CN111822647B - 一种制冷压缩机用滚动活塞的制造方法 - Google Patents

一种制冷压缩机用滚动活塞的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其包括如下步骤：(1)选用适合冷镦的钢材为原料；(2)原料预处理；(3)将预处理后的原料切出冷镦坯料；(4)将冷镦坯料进行冷镦加工，制得滚动活塞粗料；(5)对滚动活塞粗料进行后续加工，直至达到滚动活塞成品的规定要求。本发明的优点在于首次采用冷镦方式进行制冷压缩机滚动活塞的生产，可简化生产过程，提高产品精度，滚动活塞料预留加工余量少且加工容易，原材料利用率高，因此，降低了制造成本；本发明生产节拍快、功能全面节约了生产所需耗材，提高了生产效率和材料利用率；采用冷镦形式制坯，活塞的微观组织更加均匀、密度更高，产品性能进一步提升。

Description

一种制冷压缩机用滚动活塞的制造方法
技术领域
本发明涉及一种制冷压缩机部件的制造方法。
背景技术
旋转式制冷压缩机，又称滚动转子式压缩机，其利用活塞旋转对制冷剂气体进行压缩，投放市场已经很多年了，它是目前最常用的压缩机之一。
滚动活塞是旋转式制冷压缩机套的重要零件，其设置在压缩机的偏心轴的偏心拐上，制冷时沿着气缸壁滚动，滑片在弹簧力的作用下与滚动转子的外圆壁面紧接触，组成动密封，随着旋转式压缩机采用新型环保制冷剂、高效率和节能等日趋多样化，对能适用于高负荷、高功率、高温、高压等严酷条件下的滚动活塞提出了更高的要求，因此，其也是区别与现有常规活塞的比较特殊的一类活塞。
长期以来，滚动活塞的制造一般采用铸造方法，先铸出管体，然后切料，再进行内孔、外圆车削、剥皮再磨削，因此铸后的管体需要留有较多余量，活塞材料的利用率只有60％左右，制造过程复杂、制造成本高；而其材料通常采用含有Ni、Mo、Cr合金元素、珠光体含量大于70％的可淬硬的铸铁件，并通过淬火、回火后使其硬度为HRC45-55，这种材料具有局限性，其制得的滚动活塞的硬度、耐磨性和接触疲劳寿命也不是十分理想；另外，由于滚动活塞采用铸造方法制造，铸造过程会产生大量的“三废”，严重影响环境，造成污染，而且工作环境较差，也影响操作人员的身体健康。
为此，本申请人对上述滚动活塞的制造方法进行了改进，采用轧制的方法进行滚动活塞的制造，材料也由铸铁改为渗碳钢。如本申请人的中国专利文献CN105041658A公开的制冷压缩机用滚动活塞及其制造方法，其采用渗碳钢进行冷轧，并且其制造方法包括如下步骤：
(一)、选用渗碳钢，按要求冷轧成符合滚动活塞所需精度的钢管；
(二)、切割钢管至所需的滚动活塞圈料的尺寸；
(三)、渗碳淬火滚动活塞圈料；
(四)、冷处理滚动活塞圈料；
(五)、回火处理滚动活塞圈料；
(六)、粗磨滚动活塞圈料各个面；
(七)、精磨(精加工)滚动活塞圈料各个面至达到规定要求。
但其采用渗碳钢为原料，以钢管形式开始制造的生产工艺相对复杂，仍有改进的余地。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，而提供一种制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，使其制造过程简单。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选用适合冷镦的钢材为原料；
(2)原料预处理；
(3)将预处理后的原料切出冷镦坯料；
(4)将冷镦坯料进行冷镦加工，制得滚动活塞粗料；
(5) 对滚动活塞粗料进行后续加工，直至达到滚动活塞成品的规定要求。
更好地，所述原料为卷材形式。
更好地，所述步骤(2)中原料预处理为球化退火、酸洗和磷化处理，球化退火退火温度为760-800度，退火时间为：40-48小时。
更好地，所述步骤(4)中冷镦加工包括：整形、压球、定位、拉伸、通孔拉光和整理工序。
更具体地，所述整形工序为：将冷镦坯料的一端压入第一模具进行冷镦整形，使其下端形成圆角；
所述压球工序为：将经过整形工序处理的坯料压入第二模具进行冷镦压球，使坯料上、下二端的各形成向内的斜面；
所述定位工序为：将经过压球工序处理的坯料压入第三模具内，将其两端镦平，并在二端中部压出向内的凹口进行定位；
所述拉伸工序为：将经过定位工序处理的坯料压入第四模具内，将其拉伸，并在其上部形成圆柱形孔，下部有隔断；
所述通孔拉光工序为：将经过拉伸工序处理的坯料压入第五模具，冲掉坯料上下二端中部圆柱形通孔之间的隔断，形成中间为圆柱形通孔的活塞坯料；
所述整理工序为：将经过通孔工序处理的坯料压入第六模具，使坯料中间通孔的直径进一步扩大到滚动活塞成品所需的大小，高度进一步提高，达到滚动活塞粗料所需尺寸。
更好地，所述凹口为圆弧形凹口。
