CN102615473A - 一种真空机螺旋转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种真空机螺旋转子的制造方法，是一种可提高生产效率、降低材料成本、同时减少加工时数及刀具损耗的制造方法，其方法步骤包含：(1)零件设计；(2)铸胚设计；(3)金属模具制作；(4)制造砂模；(5)砂模组立；(6)金属熔化；(7)浇铸作业；(8)铸型后处理；及(9)机械加工。

Description

一种真空机螺旋转子的制造方法

技术领域

本发明是关于一种金属零件的制造方法，特别是关于一种可提升质量及生产效率的真空机螺旋转子的制造方法。

背景技术

真空机被应用于制造真空的环境，利用螺旋转子的旋转将空气挤压出真空机之外，以制造出真空的状态，真空制造效果的好坏是与转子有密切的关系，转子亦被称为真空机的心脏，除了影响真空机的效能，亦会影响其使用寿命及成本。

现有习知技术中对真空机转子的制造方法是将一钢铁棒材利用传统机械加工的方式直接加工成型，此制造方法有下列的缺点：

加工的过程中需要长时间并大量的切削作业，时间成本的花费极大，降低了生产效率。

切削作业需要利用到工具机及刀具，在大量的切削作业下，容易造成工具机及刀具的损耗，大幅增加了工具机及刀具等机械加工用具的成本消耗。

在转子的制造中，在切削出转子的轴部时需要削去大量的原料，不仅要消耗大量的钢铁棒材，并且为了切削出转子轴部所需使用的能源消耗也相当的大，也增加了成本的花费。

如上所述，现有习知技术在制造转子上虽然可以直接在钢铁棒材上施以机械加工，得到精度好的转子，但因为以机械加工的方式制造会在原料、工时、刀具及能源的成本上有显著的浪费，有鉴于此，本发明人依据多年研究的经验累积，并搭配自身的创意及不断的尝试下，进而研发出一种可有效改善上述现有习知技术中所提及的缺陷的真空机螺旋转子的制造方法。

由此可见，上述现有的转子在方法及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新的一种真空机螺旋转子的制造方法，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的转子存在的缺陷，而提供一种新的一种真空机螺旋转子的制造方法，所要解决的技术问题是使其将机械加工的制造方式改为铸造成型，其中，转子的螺旋部(第一模具)以树脂砂搭配自动砂芯机高温烘烤制成，转子本体砂模(第二模具)以湿模砂搭配自动造模机施以高压力制成，如此一来，可缩短制造时间，提高生产效率，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的转子存在的缺陷，而提供一种新的一种真空机螺旋转子的制造方法，所要解决的技术问题是使其减少机械加工的作业量，借由螺旋部及转子本体的制造以铸造成型取代了加工成型，已经大大减少机械加工的作业量，并且因为螺旋部及转子本体砂模所制造出的模具可以在尺寸上做较为精密的拿捏以及做出精度较好的模具表面，更减少了事后机械加工所需的工时，降低了刀具及工具机的成本损耗，从而更加适于实用。

本发明的还一目的在于，克服现有的转子存在的缺陷，而提供一种新的一种真空机螺旋转子的制造方法，所要解决的技术问题是使其要避免在制造轴部时削去大量的钢铁棒材原料，造成原料的浪费，刀具的损耗，更导致能源的消耗，增加成本的浪费，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种真空机螺旋转子的制造方法，其步骤包含：零件设计，是设定螺旋转子的各项设计参数；铸胚设计，是设定螺旋转子的加工预留量；金属模具制作，是制作一螺旋部金属模具及一转子本体金属模具；制造砂模，是制作一螺旋部砂模及一转子本体砂模，该螺旋部砂模是利用该螺旋部金属模具制成，并且分为四部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部、一第一轴部砂模及一第二轴部砂模，该转子本体砂模是利用该转子本体金属模具制成，并分为一第一半部及一第二半部，该第二半部是具有至少一浇铸孔；砂模组立，是将螺旋部砂模放置于转子本体砂模的该第一半部，再将该第二半部与第一半部组合；金属熔化；浇铸作业，将熔化的金属从该浇铸孔注入并充满转子本体砂模，并待其冷却成形；铸型后处理，将螺旋部砂模及转子本体砂模去除；及机械加工，将冷却成形的螺旋转子成品依照设计需求做加工修正。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的真空机螺旋转子的制造方法，其中所述的该步骤(1)中所述的设计参数是包含尺寸、几何公差及材料指定。

