定子主体的加工方法、泵体组件及其装配方法和真空泵与流程

本发明涉及真空源领域，具体而言，涉及一种定子主体的加工方法、泵体组件及其装配方法和真空泵。

背景技术：

干泵是泛半导体行业必需的真空源设备。干泵中有一种多级蚌壳式真空泵，该真空泵包括上泵壳、下泵壳以及多级转子，上泵壳和下泵壳之间能够形成内腔，多级转子可转动地位于内腔内。上泵壳和下泵壳拼接在一起形成内腔的过程中，由于组装误差，使得多级转子在内腔内转动时，多级转子会磨损内腔，磨损严重后导致多级转子报废，不利于维修。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种定子主体的加工方法、泵体组件及其装配方法和真空泵，以解决相关技术中的由于组装误差，使得多级转子磨损内腔的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种定子主体的加工方法，依次包括以下步骤：用砂模制成容纳定子主体毛坯的砂腔及砂芯，选取浇帽口的位置；通过压力铸造得到定子主体毛坯，使定子主体毛坯的表面留有4mm-5mm的加工余量；将定子主体毛坯放入热炉中，使定子主体毛坯的温度达到第一预设值，第一预设值在550℃至650℃的范围内，定子主体毛坯加热之后进行去应力退火处理；将经去应力退火处理后的定子主体毛坯重新加热至第二预设值，并保持第二预设值在5小时至20小时的范围内，第二预设值在100℃-150℃的范围内；对定子主体毛坯的内腔加工面进行粗加工，使内腔加工面留有1mm的加工余量；通过三坐标测量仪对定子主体毛坯进行检验，通过内窥镜对定子主体毛坯的内部进行检验，并通过超声探伤检验定子主体毛坯的内部是否符合第一条件；对符合第一条件的定子主体毛坯的相对设置的两个外端加工面进行精加工，使精加工的定子主体毛坯的外端尺寸的偏差在0至0.02mm的范围内；通过线切割或数控机床进对定子主体毛坯的相对设置的两个外表面进行贯穿加工，外表面与外端加工面相邻设置；通过三坐标测量仪对贯穿加工后的定子主体毛坯进行检验，擦拭的定子主体毛坯的内腔面和两个外表面，完成擦拭后，再次检验定子主体毛坯是否符合第二条件；对符合第二条件的定子主体毛坯进行研磨处理，使研磨后的定子主体毛坯的外表面的表面光洁度为1.6μm，以得到定子主体。

根据本发明的另一方面，提供了一种泵体组件，包括定子和转子，定子包括：定子主体、第一挡板、第二挡板和多个隔板，多个隔板间隔地设置在第一挡板与第二挡板之间；转子为间隔设置的两个，两个转子可转动地位于定子主体的内腔内，定子主体通过上述的定子主体的加工方法得到。

进一步地，每个隔板上间隔地设置有第一避让孔和第二避让孔，任意相邻的两个隔板中的一个隔板的第一避让孔的孔壁上设置有第一缺口，另一个隔板的第二避让孔的孔壁上设置有第二缺口，第一缺口和第二缺口错位设置；第一挡板上设置有与进气口，第二挡板上设置有出气口，第一缺口和第二缺口位于进气口和出气口之间，进气口、第一缺口、第二缺口和出气口连通成气体流道。

进一步地，每个隔板的上部分与第一挡板为一体成型结构，每个隔板的下部分与第二挡板为一体成型结构，第一避让孔的一部分形成在上部分上，另一部分形成在下部分上，第二避让孔的一部分形成在上部分上，另一部分形成在下部分上。

进一步地，第一挡板为中空结构，第一挡板的中空空间内间隔地设置有多个挡筋，任意相邻的两个挡筋上分别设置有第三缺口和第四缺口，第三缺口和第四缺口错位设置，第一挡板的侧壁上间隔地设置有进液口和出液口，第三缺口和第四缺口位于进液口和出液口之间，进液口、第三缺口、第四缺口和出液口连通成液体流道，液体流道内的液体的部分流向与气体流道内的气体的部分流向相反。

