特点，一诞生就受到了工业界的重视，现如今也是国内外的研究热点。螺杆转子作为螺杆空压机主机的核心部件，其结构和加工方式一直被研究人员持续关注。在加工方式上，现有的螺杆转子普遍采用金属材质，经过先铣削、后磨削方式进行减材制造，螺杆转子的重量大，型线复杂，制造的难度大，对机床设备的要求极高，并需要精密的型线检测设备随时监测型线的加工精度。由于螺杆转子的需要通过特殊的刀具并在专用设备上加工，其生产周期长，加工成本高。另外螺杆转子采用减材方式加工，因此材料利用率不高。 [0003] 为了解决现有金属螺杆转子加工难度大、制造成本高，型线精度难以保持等缺陷，提出一种塑料覆层的金属螺杆转子及其加工方法，在粗铣后的金属螺杆转子表面利用模具进行塑料覆层，覆层后的螺杆转子精度直接满足工业要求，螺杆转子的型线精度直接由模具精度保证，相比于金属螺杆转子先铣削、后磨削的加工方式，加工效率大幅提升、加工精度的保持性明显加强。发明内容 [0004] 本发明提出一种塑料覆层的金属螺杆转子及其加工方法，可以克服现有金属螺杆转子加工周期长，加工成本高，加工精度的保持性差缺陷。 [0005] 本发明提供了一种塑料覆层的金属螺杆转子，其特征包括：由塑料螺旋段和金属螺杆组成；金属螺杆由两个支撑段、一个螺旋段和一个传力段组成，螺旋段位于中间，两个支撑段位于螺旋段的两顶端，一个传力段位于一个支撑段的一侧；两个支撑段用于安装轴承，一个传力段用于安装传动齿轮或者电机；金属螺杆的螺旋段的尺寸外侧精度和粗糙度要求不高；塑料螺旋段是以一种内外侧都是螺旋面的薄壳空套形状，塑料螺旋段的外侧形状就是螺杆转子最终型面，塑料螺旋段的内侧紧箍在金属螺杆的螺旋段外侧，长度与金属螺杆的螺旋段相同。 [0006] 一种塑料覆层的金属螺杆转子的成形方法，将前述的金属螺杆置于模具中，金属螺杆与模具内腔之间保持一个薄壳空腔，薄壳空腔的厚度和形状塑料螺旋段相同；通过注塑在金属螺杆的螺旋段外侧和模具空腔之间形成塑料螺旋段，由此一种塑料覆层的金属螺杆转子成形完成。 [0007] 实现塑料覆层的金属螺杆转子的加工步骤包括：S1、加工转子注塑模具，铣削加工金属螺杆； S2、注塑模具安装，并进行模具预热； S3、将塑料烘干粉碎后加入注塑机的料筒； S4、设置注塑机注塑工艺参数（注塑压力、注塑时间、保压压力、保压时间、冷却时间）； S5、充填、保压、冷却、脱模后得到塑料覆层的金属螺杆转子。 [0008] 本发明的有益效果，一种塑料覆层的金属螺杆转子及成形方法，通过铣削加工出一种螺杆转子螺旋段的粗略外形，并在粗略外形的螺旋段外侧通过模具注塑方式成形最终螺旋段的精密外形，去掉了加工难度最大的数控磨削和检测，大幅提高了加工效率，降低转子的加工成本；相比与完全金属型螺杆，塑料覆层的金属螺杆转子在工作过程中更能适应转子热膨胀变形，便于后期磨损后的覆层修复是精密螺杆转子设计与加工方法的新突破。附图说明 [0009] 图1为本发明提供的金属螺杆支撑非金属螺杆转子的立体图。 [0010] 图2为本发明提供的金属螺杆支撑的立体图。 [0011] 图3为非金属螺杆转子的主视图。 [0012] 图4 注塑模具型腔图。