CN101961828B - 涡旋盘成型方法及涡旋盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡旋压缩机涡旋盘的加工成型方法及利用该方法加工的涡旋盘。一种涡旋盘的成型方法，所述涡旋盘由涡旋型线和涡旋端盖两部分组成，其包括如下步骤：1、按照涡旋型线的结构参数成型涡旋型线；2、按照涡旋端盖的结构参数成型涡旋端盖；3、将所述涡旋型线和所述涡旋端盖配合固定安装，得涡旋盘。由于本发明将涡旋盘的涡旋型线和涡旋端盖分成两个零件分别进行加工，最后将两者安装配合成所述涡旋盘，使得加工工艺简单、生产效率高，而且能够保证尺寸精度。

Description

涡旋盘成型方法及涡旋盘

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机的制作，特别涉及一种涡旋压缩机涡旋盘的加工成型方法及利用该方法加工的涡旋盘。

背景技术

涡旋压缩机作为一种气体或液体等流体压缩或膨胀的机械广泛应用于人们的生产和生活中。涡旋压缩机包括两个形状基本相同或相似的涡旋盘，涡旋盘由涡旋型线和涡旋端盖两部分组成。现有的涡旋压缩机涡旋盘一般都是通过铸造、压铸、挤压铸造成涡旋盘毛坯后进行机切精加工或者直接机械加工形成涡旋盘(涡旋型线和涡旋端盖一体成型)。如专利ZL96112467.9，公开日1997年8月20日，揭示了一种用于制造涡卷的失泡铸造方法，包括下列步骤：a)将其形状做成一涡卷构件的模型放在一造型工具中；b)用第一耐火材料将几乎整个上述模型围住；c)将上述模型分解，以便限定一具有上述模型形状的空腔；d)将足量的熔融金属倒入上述造型工具中，以填充由上述模型限定的空腔，从而在上述熔融金属凝固时得到铸出的涡卷构件。专利ZL200410072374.0也公开了一种铸造成型成毛坯然后精加工的制作方法。但是无论是铸造成型后精加工，还是直接加工形成涡旋盘都存在着先天的缺陷，金属组织松散，特别是铸造成型的还存在着气孔或砂眼的缺陷。为了解决上述问题，专利ZL200510123159.3，公开日2006年7月12日公开了一种涡旋盘温挤压成形方法，该成形方法的特点是将铝合金坯料加热至450～500℃，经润滑处理后即置入模腔内一次挤压成形，然后再经回火处理定形。该发明通过介于冷挤压和热挤压之间的一种温挤压，对经过加热但仍处于固态的铝合金坯料经模具挤压成型，使得成型后的涡旋盘机械强度相比铸造方式成型的涡旋盘机械强度要高，且解决了气孔或砂眼的问题；但是，工艺也相对复杂，需要使用封闭式模具，存在脱模的问题及拔模斜度的设置问题(会使涡旋型线的高度具有一定的倾斜度，影响尺寸精度，否则脱模困难甚至脱不出来，众所周知，涡旋型线的精度决定着涡旋压缩机的质量)，还有由于挤压过程本身是一个升温的过程，在坯料加热及模腔封闭的基础上再挤压可能会导致模具胀裂的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种涡旋盘的成型方法，该方法分别成型涡旋型线和涡旋端盖，然后组装，能够使涡旋盘的成型工艺十分简单，且能获得良好的机械强度和尺寸精度。

本发明的另一个目的是提供一种通过上述方法成型的涡旋盘，该涡旋盘具有良好的机械强度和尺寸精度。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种涡旋盘的成型方法，所述涡旋盘由涡旋型线和涡旋端盖两部分组成，其特征在于，其包括如下步骤：