更好地，所述压球工序中形成的上端斜面的倾斜角略大于下端斜面的倾斜角。
更好地，所述上端斜面的倾斜角为125-130度，下端斜面的倾斜角为110-120度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过卷材形式的冷镦钢原料，可以方便、连续地进行加工，并且可以减少以线材、钢管等为原料而产生的加工断头，避免以线材、钢管等为原料而产生的加工断头多、材料浪费多的缺点，提高了材料利用率。
2、由于本发明对冷镦钢进行球化退火，因此，可以减少后续冷镦的难度，提高产品的合格率，而且，以卷材方式进行球化退火，能一次性完成大量原料的球化退火，球化退火和后续加工效率高。
3、由于本发明首次采用冷镦方式进行制冷压缩机滚动活塞的生产，既可简化生产过程，提高产品精度，滚动活塞料需要后续的加工量少且加工容易，钢材利用率高，因此，降低了制造成本。
4、本发明通过将适合冷镦的钢材原料卷材化并且与退火球化、多工位冷镦工艺集成在一起，能够从钢材原料开始，一体地完成滚动活塞料的加工，可省略多台设备、多工序加工，因此，滚动活塞料制造方便，生产效率高。
5、本发明生产节拍快、功能全面节约了生产所需耗材，提高了生产效率和材料利用率；由于采用冷镦制造形式，使得钢材的微观组织更加均匀、密度更高，制造出的制冷压缩机用滚动活塞产品性能得到进一步提升。
6、本发明由于不采用铸铁原料及铸造方法，避免了对环境产生的污染。
附图说明
图1为本发明实施例旋转式制冷压缩机用滚动活塞的结构示意图。
图2为本发明实施例旋转式制冷压缩机用滚动活塞冷镦成型的流程图。
图3a--3g为本发明实施例旋转式制冷压缩机用滚动活塞冷镦成型过程中坯料形状变化的示意图。
图4a-4g为本发明实施例旋转式制冷压缩机用滚动活塞冷镦成型过程中坯料在相应的模具中形状变化的示意图。
具体实施方式
以下结合附图、实施例对本发明作进一步描述。
实施例１
如图2、图3a- 3g以及图4a-4g所示，制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其包括如下步骤：
(1)、选用适合冷镦的钢材为原料
在本实施例中选用GCr15钢材为原料，原料最好为圆柱形卷材形式；
(2)、原料预处理
对原料，优选对整卷原料，进行球化退火，球化温度为800度，时长48小时，球化退火后进行酸洗、磷化；
(3)、将预处理后的原料用冷镦机切出冷镦坯料，即下料，如图2、图3a所示；
(4)、将冷镦坯料进行冷镦加工，制得滚动活塞粗料，如图3a-3g以及图4a-4g所示。
冷镦加工成型过程如下：
（I）整形：将冷镦坯料的一端压入第一模具进行冷镦整形，使其下端形成圆角，然后出模输送到下一工位，如图3b、图4b所示；
（II）压球：经过步骤（1）处理的坯料压入第二模具进行冷镦压球，使坯料上、下二端的各形成向内的一斜面B、C，并且使上端斜面的倾斜角a略大于下端斜面的倾斜角b，然后出模输送到下一工位，如图3c、图4c所示；其中，上倾斜角a为130度，下倾斜角b为120度；
（III）定位：经过步骤（2）处理的坯料压入第三模具内，将其两端镦平，并在二端中部压出向内的凹口F进行定位，然后出模输送到下一工位，如图3d、图4d所示；其中，上述凹口F为圆弧形凹口；
（IV）拉伸：经过步骤（3）处理的坯料压入第四模具内，将其拉伸，并在其上部形成圆柱形孔G，并与下部有隔断H然后出模输送到下一工位，如图3e、图4e所示；
（V）通孔拉光：将经过步骤（4）处理的坯料压入第五模具内，将坯料上下二端中部圆柱形通孔之间的隔断H冲掉，形成中间为圆柱形通孔的坯料，圆柱形通孔的直径D1略小于滚动活塞最后坯料的通孔直径D，然后出模输送到下一工位，如图3f、图4f所示；
（VI）整理：将经过步骤（5）处理的坯料压入第六模具，使坯料中间通孔的直径进一步扩大到滚动活塞粗料所需的通孔直径D，这样便于滚动活塞坯料精加工时可以以滚动活塞料内孔作为基准，同时进一步提高滚动活塞粗料的高度，达到滚动活塞粗料所需尺寸，如图3g、图4g所示。
(5) 对滚动活塞粗料进行后续加工，直至达到滚动活塞成品的规定要求。
至于该步骤中的后续加工，可以采用本申请人在先申请CN105041658A中的加工方法，也可以采用其他现有技术中的加工方法。
实施例2
本实施例制冷压缩机用滚动活塞的制造方法与实施例1的方法步骤基本相同，不同之处在于采用的钢材为20Cr，退火条件为：球化温度765度，时长40小时。
实施例3
本实施例制冷压缩机用滚动活塞的制造方法与实施例1的方法步骤基本相同，不同之处在于采用的钢材为40Cr，退火条件为：球化温度770度，时长40小时。
实施例4
本实施例制冷压缩机用滚动活塞的制造方法与实施例1的方法步骤基本相同，不同之处在于采用的钢材为20CrMnTi，退火条件为球化温度760，时长40小时。