进一步地，第一挡板、多个挡筋以及每个隔板的上部分通过熔模铸造加工成型。

进一步地，定子主体的侧壁上设置有多个贯穿孔，每个贯穿孔贯穿定子主体的相对设置的两个外表面以及定子主体的内腔的表面，多个贯穿孔一一对应地避让多个隔板，每个贯穿孔的轴线垂直于定子主体的内腔的轴线；定子主体的内腔包括相互连通的第一腔室和第二腔室，两个转子分别位于第一腔室内和第二腔室内。

进一步地，定子还包括盖体和底托，盖体盖设于定子主体的第一端面，底托位于定子主体的第二端面；定子主体包括相对设置的第一侧面和第二侧面，第一挡板位于第一侧面上，第二挡板位于第二侧面上；转子包括转轴和间隔设置在转轴上的多个叶片，每个隔板位于转轴的外侧，并位于相邻的两个叶片之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种泵体组件的装配方法，用于装配上述的的泵体组件，泵体组件的装配方法包括以下步骤：步骤1：将一个转轴固定，并将多个叶片安装在转轴上，将另一个转轴固定，并将多个叶片安装在另一个转轴上，以得到两个转子；步骤2：将两个第一轴承分别装入至底托内；步骤3：分别将两个转轴的第一端插入至两个第一轴承内，分别转动两个转轴，以使两个转轴上的多个叶片间能够相互啮合；步骤4：将两个第二轴承分别装入至盖体内；步骤5：将带有两个第一轴承的底托和两个转子一起放置在定子主体上，以将两个转子穿入定子主体的内腔内，并以将底托固定在定子主体的一端上；步骤6：分别将两个转轴的第二端插入至两个第二轴承内，并将带有两个第二轴承的盖体固定在定子主体的另一端上；步骤7：将两个密封圈分别放入至定子主体的第一侧面和定子主体的第二侧面上；步骤8：将多个定位销的第一端插入至第一挡板内，将第一挡板上的隔板的上部分插入至定子主体的第一部分内，多个定位销的第二端分别穿过定子主体，以使第一挡板位于定子主体的第一侧面上；步骤9：将第二挡板上的隔板的下部分插入至定子主体的第二部分内，多个定位销的第二端插入至第二挡板内，以使第二挡板位于定子主体的第二侧面上。

根据本发明的另一方面，提供了一种真空泵，包括泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。

应用本发明的技术方案，定子主体的加工方法，依次包括以下步骤：用砂模制成容纳定子主体毛坯的砂腔及砂芯，选取浇帽口的位置；通过压力铸造得到定子主体毛坯，使定子主体毛坯的表面留有4mm-5mm的加工余量；将定子主体毛坯放入热炉中，使定子主体毛坯的温度达到第一预设值，第一预设值在550℃至650℃的范围内，定子主体毛坯加热之后进行去应力退火处理；将经去应力退火处理后的定子主体毛坯重新加热至第二预设值，并保持第二预设值在5小时至20小时的范围内，第二预设值在100℃-150℃的范围内；对定子主体毛坯的内腔加工面进行粗加工，使内腔加工面留有1mm的加工余量；通过三坐标测量仪对定子主体毛坯进行检验，通过内窥镜对定子主体毛坯的内部进行检验，并通过超声探伤检验定子主体毛坯的内部是否符合第一条件；对符合第一条件的定子主体毛坯的相对设置的两个外端加工面进行精加工，使精加工的定子主体毛坯的外端尺寸的偏差在0至0.02mm的范围内；通过线切割或数控机床进对定子主体毛坯的相对设置的两个外表面进行贯穿加工，外表面与外端加工面相邻设置；通过三坐标测量仪对贯穿加工后的定子主体毛坯进行检验，擦拭的定子主体毛坯的内腔面和两个外表面，完成擦拭后，再次检验定子主体毛坯是否符合第二条件；对符合第二条件的定子主体毛坯进行研磨处理，使研磨后的定子主体毛坯的外表面的表面光洁度为1.6μm，以得到定子主体。通过上述定子主体的加工方法得到的定子主体，使得定子主体的内腔是一个完整的结构，无需将相关技术中的上泵壳和下泵壳进行拼接在一起形成内腔，避免拼接过程中产生组装误差，提高了转子安装在内腔内的组装精度，大大降低了转子磨损相关技术中的内腔的可能性。因此，本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的由于组装误差，使得多级转子磨损内腔的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的定子主体的加工方法的实施例的流程示意图；