前述的真空机螺旋转子的制造方法，其中所述的该步骤(2)所述的加工预留量在试作初期设定为4mm～5mm，在掌握铸胚公差的情况下则设定为1.5mm。

前述的真空机螺旋转子的制造方法，其中所述的该步骤(4)所述的螺旋部砂模是利用树脂砂为材料，并经由自动砂芯机以高温烘烤制成。

前述的真空机螺旋转子的制造方法，其中所述的该步骤(4)所述的转子本体砂模是利用湿砂为材料，并经由自动砂模机制成。

前述的真空机螺旋转子的制造方法，其中所述的该步骤(9)所述的机械加工更包含：铣面加工、外径粗车加工、RM粗加工、外径精车加工、外径精磨加工及RM精磨加工。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种真空机螺旋转子的制造方法，其包含：(1)零件设计，是设定螺旋转子的各项设计参数；(2)铸胚设计，是设定螺旋转子的加工预留量；(3)金属模具制作，是制作一螺旋部金属模具及一转子本体金属模具；(4)制造砂模，是制作一螺旋部砂模及一转子本体砂模，该螺旋部砂模是利用该螺旋部金属模具制成，并且分为四部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部、一第一轴部砂模及一第二轴部砂模，该转子本体砂模是利用该转子本体金属模具制成，并分为一第一半部及一第二半部，该第二半部是具有至少一浇铸孔；(5)砂模组立，是将螺旋部砂模放置于转子本体砂模的该第一半部，再将该第二半部与第一半部组合；(6)金属熔化；(7)浇铸作业，将熔化的金属从该浇铸孔注入并充满转子本体砂模，并待其冷却成形；(8)铸型后处理，将螺旋部砂模及转子本体砂模去除；及(9)机械加工，将冷却成形的螺旋转子成品依照设计需求做加工修正。

借由上述技术方案，本发明一种真空机螺旋转子的制造方法至少具有下列优点及有益效果：

1、整体工艺从原先的切削成型改为浇铸成型，缩短了制造时间、同时也减少了能源及切削作业所造成的刀具损耗，降低了成本的花费。

2、螺旋部砂模以树脂砂为材料并搭配自动砂芯机经高温烘烤制成，不但使螺旋部砂模具有高精度及高强度，更可缩短制造时间并且更精准拿捏原料的使用，增加了生产良率及效率也降低了制造的成本，并且因为表面精度提高，减少了事后机械加工所耗费的刀具及工时。

3、转子本体砂模以湿模砂为材料并搭配自动造模机制成经高压制成，改善了现有习知技术以人工捣砂为材料所造成表面精度与整体砂模强度不佳的问题，也提升了生产良率及效率，减少了事后机械加工的工时及刀具的消耗。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一种真空机螺旋转子的制造方法的流程示意图；

图2是本发明的真空机螺旋转子的制造方法的螺旋部金属模具示意图；

图3是本发明的真空机螺旋转子的制造方法的转子本体金属模具示意图；

图4是本发明的真空机螺旋转子的制造方法的螺旋部砂模示意图；

图5是本发明的真空机螺旋转子的制造方法的转子本体砂模示意图；及

图6是本发明的真空机螺旋转子的制造方法的砂模组立示意图。

S1～S9：制造方法的步骤编号

11：螺旋部金属模具

12：转子本体金属模具

21：螺旋部砂模                211：第一螺旋部

212：第二螺旋部               213：第一轴部砂模

214：第二轴部砂模             22：转子本体砂模

221：第一半部                 222：第二半部

223：浇铸孔

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种真空机螺旋转子的制造方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1，是本发明的一种真空机螺旋转子的制造方法的流程示意图，其方法步骤包含：

步骤S1：零件设计，是设定螺旋转子的各项设计参数，包括了尺寸公差、几何公差及材料指定等参数；

步骤S2：铸胚设计，是设定螺旋转子的加工预留量，其中，加工预留量在试作初期设定为4mm～5mm，在掌握铸胚公差的情况下则设定为1.5mm；

步骤S3：金属模具制作，是制作一螺旋部金属模具及一转子本体金属模具，其中，上述组件会搭配图面于下段文中描述；

步骤S4：制造砂模，是制作一螺旋部砂模(第一模具)及一转子本体砂模(第二模具)，该螺旋部砂模是利用该螺旋部金属模具制成，并且分为四部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部、一第一轴部砂模及一第二模具砂模，该转子本体砂模是利用该转子本体金属模具制成，并分为一第一半部及一第二半部，该第一半部是具有至少一浇铸孔，其中，上述组件会搭配图面于下段文中详细描述；

