CN103406495B - 一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法 - Google Patents

一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法，包括：螺杆转子模具的齿与转子内部的腰子形实体是分离的，转子内部的腰子形实体在细腰处分为两段，螺杆上的齿在最大齿高处也分为两段，各个齿通过定位销与腰子形实体相连，两个腰子形实体通过螺栓连接形成模具；利用模具制备砂模，然后松开并取掉腰子形实体的连接螺栓，取掉所有螺杆模具齿与腰子形实体的定位销，再从砂箱两端面分别取出模具的两个腰子形模具实体，分别从两端取出分成为两段的模具齿，最后合模浇注铸造成单螺杆转子铸造毛坯，然后机加工去掉加工余量形成成品。本发明使得铸造制备单螺杆转子成为可能，且相对于机加工制备单螺杆转子，大大的降低了成本，并且有效的缩短了加工周期。

Description

一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法
技术领域
本发明涉及零件制造技术领域，特别涉及一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法。
背景技术
单螺杆压缩机是一种结构性能优秀的回转机械。自从上一个世纪60年代在国外开始发展以来，已经有多种产品进入工业市场。请参阅图1及图2所示，一般的单螺杆转子上有六个齿，在圆柱面上倾斜布置，且齿成扭曲状；采用常规的整体铸造方法，制作的模具难以从砂型中取出；即使采用塑料模或者蜡模等消失模制作的办法，其螺杆的塑料模型或者石蜡模型本身难以从原始模具中取出，所以，至今的单螺杆转子齿槽都是采用实心圆柱金属棒材加工而成；这种制作方法，一方面浪费金属材料，另一方面，消耗大量的加工工时，成本高。特别是螺杆转子上的齿槽加工需要去掉较多的金属材料，一方面造成材料的浪费，另一方面还需要采用专用机床进行长时间的切削。造成螺杆转子及其压缩机的成本上升。迄今为止，所有单螺杆压缩机的制造企业都用实体圆柱直接加工带齿的螺杆毛坯。
在此以前，也有人企图直接制造出带齿的单螺杆毛坯，但由于无法从制作好的砂型中取出模具。或者制作的模具不能保证砂型的完整性，制造的螺杆质量差，最终还是放弃的螺杆的铸造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法，以解决现有技术无法实现单螺杆压缩机螺杆转子铸造的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法，包括以下步骤：
1）、机械加工出单螺杆转子毛坯，所述单螺杆转子毛坯包括腰子形实体毛坯和均匀设置于腰子形实体毛坯外周的若干根螺杆齿毛坯；单螺杆转子毛坯相对于单螺杆转子成品具有加工余量；
2）、去掉螺杆齿毛坯以外的腰子形实体毛坯，留下完整的螺杆齿毛坯；
3）、机械加工出一个和步骤1）中腰子形实体毛坯相同的腰子形实体毛坯；
4）、将腰子形实体毛坯从其外径最小处线性切割成上腰子形实体毛坯和下腰子形实体毛坯；在上腰子形实体毛坯顶部加工出顶部凹陷，在下腰子形实体毛坯的底部加工出底部凹陷；上腰子形实体毛坯和下腰子形实体毛坯通过固定螺栓固定连接；
5）、将步骤2）加工出的若干根螺杆齿毛坯按照单螺杆转子成品中齿的布置形式均匀布置在腰子形实体毛坯上，把螺杆齿毛坯与腰子形实体毛坯粘合在一起，用钻床从每个螺杆齿毛坯外圆面上径向向内垂直钻孔，该孔直穿通腰子形实体毛坯的壁面；然后，把螺杆齿毛坯从腰子形实体毛坯上拔下；用线切割机在螺杆齿毛坯最大齿高处进行切割，形成上螺杆齿和下螺杆齿；
6）、使用定位销把上螺杆齿和下螺杆齿与腰子形实体毛坯固定形成单螺杆转子铸造模具；
7）、利用步骤6）制备好的单螺杆转子铸造模具制作砂模；
8）、在步骤7）制作的砂模中进行浇铸获得单螺杆转子铸造毛坯，然后将单螺杆转子铸造毛坯进行机加工去掉加工余量形成单螺杆转子成品。
本发明进一步的改进在于：步骤7）中制作砂模中拔模时，首先松开上腰子形实体毛坯和下腰子形实体毛坯之间的固定螺栓；然后，从顶部凹陷中把出定位上螺杆齿的定位销；然后，拔出上腰子形实体毛坯，然后再取出上螺杆齿；然后进行翻箱，从底部凹陷中把出定位下螺杆齿的定位销；然后，拔出下腰子形实体毛坯，然后再取出下螺杆齿。
本发明进一步的改进在于：步骤1）中所述加工余量为2～5mm。
本发明进一步的改进在于：步骤5）中所述孔连通顶部凹陷或底部凹陷。
本发明进一步的改进在于：所述单螺杆转子毛坯包括腰子形实体毛坯和均匀设置于腰子形实体毛坯外周的六根螺杆齿毛坯。
本发明进一步的改进在于：步骤4）中切割腰子形实体毛坯的切割平面垂直腰子形实体毛坯的轴线。
本发明进一步的改进在于：步骤1）中机械加工出单螺杆转子毛坯时所使用的材料为硬度低于钢材的材料。
