CN103868292B - 侧装一体式空调储液器壳体及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧装一体式空调储液器壳体及其制作方法，本发明的壳体包括圆柱形的壳体，其特征在于在壳体的外圆周表面上沿着壳体长度方向设置有在同一直线上的三个方形的凸台：凸台A、凸台B和凸台C，所述凸台A、凸台B和凸台C的高度相等并且与壳体一体成型。本发明的方法包括以下步骤：1）加工毛坯的中心引孔；2）将加工好中心引孔的铝合金毛坯放入退火炉中退火软化；3）将退火软化后的铝合金毛坯和润滑剂放入滚筒中，开动滚筒使润滑剂均匀附着在毛坯表面；4）使用反挤压模具进行挤压。本发明采用反挤压技术生产出断面形状非对称的细长类无缝铝筒，为生产侧装式汽车空调储液器壳体提供技术保障，其生产效率高、成本低、产品的外形美观。

Description

侧装一体式空调储液器壳体及其制作方法

技术领域

本发明属于汽车零部件领域，具体是一种侧装一体式空调储液器壳体及其制作方法。

背景技术

空调储液器是安装在汽车空调冷凝器侧面的一个零部件，其外形是一个呈圆柱形的压力容器，其内部具有一定容积并装有干燥剂和滤网，在空调系统中储液器具有储液、干燥、过滤、气液分离等作用，因此，汽车空调储液器又被称为汽车空调储液干燥器或汽车空调气液分离器。在空调系统中，空调储液器是属于高压端，因此，对制造储液器壳体的材料上有较高的要求，除了具有良好的密封性能外，还必须具备空调系统中所要求的耐高温、耐高压、耐腐蚀等性能，可以说制造储液器壳体的工艺和材料性能决定了汽车空调储液器的使用性能，常用的汽车空调储液器是由铝合金壳体和盖头经焊接而成，铝壳体是一个呈圆柱形杯状的铝合金筒体，由铝合金板材拉伸或者是用铝合金圆饼反挤压加工而成，一端呈封底状，另一端焊有铝合金盖头，盖头上设有连接空调冷媒的进出口接头，其内部装有干燥剂和滤网，是一个典型的密封型压力容器，常用的汽车空调储液器具有如下特点：一、是一个密封型压力容器，具有不可折性，其内部的滤网和干燥剂一旦失效其整个储液器必须更换；二、储液器上的铝合金筒体一般为圆形，属断面形状对称型的零件，其长度尺寸与其内径尺寸之比一般在二至五倍之间，在此范围的尺寸比例的铝筒很适合拉伸成型或者反挤压成型，两种工艺制造的铝筒均为无缝状态，其性能也符合空调系统的工作要求；三、储液器连接空调冷媒的进出口接头均设在一端的盖头上，其筒体上因壁厚没有足够的加工余量而无法直接精加工出进出口接口。以上几点可以看出，常用的储液器工艺上只能设计成完整的密封型，在使用上，其内部的滤网和干燥剂到了一定的使用寿命就必须更换整个储液器，为了避免这一缺陷，设计师们又重新设计一种新型侧装式储液干燥器，侧装式储液器的壳体主体部分呈圆筒形，由铝合金管材经焊接加工而成制成，与常用的储液器相比，其外径尺寸只有常用储液器壳体外径的二分之一左右，为了保证其内部的工作容积不变，而其长度尺寸是常用储液器壳体的二至三倍，也就是说，侧装式储液器壳体的长度尺寸与其断面内径尺寸之比均高于八倍以上，有的超长壳体的此比例已达到一十一倍以上，壳体的外圆上设有两个与其相连的方形凸台，储液器的进出接口设在壳体的两个凸台上，因为壳体外圆上的两个凸台在成型过程中无法直接成型，所以壳体在成型过程中必须先在壳体的外圆上成型一个与其相连的长度相等的凸肋，然后保留设有进出接口部分的凸肋，将其他凸肋部分用切削加工的方法去除掉，壳体的一端焊上铝合金圆片使其密封，另一端设有与其相配合的铝合金塞盖，塞盖与壳体之间用螺纹和密封圈