步骤S5：砂模组立，是将螺旋部砂模放置于转子本体砂模的该第一半部，再将该第二半部与第一半部组合，其中，上述组件会搭配图面于下段文中描述；

步骤S6：金属熔化；

步骤S7：浇铸作业，将熔化的金属从该浇铸孔注入并充满转子本体砂模，并待其冷却成形；

步骤S8：铸型后处理，将螺旋部砂模及转子本体砂模去除；及

步骤S9：机械加工，将冷却成形的螺旋转子成品依照设计需求做加工修正，其中，加工内容是包含铣面加工、外径粗车加工、RM粗加工、外径精车加工、外径精磨加工及RM精磨加工。

请继续参阅图2及图3，是本发明的螺旋部金属模具示意图及转子本体金属模具示意图，即步骤S3所述的螺旋部金属模具11及转子本体的机属模具12，此外，螺旋部金属模具11在制造时需要考虑以下的要素：维持尺寸精度、螺旋部砂模吹制时的烧结温度与合理作业性、及浇铸时的排气特性。

请继续参阅图4，是本发明的螺旋部砂模示意图，如步骤S4所述，螺旋部砂模21是借由螺旋部金属模具11制成，并分为一第一螺旋部211、一第二螺旋部212、一第一轴部砂模213及一第二轴部砂模214，其制造材料是利用树脂砂搭配自动砂芯机烘烤烧结而成，其制造细节是将螺旋部金属模具11烘烤成高温，然后以干燥的树脂砂填充，并在自动砂芯机内经过空气压缩及烘烤使树脂砂在螺旋部金属模具11表面烧结硬化而形成具有高精度及强度的螺旋部砂模21。

请继续参阅图5，是本发明的转子本体砂模示意图，如步骤S4所述，转子本体砂模22是借由转子本体金属模具12制成，并分为一第一半部221及一第二半部222，该第二半部222是具有至少一浇铸孔223，其制造材料是借由湿模砂搭配自动造模机制成，其制造细节是将转子本体的金属模具12加上油压机械将湿砂填充于其内，并施以高压形成具有高精度及高强度的转子本体砂模22，此作法可减少错模、涨模及崩砂等铸造缺陷。

最后请参阅图6，是本发明的真空机螺旋转子的制造方法的砂模组立示意图，如步骤S5所述，是将螺旋部砂模21放置于转子本体砂模22的该第一半部221内，再将该第二半部222与第一半部221组合，然后将镕融的金属从浇铸孔223倒入，等待镕融金属冷却后，即可得到螺旋转子半成品的，其中，为了减少浇铸时因镕融金属内气泡所造成的气孔，会将第一螺旋部211与第二螺旋部212的结合线与第一半部221与第二半部222的结合线相互呈90度组立。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种真空机螺旋转子的制造方法，其特征在于包含：

(1)零件设计，是设定螺旋转子的各项设计参数；

(2)铸胚设计，是设定螺旋转子的加工预留量；

(3)金属模具制作，是制作一螺旋部金属模具及一转子本体金属模具；

(4)制造砂模，是制作一螺旋部砂模及一转子本体砂模，该螺旋部砂模是利用该螺旋部金属模具制成，并且分为四部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部、一第一轴部砂模及一第二轴部砂模，该转子本体砂模是利用该转子本体金属模具制成，并分为一第一半部及一第二半部，该第二半部，是具有至少一浇铸孔；

(5)砂模组立，是将螺旋部砂模放置于转子本体砂模的该第一半部，再将该第二半部与第一半部组合；

(6)金属熔化；

(7)浇铸作业，将熔化的金属从该浇铸孔注入并充满转子本体砂模，并待其冷却成形；

(8)铸型后处理，将螺旋部砂模及转子本体砂模去除；及

(9)机械加工，将冷却成形的螺旋转子成品依照设计需求做加工修正。

2.如权利要求1所述的真空机螺旋转子的制造方法，其特征在于该步骤(1)中所述的设计参数包含尺寸、几何公差及材料指定。

3.如权利要求1所述的真空机螺旋转子的制造方法，其特征在于该步骤(2)所述的加工预留量在试作初期设定为4mm～5mm，在掌握铸胚公差的情况下则设定为1.5mm。

4.如权利要求1所述的真空机螺旋转子的制造方法，其特征在于该步骤(4)所述的螺旋部砂模是利用树脂砂为材料，并经由自动砂芯机以高温烘烤制成。

5.如权利要求1所述的真空机螺旋转子的制造方法，其特征在于该步骤(4)所述的转子本体砂模是利用湿砂为材料，并经由自动砂模机制成。

6.如权利要求1所述的真空机螺旋转子的制造方法，其特征在于该步骤(9)所述的机械加工更包含：铣面加工、外径粗车加工、RM粗加工、外径精车加工、外径精磨加工及RM精磨加工。 

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