本发明进一步的改进在于：步骤1）中机械加工出单螺杆转子毛坯时所使用的材料为铝合金。
根据单螺杆转子齿槽型面复杂，且齿的高度较大的特征，本发明提出了如下铸造工艺方法：用单螺杆转子加工的机床加工一根带齿的单螺杆转子毛坯，采用数控车床车掉内部的实体部分，留下完整的六根螺杆齿，然后，再把一个同样外形尺寸的圆柱体材料，按照螺杆毛坯的图纸车掉或者铣掉螺杆齿和齿槽部分的全部材料，即留下腰字形的圆柱实体，并适当挖掉腰子形实体内部的材料，将前述的六根齿沿圆周方向均匀布置在腰子形实体圆柱上，固定并设定位销。用线切割机在腰子形最细的部位垂直于螺杆轴线将螺齿和腰子形实体同时切成两段。又用螺栓将腰子形实体连接在一起。由此制作成了螺杆转子的铸造模具。采用砂型铸造时，将模具埋入砂箱，分开砂箱，先从砂型中从两端取出腰子形实体，然后再从砂箱的两端分别取出每根齿的两段，而不会伤损砂模的造型。浇注铁水即可获得螺杆铸造毛坯。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过简易的方法制备出单螺杆转子铸造模具，再利用该单螺杆转子铸造模具制备砂模，拔模时，本发明所制备的单螺杆转子铸造模具能够轻易的从砂模中脱出，且不会伤损砂模的造型；使得铸造制备单螺杆转子成为可能，且相对于机加工制备单螺杆转子，大大的降低了成本，并且有效的缩短了加工周期。
附图说明
以下结合附图和发明人给出的实施实例对本发明作进一步的详细说明。
图1为单螺杆转子的正视图；
图2为单螺杆转子的立体示意图；
图3为去掉腰子形实体毛坯后的螺杆齿毛坯示意图；
图4为腰子形实体毛坯和螺杆齿毛坯的爆炸示意图；
图5为图4另一角度的视图；
图6为上螺杆齿的结构示意图；
图7为下螺杆齿的结构示意图；
图8为单螺杆转子铸造模具的剖视图。
具体实施方式
请参阅图1至图8所示，本发明一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法，包括以下步骤：
1）、请参阅图1和图2所示，用车床把一个实体圆柱加工成一根带齿的单螺杆转子毛坯，单螺杆转子毛坯包括腰子形实体毛坯和均匀设置于腰子形实体毛坯外周的6根螺杆齿毛坯1；6根螺杆齿毛坯1在腰子形实体毛坯上倾斜、均匀布置，且齿成扭曲状；
单螺杆转子毛坯相对于成品的加工余量为2～5mm；
2）、请参阅图3所示，采用数控车床车掉螺杆齿毛坯1以外的腰子形实体毛坯2，留下完整的六根螺杆齿毛坯1；
3）、然后，用车床把一个实体圆柱加工成一个和步骤1）中腰子形实体毛坯结构和尺寸相同的腰子形实体毛坯2；
4）、将腰子形实体毛坯2从其外径最小处线性切割成上腰子形实体毛坯21和下腰子形实体毛坯22；在上腰子形实体毛坯21顶部加工出顶部凹陷210，在下腰子形实体毛坯22的底部加工出底部凹陷220；上腰子形实体毛坯21和下腰子形实体毛坯22通过固定螺栓23固定连接；
5）、将步骤2）加工出的六根螺杆齿毛坯1按照单螺杆转子成品中齿的布置形式均匀布置在腰子形实体毛坯2上，用强力胶把螺杆齿毛坯1与腰子形实体毛坯2粘合在一起，用钻床从每个螺杆齿毛坯1外圆面上径向向内垂直钻孔，该孔30直穿通腰子形实体毛坯2的壁面并连通顶部凹陷210或底部凹陷220；然后，把螺杆齿毛坯1从腰子形实体毛坯2上拔下；用线切割机在螺杆齿毛坯1最大齿高处进行切割，形成上螺杆齿11和下螺杆齿12；
6）、使用定位销31把上螺杆齿11和下螺杆齿12与腰子形实体毛坯2固定形成单螺杆转子铸造模具；
7）、利用步骤6）制备好的单螺杆转子铸造模具制作砂模；
拔模时，松开上腰子形实体毛坯21和下腰子形实体毛坯22之间的固定螺栓23；然后，从顶部凹陷210中把出定位上螺杆齿11的定位销31，然后，拔出上腰子形实体毛坯21，然后再取出上螺杆齿11；然后进行翻箱，从底部凹陷220中把出定位下螺杆齿12的定位销31，然后，拔出下腰子形实体毛坯22，然后再取出下螺杆齿12；
8）、进行浇铸获得单螺杆转子铸造毛坯，然后将单螺杆转子毛坯进行机加工去掉加工余量形成单螺杆转子成品。
采用砂型铸造时，需要三层砂箱，将模具埋入中间的树脂砂砂箱夯实，分开砂箱，取掉腰子形上的互连螺栓，同时从腰子形内腔取出所有齿与腰子形实体的定位销，从中间砂箱两端分别取出腰子形实体的两部分，然后再从砂箱的两端分别取出每根齿的两段，而不会伤损砂箱的造型，按不同的铸造工艺程序浇注铁水即可获得螺杆铸造毛坯。
螺杆转子模具的齿与转子内部的腰子形实体是分离的，转子内部的腰子形实体在细腰处分为两段，螺杆上的齿在最大齿高处也分为两段，各个齿通过定位销与腰子形实体相连，两个腰子形实体通过螺栓连接。
采用三层砂箱，上下两层为封闭浇注空腔上下端面而设置的壁面，中间一层是浇注螺杆的空腔，将螺杆模具放入中间砂箱，用树脂型砂填满夯实，松开并取掉腰子形实体的连接螺栓，取掉所有螺杆模具齿与腰子形实体的定位销，再从砂箱两端面分别取出模具的两个腰子形模具实体，分别从两端取出分成为两段的模具齿，最后合模浇注。