相配合，储液器内部装有滤网和干燥剂，侧装式储液器的优点在于：其内部的滤网和干燥剂一旦失效，就可以打开储液器壳体一端的塞盖更换新的干燥剂和滤网，并重新封好塞盖，无需更换整个储液器，克服了普通储液器的技术不足，但是侧装式储液器的推广和使用又带来了新的技术问题：一、侧装式储液器壳体在成型中先在其外圆上设有与之等长且相连的凸肋，壳体断面形状不对称；二、壳体的长度尺寸与其断面的外径尺寸之比过大，属于细长类不对称型的铝筒，这类尺寸形状的铝筒采用拉伸和反挤压技术成型十分困难，目前侧装式储液器壳体只能采用空心的铝型材经焊接加工而成，这种工艺制造的储液器壳体存在安全隐患，一方面空心铝型材是将铝合金坯料加热后经正挤压加工而成，而正挤压加工中其凹模与凸模之间有连接筋，所加工出的空心管材其管壁上有多条轴向隐形焊缝，属于有缝管类铝筒，也就是说，用做铝型材的方法跟本无法加工出无缝的侧装式储液器壳体，特别是其断面形状不对称的空心管材，另一方面，侧装式储液器壳体是用有缝的空心铝合金管材经焊接加工而成，由于在焊接过程中焊缝的熔深有限，其密封和强度性能也远不及无缝铝筒，尤其是汽车空调经常在高温、高压和抖动的环境中工作，这种有缝的储液器壳体的使用寿命和安全系数大打折扣，而常用的储液器壳体均采用拉伸或者反挤压加工而成，属于无缝铝筒，其密封和耐高压性能及使用寿命上均比有缝铝筒优越得多，但是对于采用拉伸或者反挤压的方法生产断面形状非对称的细长类铝筒，其技术上不可行，一方面拉伸是用铝合金板材经多次变形后获得所需尺寸的铝筒，此工艺要求产品的断面形状必须对称，而且只可以生产壁厚均匀的铝筒，可见采用拉伸的方法也无法生产出其断面形状非对称的细长类储液器铝筒，如果采用反挤压的方法生产此类铝筒技术上仍不成熟，反挤压加工是将铝合金毛坯放入对应的凹模腔内，用对应的凸模在强大的压力和一定的速度作用下，迫使铝合金从凹模腔中均匀挤出，从而获得所需尺寸的无缝铝筒。反挤压成型由于模具的单位挤压力很高，因此除了对被挤压材料的可以挤压性要求外还必须具备以下条件：一、毛坯和产品的断面形状对称，挤压件的形状对称所需的挤压力均匀，模具的使用寿命长，非对称形状零件挤压时金属的流动也不均匀，对模具作用有不平衡的侧向力，使模具的中心移动而降低产品精度或易使凸模折断，甚至使反挤压加工无法进行；二、凸模的工作长度和断面的投影面直径之比一般最大上限不大于八倍，凸模的工作长度过长，在挤压加工中铝合金的流动应力超过模具材料的抗弯极限，同样使模具的中心偏移，挤压铝筒的壁厚超差，废品率高，而侧装式储液器壳体其断面形状非对称，其长度尺寸与其内径尺寸之比也过大，所以采用反挤压技术成型此类型的壳体，制造工艺上仍然很困难，但是为了尽可能获得这种类型的无缝铝筒，有的制造厂采用先反挤压加工成对称型的无缝铝筒(在被挤压毛坯的外圆上增设一个与之对称的凸肋，使其断面形状对称)，然后再用切削加工的方法去除其中一个凸肋，采用此方法固然可以生产这种类型的无缝铝筒，但是其生产成本高，废品率也很高，外形上也不美观。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有的技术不足，提供一种侧装一体式空调储液器壳体及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种侧装一体式空调储液器壳体，包括圆柱形的壳体，其特征在于在壳体的外圆周表面上沿着壳体长度方向设置有在同一直线上的三个方形的凸台：凸台A、凸台B和凸台C，所述凸台A、凸台B和凸台C的高度相等并且与壳体一体成型。