1、按照涡旋型线的结构参数成型涡旋型线；

2、按照涡旋端盖的结构参数成型涡旋端盖；

3、将所述涡旋型线和所述涡旋端盖配合固定安装，得涡旋盘。

其中，所述述涡旋型线的成型方法为：

1、按照涡旋型线的结构参数制作一型腔为贯穿式的涡旋型线模具；

2、通过挤压方式将使涡旋型线坯料通过该涡旋型线模具的贯穿式型腔，得涡旋型线型材；

3、按照涡旋型线的高度参数，将涡旋型线型材切割，得涡旋型线。

一种涡旋盘，其包括涡旋型线和涡旋端盖，其特征在于，所述涡旋型线单独成型；所述涡旋端盖单独成型；所述涡旋型线和所述涡旋端盖配合固定安装在一起形成所述涡旋盘。

由于本发明将涡旋盘的涡旋型线和涡旋端盖分成两个零件分别进行加工，最后将两者安装配合成所述涡旋盘，使得加工工艺简单、生产效率高，而且能够保证尺寸精度。另外，本发明通过分别采用型腔为贯穿式的模具通过挤压方式得到涡旋型线型材和涡旋端盖型材后，再通过切割加工得到涡旋型线和涡旋端盖，不存在使用具有封闭式型腔的模具时需要解决的模具脱模的问题完全保证了尺寸精度；还有，使用贯穿式模具在挤压过程产生的热量可以很快消散，不会导致模具胀裂的问题。由于需要使用较大的挤压力，会使得金属材料的金相组织得到充分的塑性变形，机械强度会更强、力学性能会更好。

附图说明

图1A、1B为静涡盘和动涡盘组装在一起的剖面结构示意图。

图2为贯穿式涡旋型线模具；

图3为采用图2所述模具挤压成型的涡旋型线型材；

图4为图3所述涡旋型线型材切割后形成的涡旋型线；

图5为静涡盘贯穿式涡旋端盖型线模具；

图6为采用图5所述模具挤压成型的静涡盘涡旋端盖型材；

图7为图6所述静涡盘涡旋型端盖材切割后形成的静涡盘涡旋端盖；

图8为静涡盘外环。

图9为涡旋型线、静涡盘涡旋端盖、静涡盘外环组装在一起形成的静涡盘。

图10为动涡盘贯穿式涡旋端盖型线模具；

图11为采用图10所述模具挤压成型的动涡盘涡旋端盖型材；

图12为图11所述动涡盘涡旋型端盖材切割后形成的动涡盘涡旋端盖；

图13为涡旋型线、动涡盘涡旋端盖组装在一起形成的动涡盘。

图14为通过压铸的模式一体成型的静涡盘涡旋端盖及外环。

图15为通过压铸的模式一体成型的动涡盘涡旋端盖及转轴套。

具体实施方式

如图1A、1B所示，一种涡旋盘包括涡旋型线11和涡旋端盖12；需要说明的是，因为涡旋盘可以分为静涡盘J1和动涡盘D1，静涡盘和动涡盘略微有所差别，在两者的涡旋型线相同或相似的前提下，静涡盘比动涡盘会多出一个外环，便于静涡盘和动涡盘组成半密闭空间，使压缩流体能按照指定路径流动；另外，在静涡盘的涡旋端盖上会设置压缩流体出口，在动涡盘的涡旋端盖上安装转轴套。因此，在静涡盘和动涡盘的制作方法会略为不同，但是制作宗旨就是分别单独加工涡旋型线和涡旋端盖，下面分别说明静涡盘和动涡盘的成型方法。

实施例一

一、根据如下涡旋型线的成型方法成型涡旋型线11；

由于动涡盘和静涡盘的涡旋型线相同或相似，在本实施例中我们设定为完全一致，所以，涡旋型线的成型不用加以区分。其成型方法如下：

1、按照涡旋型线11的结构参数制作一型腔21为贯穿式的涡旋型线模具2；

2、通过热挤压方式(仅对坯料加热至锻造工艺温度，不同的原材料当然锻造温度不同)使涡旋型线坯料B(一般为铝合金棒或钢材)通过该涡旋型线模具2的贯穿式型腔21，挤出得涡旋型线型材3；

3、按照涡旋型线的高度参数，将涡旋型线型材3切割，得涡旋型线11。

二、根据如下涡旋端盖的成型方法成型涡旋端盖；

1、动涡盘涡旋端盖的成型

如图13所示，为动涡盘的结构示意图。由呈螺旋状的涡旋型线11和呈圆片状的设置有与涡旋型线对应镂空槽的动涡盘涡旋端盖D12组成。其动涡盘涡旋端盖D12成型方法如下：

1)、按照动涡盘涡旋端盖D12的结构参数制作一型腔41为贯穿式的动涡盘涡旋端盖模具4；

2)、通过热挤压方式使动涡盘涡旋端盖坯料通过该动涡盘涡旋端盖模具4的贯穿式型腔41，挤出得动涡盘涡旋端盖型材5；

3)、按照动涡盘涡旋端盖的厚度参数，将动涡盘涡旋端盖型材5切割，得动涡盘涡旋端盖D12。

2、静涡盘涡旋端盖的成型

如图9所示，为静涡盘的结构示意图。由呈螺旋状的涡旋型线11、呈圆片状的设置有与涡旋型线对应镂空槽的静涡盘涡旋端盖J12以及外环J13组成；其中，静涡盘涡旋端盖J12成型方法如下：