Claims (6)

1.制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选用适合冷镦的钢材为原料；
(2)原料预处理；
(3)将预处理后的原料切出冷镦坯料；
(4)将冷镦坯料进行冷镦加工，制得滚动活塞粗料；
(5) 对滚动活塞粗料进行后续加工，直至达到滚动活塞成品的规定要求；
所述步骤(4)中冷镦加工包括：整形、压球、定位、拉伸、通孔拉光和整理工序;
所述整形工序为：将冷镦坯料的一端压入第一模具进行冷镦整形，使其下端形成圆角；
所述压球工序为：将经过整形工序处理的坯料压入第二模具进行冷镦压球，使坯料上、下二端各形成斜面；
所述定位工序为：将经过压球工序处理的坯料压入第三模具内，将其两端镦平，并在二端中部压出向内的凹口进行定位；
所述拉伸工序为：将经过定位工序处理的坯料压入第四模具内，将其拉伸，并在其上部形成圆柱形孔，下部有隔断；
所述通孔拉光工序为：将经过拉伸工序处理的坯料压入第五模具，冲掉坯料上下二端中部圆柱形孔之间的隔断，形成中间为圆柱形通孔的活塞坯料；
所述整理工序为：将经过通孔拉光工序处理的坯料压入第六模具，使坯料中间通孔的直径进一步扩大，高度进一步提高，达到滚动活塞粗料所需尺寸；
所述原料为GCr15钢材、20Cr、40Cr或20CrMnTi。
2.如权利要求1所述的制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，所述原料为卷材形式。
3.如权利要求2所述的制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中原料预处理为球化退火、酸洗和磷化处理，球化退火退火温度为760-800度，退火时间为：40-48小时。
4.如权利要求1-3之一所述的制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，所述凹口为圆弧形凹口。
5.如权利要求1所述的制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，所述压球工序中形成的上端斜面的倾斜角略大于下端斜面的倾斜角。
6.如权利要求5所述的制冷压缩机用滚动活塞的制造方法，其特征在于，所述上端斜面的倾斜角为125-130度，下端斜面的倾斜角为110-120度。
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