CN102615474B - 一种压缩机螺旋转子的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种压缩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

一种压缩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压缩机螺旋转子的制造方法。

背景技术

在日常生活中，压缩机被应用的范围很广，诸如冷媒压缩机、空气压缩机、冷冻压缩机或干式压缩机等，都是利用压缩机的压缩性能来作用的设备，而压缩机的压缩效能的好坏是与其中的转子有密切的关系，转子亦可被称为压缩机的心脏，除了影响压缩机的效能，亦会影响其使用寿命及成本。

现有习知技术中对压缩机转子的制造方法是将螺旋转子的螺旋部(第一模具)以砂浆灌置成砂模后，置放于转子本体砂模(第二模具)的收容部中，最后再借由浇铸镕融金属并等待其冷却后形成转子的半成品，并对半成品进行机械加工，然而，在上述制法中有下列的缺点：

1、螺旋部(第一模具)以砂浆灌制成砂模，因砂浆要经过干燥成形，在过程中会造成模具尺寸变化过大而难以拿捏，导致必须增加预留量，此举不但增加制造的成本，也因沙浆干燥所需时间较长，造成生产效率降低，增加了大量生产的难度，此外，以砂浆灌置的砂模因精度不佳，在表面上会产生间隙，容易于浇铸后造成粗糙的表面。

2、现有习知技术的转子本体砂模(第二模具)是以人工捣砂制成，有精度及强度不佳，制作时间过长的问题，进而影响浇铸时因本体砂模(第二模具)的精度不佳，并且螺旋部与转子本体砂模组立后更会在成品的表面上因间隙产生大量的毛边，如此一来，不仅增加了事后机械加工的时间成本，也增加了浇铸金属及机械加工刀具的消耗。

如上所述，现有习知技术在制造转子上仍有诸多缺点，有鉴于此，本创作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压缩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压缩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压缩机螺旋转子的制造方法，所要解决的技术问题是使其将制造螺旋部(第一模具)所用的砂浆替换为树脂砂，并搭配自动砂芯机高温烘烤制成，一方面可缩短制作时间，提高生产效率，另一方面也避免了现有习知技术中由液体干燥成固体所产生尺寸上会有较大变化的问题，如此一来，可更精准的控制加工预留量，降低材料成本的花费，此外，模具的表面精度也得到了提升，解决了浇铸后造成粗糙表面的问题，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压缩机螺旋转子的制造方法，所要解决的技术问题是使其将转子本体砂模(第二模具)的制作材料替换为湿模砂，并搭配自动造模机施以高压力制成，使转子本体砂模具有高精度及高强度的特性，进而减少错模、涨模或崩砂等铸造缺陷，并且亦可缩短工艺，以利大量产制，也因为提高了精度，进而减少浇铸后在成品表面形成的毛边，降低了事后机械加工工时及刀具的磨耗，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压缩机螺旋转子的制造方法，其包含：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，并且分为三部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部及一轴部砂模，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。

前述的压缩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。

前述的压缩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。

前述的压缩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。

前述的压缩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模砂为材料，并经由自动砂模机制成。

前述的压缩机螺旋转子的制造方法，其中所述的该步骤(9)所述的机械加工是更包含：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，本发明提供了一种压缩机螺旋转子的制造方法，其步骤包含：(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，并且分为三部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部及一轴部砂模，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，本发明一种压缩机螺旋转子的制造方法至少具有下列优点及有益效果：

1、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。

2、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是本发明的一种压缩机螺旋转子的制造方法的流程示意图；

图2是本发明的压缩机螺旋转子的制造方法的螺旋部金属模具示意图；

图3是本发明的压缩机螺旋转子的制造方法的转子本体金属模具示意图；

图4是本发明的压缩机螺旋转子的制造方法的螺旋部砂模示意图；

图5是本发明的压缩机螺旋转子的制造方法的转子本体砂模示意图；及

图6是本发明的压缩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：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压缩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，是本发明的一种压缩机螺旋转子的制造方法的流程示意图，其方法步骤是包含：

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，并且分为三部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部及一轴部砂模，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及转子本体金属模具12，此外，螺旋部金属模具11的制造在设计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及一轴部砂模213，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金属模具12加上油压机械将湿模砂填充于其内，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，是本发明的压缩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)

1.一种压缩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，并且分为三部分，即一第一螺旋部、一第二螺旋部及一轴部砂模，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所述的压缩机螺旋转子的制造方法，其特征在于该步骤(1)中所述的设计参数是包含尺寸、几何公差及材料指定。

3.如权利要求1所述的压缩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所述的压缩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所述的压缩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模砂为材料，并经由自动砂模机制成。

6.如权利要求1所述的压缩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、齿型粗铣削加工、外径精车加工、外径精磨加工及齿型精研磨加工。