图2示出了根据本发明的泵体组件的实施例的立体结构示意图；

图3示出了图2的泵体组件的定子主体的立体结构示意图；

图4示出了图2的泵体组件的剖视示意图；

图5示出了图2的泵体组件的第一角度的分解结构示意图；

图6示出了图2的泵体组件的第二角度的分解结构示意图；

图7示出了图2的泵体组件的定子的立体结构示意图；

图8示出了图2的泵体组件的每个隔板的上部分与第一挡板为一体结构的侧视示意图；

图9示出了图2的泵体组件的每个隔板的上部分与第一挡板为一体结构的立体结构示意图；

图10示出了图9的泵体组件的第一挡板的剖视示意图；

图11示出了图2的泵体组件的定子主体与两个转子装配在一起的立体结构示意图；

图12示出了图2的泵体组件的两个转子的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转子；11、转轴；12、叶片；20、定子；21、定子主体；211、第一端面；212、第二端面；213、第一侧面；214、第二侧面；215、内腔；216、贯穿孔；22、盖体；23、底托；24、隔板；241、第一避让孔；242、第二避让孔；243、第一缺口；244、第二缺口；245、上部分；246、下部分；251、第一挡板；252、挡筋；253、第三缺口；254、第四缺口；255、进气口；256、进液口；257、出液口；261、第二挡板；262、出气口；31、第一轴承；32、第二轴承；40、密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，本申请提供了一种定子主体的加工方法，本实施例的定子主体的加工方法依次包括以下步骤：用砂模制成容纳定子主体毛坯的砂腔及砂芯，选取浇帽口的位置；通过压力铸造得到定子主体毛坯，使定子主体毛坯的表面留有4mm-5mm的加工余量；将定子主体毛坯放入热炉中，使定子主体毛坯的温度达到第一预设值，第一预设值在550℃至650℃的范围内，定子主体毛坯加热之后进行去应力退火处理；将经去应力退火处理后的定子主体毛坯重新加热至第二预设值，并保持第二预设值在5小时至20小时的范围内，第二预设值在100℃-150℃的范围内；对定子主体毛坯的内腔加工面进行粗加工，使内腔加工面留有1mm的加工余量；通过三坐标测量仪对定子主体毛坯进行检验，通过内窥镜对定子主体毛坯的内部进行检验，并通过超声探伤检验定子主体毛坯的内部是否符合第一条件；对符合第一条件的定子主体毛坯的相对设置的两个外端加工面进行精加工，使精加工的定子主体毛坯的外端尺寸的偏差在0至0.02mm的范围内；通过线切割或数控机床进对定子主体毛坯的相对设置的两个外表面进行贯穿加工，外表面与外端加工面相邻设置；通过三坐标测量仪对贯穿加工后的定子主体毛坯进行检验，擦拭的定子主体毛坯的内腔面和两个外表面，完成擦拭后，再次检验定子主体毛坯是否符合第二条件；对符合第二条件的定子主体毛坯进行研磨处理，使研磨后的定子主体毛坯的外表面的表面光洁度为1.6μm，以得到定子主体21。

应用本实施例的技术方案，通过上述定子主体的加工方法得到的定子主体，使得定子主体的内腔是一个完整的结构，无需将相关技术中的上泵壳和下泵壳进行拼接在一起形成内腔，避免拼接过程中产生组装误差，提高了转子安装在内腔内的组装精度，大大降低了转子磨损相关技术中的内腔的可能性。因此，本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中的由于组装误差，使得多级转子磨损内腔的问题。

此外，为了便于保存定子主体，定子主体用氮气枪吹扫外表面和内腔，外表面用百洁布及酒精擦拭干净，外表面均匀涂抹防锈油后装入包装袋密封保存。

本申请还提供了一种泵体组件，如图2至图12所示，泵体组件包括定子20和转子10。定子20包括：定子主体21、第一挡板251、第二挡板261和多个隔板24，多个隔板24间隔地设置在第一挡板251与第二挡板261之间。转子10为间隔设置的两个，两个转子10可转动地位于定子主体21的内腔215内，定子主体通过上述的定子主体的加工方法得到。泵体组件能够解决相关技术中的由于组装误差，使得多级转子磨损内腔的问题。

