CN102248373A

CN102248373A - 一种空调压缩机平衡块制作方法

Info

Publication number: CN102248373A
Application number: CN2011101688373A
Authority: CN
Inventors: 张启斌; 董良玮; 陈朱乐
Original assignee: TAIZHOU BAIDA REFRIGERATION CO Ltd
Current assignee: TAIZHOU BAIDA REFRIGERATION CO Ltd
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: CN102248373B

Abstract

本发明提供了一种空调压缩机平衡块制作方法，属于机械工程技术领域。它解决了现有空调压缩机平衡块制作方法在采用高锰钢制作空调压缩机平衡块时生产效率低、废品率高等技术问题。本空调压缩机平衡块制作方法包括以下步骤：A、下料：将采用高锰钢材料制成的型材切割成与所需长度相对应的坯料；B、预压成型：将坯料置于模具内挤压呈与成品相对较接近形状的过程品；C、软化和润滑处理：依次对过程品进行软化处理、磷化皂化润滑处理；D、精压成型：将经过软化和润滑处理的过程品置于模具内挤压成型，得到半成品；E、机加工：将半成品装夹在机床上进行机加工，得到成品。本发明具有生产成本低、生产效率高等优点。

Description

一种空调压缩机平衡块制作方法

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，涉及一种空调压缩机平衡块，尤其涉及一种空调压缩机平衡块制作方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭都配置了空调来改善生活环境，空调器的普及率越来越高，产量越来越高，2010年超过了10000万台，而空调压缩机是空调器的重要组成部分。

如图1所示，通常空调压缩机大部分采用旋转活塞式压缩机，活塞4在电机通过曲轴的带动下将机械能转换为压力能，实现对压缩机气缸3内制冷剂的压缩。电机为压缩机的运转提供动力，是压缩机的动力源，其运转性能直接影响压缩机的功能发挥和效率。然而，电机带动曲轴2旋转时，由于曲轴2存在偏心，运转时会产生不平衡，使压缩机产生振动与噪音。通常在压缩机电机转子的两端安装平衡块1，如图2所示，平衡块1起到压缩机系统的平衡作用，对减振、降噪有很大的作用。

为了在压缩机有限的空间提高动平衡的效果，平衡块大都采用比重比较大的、对电磁感应比较不敏感的材料制作。其中，铜由于加工性、强度等都比较合适，是用得最多的材料之一。但随着国际铜价的不断攀升，目前铜价已较10年前提高了3倍多，采用铜合金制作压缩机平衡块生产成本很高，给企业带来很大的市场竞争压力。因此，许多企业都在寻求一些别的材料替代铜合金来制作平衡块以降低生产成本，目前采用最多的替代材料为无磁高练钢。例如，中国专利文献公开了一种压缩机用无磁合金平衡块【申请号：200610116831.0；公开号：C N1932288A】，它是以铁、碳、锰、铝、钒为原料经铸造加工完成，其各材料的质量百分比含量为：锰，16.00～30.00％；碳，0.06～0.30％；铝，0.50～2.50％；钒，0.04～0.10％，其余为铁和不可避免的杂质。该无磁合金平衡块，其铸造、加工包括以下工序：(1)、铸造；(2)、固熔热处理；(3)、表面喷砂；(4)、机械加工。该无磁合金材料能够满足压缩机平衡块的技术及工艺要求，但采用上述方法制作平衡块，生产周期很长，仅热处理保温时间就长达15～24小时，生产效率低，难以进行批量生产。另外，由于该平衡块采用铸造的方式完成，在生产上目前还存在着若干问题，如铸件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学性能不如锻件高，重量偏差大，难以制造高质量的压缩机平衡块。另外铸造工序多，一些工艺过程还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定、废品率高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种空调压缩机平衡块制作方法，采用本制作方法能采用高锰钢制作空调压缩机平衡块及具有生产效率高的目的。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，本制作方法包括以下步骤：