1)、按照静涡盘涡旋端盖J12的结构参数制作一型腔61为贯穿式的静涡盘涡旋端盖模具6；

2)、通过热挤压方式使静涡盘涡旋端盖坯料通过该静涡盘涡旋端盖模具6的贯穿式型腔61，挤出得静涡盘涡旋端盖型材7；

3)、按照涡旋端盖的高度参数，将静涡盘涡旋端盖型材7切割，得静涡盘涡旋端盖J12。

另外，外环J13成型比较简单，由于外环是一个圆环，将棒料依照上述思路通过温挤压的方式挤出成一个圆环是比较简单的，在此不再赘述。

三、静涡盘和动涡盘的成型

动涡盘：将所述涡旋型线11和所述动涡盘涡旋端盖D12通过焊接的方式固定配合，得动涡盘D1。然后通过焊接的方式在动涡盘上焊接一转轴套。

静涡盘：将所述涡旋型线11和所述静涡盘涡旋端盖J12、所述外环J13通过焊接的方式固定配合，得静涡盘J1。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述静涡盘和动涡盘的涡旋端盖不是通过挤压的方式制作成型，而是通过现有的压铸技术成型。涡旋型线仍然依据实施例一中的涡旋型线的成型方法挤出得到。

这样，所述静涡盘的所述静涡盘涡旋端盖J12和外环J13就可以一体成型，而且在涡旋端盖上预留对应安装涡旋型线11的安装槽，不需要再设置成镂空槽，而可以是盲槽，且使槽的宽度略小于涡旋型线的宽度；如图14所示。然后，在将依据实施例一中的涡旋型线的成型方法得到的涡旋型线，通过过盈配合的方式将涡旋型线固定在所述静涡盘涡旋端盖J12上。

同样，所述动涡盘的所述动涡盘涡旋端盖D12和其上的转轴套也可以一体成型，所述涡旋端盖上预留对应安装涡旋型线11的安装槽，不需要再设置成镂空槽，而可以是盲槽，且使槽的宽度略小于涡旋型线的宽度；如图15所示。然后，在将依据实施例一中的涡旋型线的成型方法得到的涡旋型线，通过过盈配合的方式将涡旋型线固定在所述动涡盘涡旋端盖D12上。

当然，静涡盘涡旋端盖和动涡盘涡旋端盖上的涡旋型线安装槽，设置成镂空槽也是可行的，只不过这时涡旋端盖与涡旋型线的配合方式采用焊接比较合适。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述涡旋型线11、静涡盘涡旋端盖J12及外环J13和动涡盘涡旋端盖D12均是通过冷挤压方式(不对坯料加热)使坯料(一般为铝合金棒)通过模具的贯穿式型腔挤出得到，然后再装配而成。

当然本发明还有其他的变形形式，如动涡盘涡旋端盖采用贯穿式模具挤出得到，而静涡盘涡旋端盖和外环通过压铸方式一体成型等，总之，如果本领域的技术人员通过将涡旋型线和涡旋端盖分开加工，然后再组装而成涡旋盘的，都属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种涡旋盘的成型方法，所述涡旋盘包括涡旋型线和涡旋端盖，其特征在于，其包括如下步骤：

1)、按照涡旋型线的结构参数成型涡旋型线；

2)、按照涡旋端盖的结构参数成型涡旋端盖；

3)、将所述涡旋型线和所述涡旋端盖配合固定安装，得涡旋盘。

2.根据权利要求1所述的涡旋盘的成型方法，其特征在于，所述涡旋型线的成型方法为：

1)、按照涡旋型线的结构参数制作一型腔为贯穿式的涡旋型线模具；

2)、通过挤压方式将使涡旋型线坯料通过该涡旋型线模具的贯穿式型腔，挤出得涡旋型线型材；

3)、按照涡旋型线的高度参数，将涡旋型线型材切割，得涡旋型线。

3.根据权利要求2所述的涡旋盘的成型方法，其特征在于，所述挤压方式为热挤压。

4.一种涡旋盘，其包括涡旋型线和涡旋端盖，其特征在于，所述涡旋型线单独成型；所述涡旋端盖单独成型；所述涡旋型线和所述涡旋端盖配合固定安装在一起形成所述涡旋盘。

5.根据权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于，所述涡旋型线的成型方法为：

1)、按照涡旋型线的结构参数制作一型腔为贯穿式的涡旋型线模具；

2)、通过挤压方式将使涡旋型线坯料通过该涡旋型线模具的贯穿式型腔，挤出得涡旋型线型材；

3)、按照涡旋型线的高度参数，将涡旋型线型材切割，得涡旋型线。

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