所述的一种侧装一体式空调储液器壳体，其特征在于所述凸台B和凸台C设置在壳体上靠近开口的一端处，所述凸台A设置在壳体上远离开口的一端处。

所述的一种侧装一体式空调储液器壳体，其特征在于所述凸台B的中间设置有进出孔A，所述凸台C的中间设置有进出孔B。

所述的一种侧装一体式空调储液器壳体，其特征在于所述壳体开口一端的内孔中设置有螺纹。

一种侧装一体式空调储液器壳体的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1）加工铝合金毛坯的中心引孔；

2）将加工好中心引孔的铝合金毛坯放入退火炉中退火软化；

3）将退火软化后的铝合金毛坯和润滑剂放入滚筒中，开动滚筒使润滑剂均匀附着在毛坯表面；

4）将组合凸模和凹模分别安装在压力机的上下垫板上，调好组合凸模和凹模的同心度以及模具的工作行程，将被挤压毛坯放入凹模中，组合凸模下行，其导针插入毛坯的中心引孔中，随后组合凸模继续下行，冲头和压杆同时受力，毛坯材料开始流动，导针缩进冲头和压杆的中心孔内，直至反挤压铝筒完全成型后，组合凸模上行，弹簧通过导针作用力于铝筒的内底部，待组合凸模完全离开工件后，导针重新伸出冲头，工件附着在凹模上，随后凹模下面的顶杆顶出铝筒。

所述的方法，其特征在于步骤1）采用切削方法加工，包括如下步骤：将其外圆上带有一个凸肋的铝合金毛坯在数控机床上用钻头钻一个与毛坯外圆同轴的中心盲孔，中心盲孔的直径远小于成品铝筒的内径，直径为铝筒内径的三分之一到二分之一之间，中心盲孔的深度略小于毛坯的高度，未打通部分的厚度与成品铝筒底部的厚度相当。

所述的方法，其特征在于步骤1）采用反挤压方法加工，包括如下步骤：将其外圆上带有一个凸肋的铝合金毛坯放入对应的凹模中，挤压凸模的工作直径取成品铝筒内径的三分之一到二分之一之间，其工作长度设在合理的范围之内，在压力机上调好凸凹模的同心度和工作行程，反挤压加工出一个与毛坯外圆同轴的中心盲孔，被挤压后的毛坯的底部厚度与成品铝筒的底部厚度相当。

所述的方法，其特征在于步骤4）中所述凹模的内圆设有与毛坯凸肋相对应的凹槽，凹模内型腔尺寸略大于毛坯的外形尺寸。

所述的方法，其特征在于步骤4）中所述组合凸模由压杆、冲头、导针、弹簧、螺纹套组成，压杆和冲头上分别设置有中心阶梯孔，压杆与冲头之间通过螺纹套相连接，压杆与冲头之间装有弹簧和导针。

所述的方法，其特征在于所述压杆上的中心阶梯孔的小端在上部，大端在下部并设置有内螺纹，所述冲头上的中心阶梯孔的大端在上部并设置有内螺纹，小端在下部，所述弹簧装在压杆的中心阶梯孔上部的小孔内，在弹簧的正下端，螺纹套和冲头的内孔中装有导针，弹簧作用于导针的上断面，使导针伸出冲头下面一定长度，该长度略大于毛坯中心引孔的深度。

本发明的侧装一体式空调储液器壳体、底部和外圆侧面的方形凸台均为一个整体，其气密性和耐压性均比焊接式储液器壳体优越得多，而且这种铝合金筒体成型之后，在保留设有螺纹一端的筒壁厚度不变而且其耐压性能不受影响情况下，可以增加一套变薄拉伸的工序，减少用料，降低材料成本。

