CN101674905A - 压缩机皮带轮的制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种皮带轮的制造方法，在所述方法中基部被局部冷锻，从而可以容易地制造所述压缩机皮带轮，并且提高桥部和所述基部的强度。所述方法包括：将金属材料加热至预定温度的加热步骤(S1)；将所述金属材料锻造成为皮带轮形状的热锻步骤(S2)；形成通孔的中央部穿透步骤(S3)；将所述被加热的皮带轮冷却至室温的冷却步骤(S4)；被冷却的皮带轮的粗磨步骤(S5)；在室温下锻造所述皮带轮的所述基部的局部冷锻步骤(S6)；在所述基部处形成槽的槽穿透步骤(S7)；和修整步骤(S8)，在所述修整步骤中在所述皮带轮的表面上执行开槽作业和磨削。

Description

压缩机皮带轮的制造方法
技术领域
本发明涉及一种压缩机皮带轮的制造方法，并且更具体而言，涉及一种压缩机皮带轮制造方法，其中基部在热锻处理后被局部冷锻，由此可以容易地制造所述压缩机皮带轮并且提高桥部和基部的强度。
背景技术
通常，车辆压缩机被应用到空调系统以通过从发动机接收的动力驱动，并且用于通过蒸发器将具有较低压力的制冷剂压缩成为高温高压的气态制冷剂，然后将所述高温高压的气态制冷剂传送到冷凝器。
压缩机通过经皮带连接到曲轴的皮带轮接收动力。如图1中所示，皮带轮包括：圆板状基部111，所述基部垂直于压缩机120的长度方向设置；以及内环部114和外环部116，所述内环部和外环部分别在压缩机120的长度方向上从基部111突出。与发动机的曲轴连接的皮带(未示出)被悬置在外环部116的外部表面上以旋转。皮带的旋转力被传递到固定到内环部114的内表面的一端的轴上，因而压缩机120执行压缩处理。
具有上述功能的皮带轮110典型地由金属材料制成以能够承受皮带的张力，并且用于皮带轮110的金属材料通过热锻方法加工，所述热锻方法与冷锻方法相比，提供较低强度但是制造成本较低。
图2是示出传统的压缩机皮带轮的制造处理的流程图。为了制造皮带轮110，首先制备金属材料，将其切割成期望的尺寸，然后经加热处理加热至大约1,000～1,250℃的温度。被加热的金属材料通过热锻处理形成为具有基部111、内环部114和外环部116的皮带轮形状。此时，金属材料在由压力机施加的大约800～1,300吨的压力下被煅造，并且根据金属材料、温度、皮带轮的预期形状和压力机的压力，锻造处理可以重复一次或多次。
而且经热锻处理处理过的皮带轮110的中央部被穿透以形成通孔，轴的一端经所述通孔插入内环部114中，然后皮带轮通过冷却处理被冷却至室温。被冷却的皮带轮110在粗磨步骤中被处理的同时确保用于槽穿透处理的尺寸和厚度。在粗磨步骤中处理的皮带轮110具有通过槽穿透处理在基部111上形成的槽112，因而仅保留桥部113。通过槽穿透处理处理的皮带轮110经修整步骤完成，在修整步骤中在皮带轮表面上执行开槽工作和磨削。
通过上述处理完成的皮带轮110与压缩机120的轴连接并旋转。如上所述，由于通过热锻金属材料的热锻处理制造皮带轮110，因此容易制造皮带轮110。然而，由于压力集中在其上的桥部113的强度不足，所以应当理解桥部113可能容易损坏。
为了解决所述问题并提高桥部113的强度，使用在室温下锻造金属材料的冷锻处理制造皮带轮110，来代替热锻金属材料的热锻处理，以提高桥部113的强度。通过冷锻处理了提高桥部113的强度。然而，由于除桥部113之外的其他部分的强度也提高，所以不仅难以执行用于在基部111的中央部形成通孔115的中央穿透处理，用于在基部111形成槽112的槽穿透处理，而且难以在外环部116的外部表面形成凹槽部分117，并且也存在用于形成凹槽部分的工具尖端的损害可能增加的其他问题，并且在半辊形成处理时难以确保凹槽部分17的精度。另外，热锻处理能在大约800～1,300吨的压力机压力下执行，但是冷锻处理需要大约2,500吨以上的压力机压力。因此，存在冷锻处理需要大尺寸装备的另一问题。
此外，如图3所示，在锻造加热金属材料的热锻处理中，用于连接内环部114的中央部的连接部118通过反向挤压处理形成在内环部114的下侧。由于连接部118，与形成在其他部分的晶粒流线比较，在桥部113周围形成的晶粒流线中出现严重的不均匀变形和过度的滚光(barreling)，因而其对于应力变弱，从而其强度降低。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种压缩机皮带轮的制造方法，其中基部在热锻处理后局部冷锻，从而提高所述基部的强度，特别是显著地提高桥部的强度。