如图3至图6所示，在本实施例中，每个所述隔板24的上部分245插入至所述定子主体21的上半部分内，每个所述隔板24的下部分246插入至所述定子主体21的下半部分内。这样，使得泵体组件的结构紧凑。

如图7至图9所示，在本实施例中，每个隔板24上间隔地设置有第一避让孔241和第二避让孔242。任意相邻的两个隔板24中的一个隔板的第一避让孔241的孔壁上设置有第一缺口243，另一个隔板的第二避让孔242的孔壁上设置有第二缺口244。第一缺口243和第二缺口244错位设置。第一挡板251上设置有与进气口255，第二挡板261上设置有出气口262，第一缺口243和第二缺口244位于进气口255和出气口262之间，进气口255、第一缺口243、第二缺口244和出气口262连通成气体流道。气体流道呈弯折状的蛇形流道。这样便于气体从气体流道中通过，在转轴带动叶片进行高速转动时，将从进气口255抽入定子主体21的内腔215内的气体经过气体流道实现逐级压缩。此外，弯折状的蛇形流道的设置便于对弯折状的蛇形流道内的硅片残渣的进行拆解或者清洗。本实施例的第一避让孔241和第二避让孔242均优选为圆孔。

如图5至图9所示，每个隔板24的上部分245与第一挡板251为一体成型结构。每个隔板24的下部分246与第二挡板261为一体成型结构。这样，尽可能的减少了定子结构的数量及安装工序，提高定子的结构精度。第一避让孔241的一部分形成在上部分245上，另一部分形成在下部分246上。第二避让孔242的一部分形成在上部分245上，另一部分形成在下部分246上。这样，便于加工，容易成型。这样，压缩气体在气体流道内能够稳定、高效地传输。第一避让孔241的一部分和另一部分均优选为半圆形。第二避让孔242的一部分和另一部分均优选为半圆形。这样便于第一避让孔241和第二避让孔242能够更好的与转轴11的外表面相适配，在压缩气体的同时，起到隔离气体，防止气体发生互窜的现象。

如图9和图10所示，第一挡板251为中空结构，第一挡板251的中空空间内间隔地设置有多个挡筋252。任意相邻的两个挡筋252上分别设置有第三缺口253和第四缺口254，第三缺口253和第四缺口254错位设置，第一挡板251的侧壁上间隔地设置有进液口256和出液口257。第三缺口253和第四缺口254位于进液口256和出液口257之间。进液口256、第三缺口253、第四缺口254和出液口257连通成液体流道。液体流道流道呈弯折状的蛇形流道。这样便于液体从液体流道中通过，这样液体在第一挡板251的内部循环，有效地降低第一挡板251及转子10的温度，提供了更好的散热效果，提高泵体组件的寿命。液体流道内的液体的部分流向与气体流道内的气体的部分流向相反。液体流道内的液体的部分流向是指液体流道的水平流道段位置处的液体的流向(如图7的下部分246上的箭头示出的方向)，气体流道内的气体的部分流向是指气体流道的水平流道段位置处的气体的流向(如图7的第一挡板251上的箭头示出的方向)。

转子10在定子主体21的内腔215内高速旋转的过程中，叶片12与气体摩擦过程中会产生大量的热量，为了防止泵体组件的温度过高，造成转子10热膨胀后与内腔215卡死的状况发生。本实施例的在气体流道内通入气体时同时向液体流道内通入液体，转子10在定子主体21的内腔215内高速旋转的过程中，压缩气体流道内的气体，同时液体流道内液体在液体流道内均匀地流动，这样，转子压缩后的高温高压气体能够通过蛇形的气体流道时被均匀地压缩。液体流道内的液体的部分流向与气体流道内的气体的部分流向相反，这样能够最大限度将气体压缩过程中产生的热量带走，经过蛇形的气体流道的层级压缩与热交换后的中温高压的气体后，气体从出气口262排出大气，以满足定子主体21的内腔215中的真空度要求和达到快速降温的目的。