A、下料：将采用高锰钢材料制成的型材切割成与所需长度相对应的坯料；

B、预压成型：将坯料置于模具内挤压呈与成品相对较接近形状的过程品；

C、软化和润滑处理：依次对过程品进行软化处理、磷化皂化润滑处理；

D、精压成型：将经过软化和润滑处理的过程品置于模具内挤压成型，得到半成品；

E、机加工：将半成品装夹在机床上进行机加工，得到成品。

本空调压缩机平衡块采用高锰钢材料制成，采用该材料具有生产原材料成本低、提高产品市场竞争力的优点。根据设计要求选择合适形状的截面，并根据设计长度将型材裁剪呈坯料，采用该方法具有生产灵活性高的优点。

由于高锰钢材料的延展性差，极易形变硬化。在本制作方法中从坯料到半成品采用多次挤压成型，则即可以保证产品的合格率，又可以很好地保护模具和降低生产设备的要求。

软化处理可以适当提高了高锰钢材料的延展性，润滑处理可以提高精成型时，坯料表面的润滑度，进而在精压成型步骤中有效地降低了工件与模具之间的摩擦力，使工件更易在模具内滑动，更利于挤压成型。

机加工是相对于成品在精压成型步骤中还是无法挤压成型的区域进行加工，同时还可以对表面进行加工，使其满足成品的要求。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤A中坯料的横截面呈矩形或“凸”字型。一般坯料的截面形状、尺寸与平衡块的截面形状和尺寸是相对应的。这样，具有便于成型，减少成型次数的优点。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤A中采用压力机冲、切型材。在本制作方法中采用压力机快速冲、切下料，下料时间短，能很大程度上避免和减少高锰钢因表面摩擦、挤压而出现的冷作硬化倾向而造成下料困难，影响后续加工。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤B中模具装夹在液压机上，坯料承受2000KN～5000KN的压力。模具包括上模和下模且具有一个与过程品形状相对应的模腔。上模和下模的分别固定在液压机的上下工作台上。由于平衡块的大小、形状差异很大，且采用的成型工序次数不同，因此采用的液压机或机械压力机的大小及施加的压力值存在差异。在实际生产中选用的液压机能满足对坯料施加的压力值，一般对应地选择200T～500T的液压机。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤B和步骤C之间对过程品进行尺寸检测，将合格的过程品再依次进行后续步骤。此处进行尺寸检测，将不合格过程品剔除，避免不合格的过程品进行后续加工而造成资源的浪费，影响生产效率。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤C中软化处理包括依次为将过程品加热至1000℃～1250℃，时间为0.5小时～1小时的热处理和将经过热处理后的过程品进行抛丸处理。在精压成型前进行热处理，即可以消除过程品在上述的预压成型中产生的应力，降低加工硬化程度，可以适当提高半成品的延展性，使其在精压成型过程中更易成型。抛丸处理是采用抛丸机对过程品表面进行表面抛丸，能够清除过程品表面因热处理而产生的氧化皮。氧化皮的硬度远高于金属本身的硬度，因此减少氧化皮对后续工序的精度影响，如可以避免氧化皮对模具的磨损，提高成型精度和降低成型难度。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤D中模具装夹在液压机上，过程品承受2000KN～5000KN的压力。该步骤中的模具和预压成型步骤类似，也包括上模和下模以及一个与半成品形状相对应的模腔。将过程品放置在模腔内进行挤压，制成半成品。经过精压成型的半成品，其形状和尺寸都更加接近最终所要制得产品，因此，为后续机加工带来方便。由于平衡块的大小、形状差异很大，且采用的成型工序次数不同，因此采用的液压机或机械压力机的大小及施加的压力值存在差异。在实际生产中选用的液压机能满足对坯料施加的压力值，一般对应地选择200T～500T的液压机。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤D和步骤E之间先对半成品进行尺寸检测，然后将合格的半成品加热至1000℃～1250℃，时间为0.5小时～1小时的热处理，再依次进行后续步骤。对半成品进行尺寸检测，将不合格半成品剔除，避免不合格的半成品进行后续加工而造成资源的浪费，影响生产效率。此处对半成品进行热处理，其目的在于降低高锰钢半成品的加工硬化程度，使得后续机加工更加容易进行，缩短机加工时间，达到快速加工，减少高锰钢因刀具与其挤压和摩擦迅速产生冷作硬化而影响加工。同时，也消除应冷挤压工序产生的应力。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤E中的机床为钻床类机床；机加工为倒角、钻孔和扩孔中的一种或多种。