本发明采用反挤压技术生产出断面形状非对称的细长类无缝铝筒，为生产侧装式汽车空调储液器壳体提供技术保障，其生产效率高、成本低、产品的外形美观。

附图说明

图1是本发明的侧视图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的反挤压加工方法示意图；

图5是本发明的反挤压模具结构示意图；

图6是本发明的反挤压模具工作示意图；

图中，1—壳体；2—凸台A；3—凸台B；4—凸台C；5—进出孔A；6—进出孔B；7—螺纹；8—铝合金毛坯；9—凹模；10—挤压凸模；11—顶杆；12—压杆；13—冲头；14—导针；15—弹簧；16—螺纹套；17—铝筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1—图3所示，本发明的侧装一体式空调储液器壳体，采用成本低廉的实心铝合金毛坯，利用特殊的模具装置反挤压技术压制成一体式的壳体1，该壳体1在压制过程中先在壳体1的外圆上成型一个与其相连的长度相等的凸肋2，然后再用切削加工的方法去除掉，留下三个方形凸台A、凸台B和凸台C，连接空调系统冷媒的进出孔A和B分别设在其中的两个方形凸台B和凸台C中间，壳体1开口一端的内孔中设有螺纹7。这种一体式的空调储液器壳体的筒体、底部和外圆侧面的方形凸台均为一个整体，其气密性和耐压性均比焊接式储液器壳体优越得多，而且这种铝合金筒体成型之后，在保留设有螺纹一端的筒壁厚度不变而且其耐压性能不受影响情况下，可以增加一套变薄拉伸的工序，减少用料，降低材料成本。

本发明的一种侧装一体式空调储液器壳体的制作方法，包括如下步骤：

一、加工毛坯的中心引孔，方法1：切削方法加工，将其外圆上带有一个凸肋的铝合金毛坯8在数控机床上用钻头钻一个与毛坯外圆同轴的中心盲孔，中心孔的直径远小于成品铝筒的内径，该直径尺寸一般在铝筒内径的三分之一到二分之一之间，中心孔的深度略小于毛坯的高度，未打通部分的厚度与成品铝筒底部的厚度相当；方法2：反挤压方法加工，如图4所示，将其外圆上带有一个凸肋的铝合金毛坯8放入对应的凹模9中，挤压凸模10的工作直径取铝筒内径的三分之一到二分之一之间，其工作长度设在合理的范围之内，在压力机上调好凸凹模的同心度和工作行程，反挤压加工出一个与毛坯外圆同轴的中心盲孔，被挤压后的毛坯的底部厚度与成品铝筒的底部厚度相当，因反挤压加工该中心孔的直径足够小，一次性挤压铝合金毛坯的变形程度不超过10﹪(在反挤压加工过程中，被挤压材料的一次性变形程度越大，其挤压成型越困难)，挤压毛坯8中心引孔与毛坯外圆的同轴度也可以控制在合理的公差范围之内；