如图5至图7所示，在本实施例中，第一挡板251、多个挡筋252以及每个隔板24的上部分245通过熔模铸造加工成型。第二挡板261和每个隔板24的下部分246通过熔模铸造加工成型。这样，在保证加工成型的情况下，能够保证第一挡板251、多个挡筋252以及每个隔板24、第二挡板261和每个隔板24的下部分246的加工精度。

如图5、图6和图11所示，在本实施例中，定子主体21的侧壁上设置有多个贯穿孔216，每个贯穿孔216贯穿定子主体21的相对设置的两个外表面以及定子主体21的内腔215的表面。多个贯穿孔216一一对应地避让多个隔板24，每个贯穿孔216的轴线垂直于定子主体21的内腔215的轴线。定子主体21的内腔215包括相互连通的第一腔室和第二腔室，两个转子10分别位于第一腔室内和第二腔室内。由于多个贯穿孔216能够一一对应地避让多个隔板24，以使多个隔板24能够插入至定子主体21的内部。

如图5和图6所示，在本实施例中，定子20还包括盖体22和底托23，盖体22盖设于定子主体21的第一端面211，底托23位于定子主体21的第二端面212。定子主体21包括相对设置的第一侧面213和第二侧面214，第一挡板251位于第一侧面213上，第二挡板261位于第二侧面214上。转子10包括转轴11和间隔设置在转轴11上的多个叶片12，每个隔板24位于转轴11的外侧，并位于相邻的两个叶片12之间。盖体22通过多个第一螺钉盖设于定子主体21的第一端面211上，底托23通过多个第二螺钉安装在定子主体21的第二端面212上。

本申请还提供了一种泵体组件的装配方法，用于装配上述的泵体组件。如图2、图5和图6所示，本实施例的泵体组件的装配方法包括以下步骤：步骤1：将一个转轴11固定，并将多个叶片12安装在转轴11上，将另一个转轴11固定，并将多个叶片12安装在另一个转轴11上，以得到两个转子10；步骤2：将两个第一轴承31分别装入至底托23内；步骤3：分别将两个转轴11的第一端插入至两个第一轴承31内，分别转动两个转轴11，以使两个转轴11上的多个叶片12间能够相互啮合；步骤4：将两个第二轴承32分别装入至盖体22内；步骤5：将带有两个第一轴承31的底托23和两个转子10一起放置在定子主体21上，以将两个转子10穿入定子主体21的内腔215内，并以将底托23固定在定子主体21的一端上；步骤6：分别将两个转轴11的第二端插入至两个第二轴承32内，并将带有两个第二轴承32的盖体22固定在定子主体21的另一端上；步骤7：将两个密封圈40分别放入至定子主体21的第一侧面213和定子主体21的第二侧面214上；步骤8：将多个定位销的第一端插入至第一挡板251内，将第一挡板251上的隔板24的上部分245插入至定子主体21的第一部分内，多个定位销的第二端分别穿过定子主体21，以使第一挡板251位于定子主体21的第一侧面213上；步骤9：将第二挡板261上的隔板24的下部分246插入至定子主体21的第二部分内，多个定位销的第二端插入至第二挡板261内，以使第二挡板261位于定子主体21的第二侧面214上。定子主体21上设置有与多个定位销一一对应的多个第一定位孔，多个隔板24的上部分245设置有与多个第一定位孔一一对应的多个第二定位孔，多个隔板24的下部分246设置有与多个第二定位孔一一对应的多个第三定位孔，每个定位销穿设在每个第一定位孔、每个第二定位孔、每个第三定位孔内。这样，能够保证第一挡板251和第二挡板261的结构强度及平面度。通过泵体组件的装配方法得到的泵体组件能够解决相关技术中的由于组装误差，使得多级转子磨损内腔的问题。在通过泵体组件的装配方法得到的泵体组件的过程中，减少了密封圈的数量，同时也减少工装、工具及安装工时，提高了装配效率。

当然，多个叶片与转轴还可以为一体成型结构，这样，能够减少安装转子的复杂程度，提高安装精度及安装效率。

本申请还提供了一种真空泵，真空泵包括泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。真空泵能够解决相关技术中的由于组装误差，使得多级转子磨损内腔的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。