在上述的空调压缩机平衡块制作方法中，所述的步骤E后对成品依次进行称重和尺寸检测，得到合格品。质检保证出厂的产品均为合格品，保证产品的品质和信誉。

与现有技术相比，本空调压缩机平衡块制作方法具有以下优点：

1、本制作方法采用冷挤压成型原理进行制作，与铸造成型相比，本制作方法具有生产效率高、适合批量生产、生产成本低的的优点。

2、采用压力机快速冲断下料，节省了下料时间，同时避免和减少高锰钢因表面摩擦、挤压而出现的冷作硬化，为后续加工提供方便。

3、采用多次成型工艺方式，减少每次成型的变形量，在每次成型后进行热处理软化，加工方式合理，产品质量高。

4、生产过程中进行多次检测，避免不合格品进行后续加工影响生产效率，避免生产原料的浪费，同时保证产品的质量。

5、本空调压缩机平衡块制作方法实现了利用价格较便宜的高锰钢替代价钱昂贵的铜作为原料进行批量生产，具有生产成本低、生产效率高等优点。

附图说明

图1是空调压缩机剖视结构示意图。

图2是本空调压缩机平衡块制作方法的工艺流程图。

图3是空调压缩机第一种平衡块毛坯的立体结构示意图。

图4是空调压缩机第一种平衡块半成品的立体结构示意图。

图5是空调压缩机第一种平衡块成品的立体结构示意图。

图6是空调压缩机第二种平衡块毛坯的立体结构示意图。

图7是空调压缩机第二种平衡块半成品的立体结构示意图。

图8是空调压缩机第二种平衡块成品的立体结构示意图。

图中，1、平衡块；2、曲轴；3、气缸；4、叶片；5、活塞。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图2所示，利用本制作方法制作平衡块是依次按以下步骤进行的：本压缩机平衡块是采用高锰钢材料制成的，如3Cr4Mn23、20Mn23Al等高锰无磁钢。

根据空调压缩机平衡块的形状和尺寸等信息设计与平衡块形状和尺寸等均一一对应的坯料；一般来说，坯料截面呈矩形或“凸”字型。本实施给出的坯料截面呈长方形和“凸”字型，如图3和图6。

如图2至图8所示，根据坯料设计的形成选择与坯料截面完全相同的型材。

从型材到成品的具体步骤如下：

1、下料，根据坯料设计的长度采用装有切割刀具的冲床将型材冲切成为若干段，得到坯料。采用冲床冲切的原因在于：冲床具有进给速度快的优点，因此能减少因高锰钢冷作硬化而形成的硬化层深度和减少对后续工序的影响。

2、预压成型，将坯料放置在模具内采用液压机对模具施加压力，液压机对模具施加的压力且保证坯料承受2000KN～5000KN的压力，保证能够使坯料挤压变形，得到过程品。由于平衡块的大小、形状差异很大，因此采用的液压机或机械压力机的大小及施加的压力值存在差异。在实际生产中选用的液压机能满足对坯料施加的压力值，一般对应地选择200T～500T的液压机。

模具包括上模和下模且具有一个与过程品形状相对应的模腔；上模和下模分布固定在液压机的工作台和主轴上。在本步骤中坯料的受力面为面积较小的侧面；液压机也可以快速地进给，即使坯料快速地成型为过程品，同样是为了减少因高锰钢冷作硬化而形成的硬化层深度和减少对后续工序的影响。