本发明的另一个目的是提供一种压缩机皮带轮的制造方法，其中连接部通过正向挤压处理形成为延伸至内环部的上侧，从而保证晶粒流线没有滚光，并且提高桥部的耐久性，因而获得具有低成本的高质量的压缩机皮带轮，所述压缩机皮带轮能用通过所述冷锻处理制造的皮带轮来代替。
技术方案
为实现上述目的，本发明提供一种压缩机皮带轮的制造方法，所述压缩机皮带轮包括圆板状基部和内环部以及外环部，所述内环部和外环部与所述基部一体地形成并且沿所述压缩机的长度方向突出，所述制造方法包括：加热步骤S1，所述加热步骤将金属材料加热至预定温度或更高；热锻步骤S2，所述热锻步骤在高温下将所述金属材料锻造成具有所述基部、所述内环部以及所述外环部的皮带轮形状；中央部穿透步骤S3，所述中央部穿透步骤在连接部形成通孔以连接所述内环部的内表面；冷却步骤S4，所述冷却步骤将所述被加热的皮带轮冷却至室温；粗磨步骤S5，所述粗磨步骤加工所述被冷却的皮带轮的内外表面；局部冷锻步骤S6，所述局部冷锻步骤在室温下锻造所述皮带轮的所述基部；槽穿透步骤S7，所述槽穿透步骤在所述基部处形成槽；以及修整步骤S8，在所述修整步骤中在所述皮带轮的表面上执行开槽作业和磨削。
优选地，所述基部的厚度h2经所述粗磨步骤S5形成为大于标准厚度h1。
此外，所述连接部经所述热锻步骤S2形成为延伸至所述内环部的上侧。
有益效果
根据本发明的压缩机皮带轮的制造方法，由于在所述热锻处理后执行所述冷锻处理，所以显著地提高了所述基部的强度，特别是显著地提高了压力集中在其上的所述桥部的强度。
此外，由于用于连接所述内环部的中央部的所述连接部形成为延伸至所述内环部的上侧，所以形成在所述皮带轮中的所述流线的不均匀变形减小，因而所述皮带轮的耐久性提高。
附图说明
从以下结合附图给出的优选实施方式的描述中，本发明的上述和其他的目的、特征及优点将变得明显，附图中：
图1是传统的压缩机皮带轮的立体图。
图2是示出压缩机皮带轮的传统制造方法的流程图。
图3是传统的压缩机皮带轮的流线的截面图。
图4a是根据本发明的压缩机皮带轮的立体图，图4b是示出根据本发明的压缩机皮带轮的制造方法的流程图。
图5是粗磨步骤中皮带轮的截面图。
图6是示出根据本发明的压缩机皮带轮的每个部分的强度的曲线图。
图7是示出根据本发明的所述压缩机皮带轮的晶粒流线的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详述本发明的实施方式。
图4a是根据本发明的压缩机皮带轮的立体图，图4b是示出根据本发明的压缩机皮带轮的制造方法的流程图。根据本发明的压缩机皮带轮的制造方法包括加热步骤S1、热锻步骤S2、中央部穿透步骤S3、冷却步骤S4、粗磨步骤S5、局部冷锻步骤S6、槽穿透步骤S7以及修整步骤S8。
参看图4a和4b，将详述皮带轮的制造步骤。制备用于制造皮带轮10的金属材料被切割成达到要求的期望尺寸，然后在加热步骤S1中被加热至1,150℃或更高的温度。经加热步骤S1被加热至1,150℃或更高的温度的金属材料在热锻处理S2中通过压力机被热锻成为皮带轮10的形状，以具有基部11、内环部14以及外环部16。在热锻处理S2中，在大约800～1,300吨的压力下锻造金属材料，并且根据皮带轮10的预期的形状和压力机的压力决定锻造处理的次数。
经热锻处理S2处理过的皮带轮10的中央部在中央部穿透步骤S3中被穿透以形成通孔15，轴的一端通过所述通孔被插入内环部14之中，然后在冷却步骤S4中将皮带轮冷却至室温。被冷却的皮带轮10的内外表面在粗磨步骤S5中以1μm Ra以上的粗糙度被加工。粗磨步骤S5中，皮带轮10的内外表面被加工成具有近似完成的形状。接着，在下一局部冷锻步骤S6中，优选的是加工皮带轮10以使基部11的厚度h2大于完成的皮带轮10的基部11的标准厚度h1，如图5a所示。
在粗磨步骤S5中，更优选地，桥部13的厚度h2大于完成的皮带轮10的基部11的标准厚度h1，如图5b至5e所示。如上所述，由于仅桥部13的厚度h2形成为选择的厚度，所以能以小压力执行该处理。
在粗磨步骤S5之后，仅皮带轮10的基部11经局部冷锻步骤S6被选择性地锻造，并且在槽穿透步骤S7中在基部11处形成槽12。因而，仅桥部13被保留。然后，皮带轮10经修整步骤S8完成，在修整步骤中在皮带轮表面上执行开槽作业和磨削。