Claims (2)

1.一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法，其特征在于，采用单螺杆转子铸造模具进行铸造；所述单螺杆转子铸造模具包括：腰子形实体毛坯(2)和若干根螺杆齿毛坯(1)；腰子形实体毛坯(2)沿其外径最小处线性切割成上腰子形实体毛坯(21)和下腰子形实体毛坯(22)，切割面垂直于腰子形实体毛坯(2)的轴线；上腰子形实体毛坯(21)内部挖空形成顶部凹陷(210)，下腰子形实体毛坯(22)内部挖空形成底部凹陷(220)；上腰子形实体毛坯(21)和下腰子形实体毛坯(22)通过固定螺栓(23)固定连接；用线切割机在螺杆齿毛坯(1)最大齿高处进行切割，形成上螺杆齿(11)和下螺杆齿(12)；腰子形实体毛坯(2)和螺杆齿毛坯(1)上设有对应的孔；若干根螺杆齿毛坯(1)按照单螺杆转子成品中齿的布置形式均匀布置在腰子形实体毛坯(2)上，并通过定位销穿过腰子形实体毛坯(2)和螺杆齿毛坯(1)上的孔连接定位；上螺杆齿(11)和下螺杆齿(12)与腰子形实体毛坯(2)固定形成单螺杆转子铸造模具；利用单螺杆转子铸造模具制作砂模；在砂模中进行浇铸获得单螺杆转子铸造毛坯，然后将单螺杆转子铸造毛坯进行机加工去掉加工余量形成单螺杆转子成品。
2.根据权利要求1所述的一种单螺杆压缩机螺杆转子铸造方法，其特征在于，制作砂模时，将整个单螺杆转子铸造模具装配放入砂箱后，填砂夯实造出螺杆转子的整体砂型，从砂箱中拔出模具时，首先松开上腰子形实体毛坯(21)和下腰子形实体毛坯(22)之间的固定螺栓(23)；然后，从顶部凹陷(210)中拔出定位上螺杆齿(11)的定位销；然后，拔出上腰子形实体毛坯(21)，然后再取出上螺杆齿(11)；然后进行翻箱，从底部凹陷(220)中拔出定位下螺杆齿(12)的定位销；然后，拔出下腰子形实体毛坯(22)，然后再取出下螺杆齿(12)。
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