3、检测，对预压成型的过程品进行尺寸检测，挑选分类为合格品与不合格品。淘汰不合格的过程品或对不合格的过程品进行修正，进而得到合格的过程品。

4、热处理，将合格过程品放入电炉中进行热处理，温度控制1000℃～1250℃，时间为0.5小时～1小时。热处理温度和时间根据挤压变形量和变形程度进行调节。热处理的目的在于消除预压成型工序中过程品内的应力和消除因高锰钢冷作硬化而形成的硬化层深度，使后续的冷挤压更易成型。

5、抛丸，在上述的热处理中，过程品的表面必然会含有一定的金属氧皮，该氧化皮的硬度极高，若不清除则会影响后续的精压成型中的模具和成型难度及半成品的品质。则将经过热处理的过程品放入抛丸机内进行抛丸处理，清除过程品表面的金属氧皮。

6、润滑处理，对经过抛丸处理的过程品依次放入磷化池内进行磷化反应和放入皂化池内进行皂化反应。

磷化池内存放有磷化液，磷化反应是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给高锰钢提供保护，在后续的精压成型步骤中起减摩润滑作用。

皂化池内存放有皂化液，皂化反应是酯(尤指羧酸酯)在碱的作用下水解生成羧酸盐和醇的反应。皂化膜提高高锰钢的耐腐蚀和耐磨性，在后续的精压成型步骤中起减摩润滑作用。

7、精压成型，如图4和图7所示，将经过润滑处理的过程品放置在模具内，采用液压机对模具施加压力且保证过程品承受2000KN～5000KN的压力，保证过程品能够变形使之成为半成品。由于平衡块的大小、形状差异很大，因此采用的液压机或机械压力机的大小及施加的压力值存在差异。在实际生产中选用的液压机能满足对坯料施加的压力值，一般对应地选择200T～500T的液压机。

本模具也包括上模和下模且具有一个与半品形状相对应的模腔；上模和下模分布固定在液压机的工作台和主轴上。在本步骤中过程品的受力面还是为面积较小的侧面；液压机也可以快速地进给，即使坯料快速地成型为过程品，同样是为了减少因高锰钢冷作硬化而形成的硬化层深度和减少对后续工序的影响。

8、检测，对半成品进行尺寸检测，挑选分类为合格品与不合格品。淘汰不合格的半成品或对不合格的半成品进行修正，进而得到合格的半成品。

9、热处理，将合格半成品放入电炉中进行热处理，温度控制在1000℃～1250℃，时间为0.5小时～1小时。热处理的目的在于消除精压成型工序中半成品内的应力和消除因高锰钢冷作硬化而形成的硬化层深度，使后续的机加工更容易。

10、机加工，如图5和图8所示，将经过热处理的半成品装夹在钻床上，依次进行钻、扩孔和倒角加工，得到成品。

11、检测，将成品进行称重、尺寸等检测，挑选分类为合格品与不合格品。淘汰不合格的成品或对不合格的成品进行修正，进而得到合格的成品。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了预压成型、精压成型、软化处理等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，本制作方法包括以下步骤：

E、机加工：将半成品装夹在机床上进行机加工，得到成品。

2.根据权利要求1所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤A中坯料的横截面呈矩形或“凸”字型。

3.根据权利要求2所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤A中采用压力机冲、切型材。

4.根据权利要求1所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤B中模具装夹在液压机上，坯料承受2000KN～5000KN的压力。

5.根据权利要求1所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤B和步骤C之间对过程品进行尺寸检测，将合格的过程品再依次进行后续步骤。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤C中软化处理包括依次为将过程品加热至1000℃～1250℃，时间为0.5小时～1小时的热处理和将经过热处理后的过程品进行抛丸处理。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤D中模具装夹在液压机上，过程品承受2000KN～5000KN的压力。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤D和步骤E之间先对半成品进行尺寸检测，然后将合格的半成品加热至1000℃～1250℃，时间为0.5小时～1小时的热处理，再依次进行后续步骤。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤E中的机床为钻床类机床；机加工为倒角、钻孔和扩孔中的一种或多种。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的空调压缩机平衡块制作方法，其特征在于，所述的步骤E后对成品依次进行称重和尺寸检测，得到合格品。