在局部冷锻步骤S6中，由于仅对于基部11执行锻造处理，因此能以大约600～800吨的小压力机压力执行锻造处理，因而可以降低制造成本。
图6是示出根据本发明的压缩机皮带轮的每个部分的硬度的曲线图，其中图6中的B示出仅通过传统的热锻处理制造的基部的硬度，图6中的A示出在热锻步骤之后通过局部冷锻处理处理的基部的硬度。
参看图4a和图6，在仅通过热锻处理制造皮带轮10的情况下，压力集中的桥部13(②⑤)和基部11(①③④⑥)的各自硬度是大约70HRB以下。然而，在热锻步骤之后仅对于基部11执行局部冷锻处理的情况下，与传统的皮带轮相比，全面地提高了基部11的硬度。从上述事实能够理解，经热锻处理制造的基部11由于硬度的限制而可能容易损坏，但是在热锻处理之后通过局部冷锻处理制造的基部11具有提高的强度(①③④⑥)，特别的是，桥部13的强度(②⑤)显著地提高，从而提高皮带轮10的稳定性。
在制造皮带轮10时，如上所述，由于金属材料被加热然后被锻造，所以容易制造皮带轮10，而且由于仅基部11在室温被局部锻造，所以压力集中在其上的桥部13的强度增加。
图7示出根据本发明的压缩机皮带轮的晶粒流线。在加热金属材料被锻造的热锻步骤S2中，用于连接内环部14的中央部的连接部18形成为延伸至内环部14的上侧。因此，形成于皮带轮10中的流线的不均匀变形减小。这意味着皮带轮10中的缺陷减少，因而皮带轮的耐久性增加。
如上所述，优选的是，被加热的金属材料通过正向挤压处理被加工，以使连接部18形成为延伸至内环部14的上侧。本文中，正向挤压处理是与反向挤压处理相反的概念，并且金属材料在向前挤压处理中沿与冲压机移动方向相同的方向变形。例如，金属材料被放在具有凹部和凸部的冲模上，然后从相反方向对冲模施加冲压。
由于被加热的金属材料通过正向挤压处理处理以延伸至内环部14的上侧，所以皮带轮10中的缺陷减少，具体地，压力集中的桥部13的缺陷减少，因而皮带轮10的耐久性增加。
本领域技术人员应当理解，在以上描述中公开的概念和具体实施方式可容易地用作用于修改或设计用于执行本发明的相同目的的其他实施方式的基础。本领域技术人员也应当理解，这些等同的实施方式没有脱离在所附权利要求书中提出的本发明的精神和范围。
工业应用性
本发明涉及一种本发明的压缩机皮带轮的制造方法，由于在热锻处理中执行冷锻处理，所以选择性提高了基部的强度，特别的是，显著地提高了压力集中在其上的桥部的强度。
此外，由于用于连接内环部的中央部的连接部形成为延伸至内环部的上侧，所以形成在皮带轮中的流线的不均匀变形减小，因而皮带轮的耐久性增加。

Claims (4)

1、一种压缩机皮带轮的制造方法，所述压缩机皮带轮包括圆板状基部(11)、内环部(14)以及外环部(16)，所述内环部(14)和所述外环部(16)与所述基部(11)一体形成，并且所述内环部(14)和所述外环部(16)沿所述压缩机的长度方向突出，所述制造方法包括：
加热步骤(S1)，所述加热步骤将金属材料加热至预定温度或更高；
热锻步骤(S2)，所述热锻步骤在高温下将所述金属材料锻造成为具有所述基部(11)、所述内环部(14)以及所述外环部(16)的皮带轮形状；
中央部穿透步骤(S3)，所述中央部穿透步骤在连接部(18)形成通孔(15)以连接所述内环部(14)的内表面；
冷却步骤(S4)，所述冷却步骤将所述被加热的皮带轮(10)冷却至室温；
粗磨步骤(S5)，所述粗磨步骤加工所述被冷却的皮带轮(10)的内外表面；
局部冷锻步骤(S6)，所述局部冷锻步骤在室温下锻造所述皮带轮的所述基部(11)；
槽穿透步骤(S7)，所述槽穿透步骤在所述基部(11)处形成槽(12)；以及
修整步骤(S8)，在所述修整步骤中在所述皮带轮(10)的表面上执行开槽作业和磨削。
2、根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述基部的厚度(h2)经所述粗磨步骤(S5)形成为大于标准厚度(h1)。
3、根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述桥部的厚度(h3)经所述粗磨步骤(S5)形成为大于标准厚度(h1)。
4、根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述连接部(18)经所述热锻步骤(S2)形成为延伸至所述内环部(14)的上侧。
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