二、将加工好中心引孔的铝合金毛坯8放入退火炉中退火软化；

三、将退火软化后的铝合金毛坯8和润滑剂放入滚筒中，开动滚筒使润滑剂均匀附着在毛坯表面；

四、使用反挤压模具进行挤压：如图5所示，反挤压模具由凹模和组合凸模组成，凹模内型腔尺寸略大于毛坯的外形尺寸，让被挤压毛坯可以顺利的放入凹模中；组合凸模由压杆12、冲头13、导针14、弹簧15、螺纹套16组成，凸模压杆12上设有阶梯中心孔，阶梯孔小端在上部，大端在下部并设有内螺纹，冲头13上设有中心阶梯孔，阶梯孔大端在上部并设有内螺纹，小端在下部，压杆12与冲头13之间通过螺纹套16相连接，两者之间装有弹簧15和导针14，弹簧15装在压杆12中心阶梯孔上部的小孔内，在弹簧15的正下端，螺纹套16和冲头13的内孔中装有导针14，弹簧15作用力于导针14的上断面，使导针14伸出冲头下面一定长度，该长度略大于毛坯中心引孔的深度。将组合凸模和凹模分别安装在压力机的上下垫板上，如图5所示，调好组合凸模和凹模的同心度以及模具的工作行程，将被挤压铝合金毛坯8放入凹模中，组合凸模下行，其导针14插入毛坯的中心引孔中，随后组合凸模继续下行，冲头13和压杆12同时受力，毛坯材料开始流动，导针14缩进冲头13和压杆12的中心孔内，如图6所示，直至反挤压铝筒17完全成型后，组合凸模上行，弹簧15通过导针14作用力于铝筒17的内底部，待组合凸模完全离开工件后，导针14重新伸出冲头，工件附着在凹模上，随后凹模下面的顶杆11顶出铝筒17。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种侧装一体式空调储液器壳体的制作方法，其特征在于该空调储液器壳体包括圆柱形的壳体（1），在壳体（1）的外圆周表面上沿着壳体（1）长度方向设置有在同一直线上的三个方形的凸台：凸台A（2）、凸台B（3）和凸台C（4），所述凸台A（2）、凸台B（3）和凸台C（4）的高度相等并且与壳体（1）一体成型；所述凸台B（3）和凸台C（4）设置在壳体（1）上靠近开口的一端处，所述凸台A（2）设置在壳体（1）上远离开口的一端处；所述凸台B（3）的中间设置有进出孔A（5），所述凸台C（4）的中间设置有进出孔B（6）；所述壳体（1）开口一端的内孔中设置有螺纹（7）；

具体制作方法包括以下步骤：

1）加工铝合金毛坯（8）的中心引孔；

2）将加工好中心引孔的铝合金毛坯（8）放入退火炉中退火软化；

3）将退火软化后的铝合金毛坯（8）和润滑剂放入滚筒中，开动滚筒使润滑剂均匀附着在毛坯表面；

4）将组合凸模和凹模分别安装在压力机的上下垫板上，调好组合凸模和凹模的同心度以及模具的工作行程，将被挤压毛坯放入凹模中，组合凸模下行，其导针（14）插入毛坯的中心引孔中，随后组合凸模继续下行，冲头（13）和压杆（12）同时受力，毛坯材料开始流动，导针（14）缩进冲头（13）和压杆（12）的中心孔内，直至反挤压铝筒完全成型后，组合凸模上行，弹簧（15）通过导针（14）作用力于铝筒的内底部，待组合凸模完全离开工件后，导针（14）重新伸出冲头（13），工件附着在凹模上，随后凹模下面的顶杆（11）顶出铝筒（17）。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1）采用切削方法加工，包括如下步骤：将其外圆上带有一个凸肋的铝合金毛坯（8）在数控机床上用钻头钻一个与毛坯外圆同轴的中心盲孔，中心盲孔的直径远小于成品铝筒的内径，直径为铝筒内径的三分之一到二分之一之间，中心盲孔的深度略小于毛坯的高度，未打通部分的厚度与成品铝筒底部的厚度相当。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1）采用反挤压方法加工，包括如下步骤：将其外圆上带有一个凸肋的铝合金毛坯（8）放入对应的凹模（9）中，挤压凸模（10）的工作直径取成品铝筒内径的三分之一到二分之一之间，其工作长度设在合理的范围之内，在压力机上调好凸凹模的同心度和工作行程，反挤压加工出一个与毛坯外圆同轴的中心盲孔，被挤压后的毛坯的底部厚度与成品铝筒的底部厚度相当。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤4）中所述凹模的内圆设有与毛坯凸肋相对应的凹槽，凹模内型腔尺寸略大于毛坯的外形尺寸。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤4）中所述组合凸模由压杆（12）、冲头（13）、导针（14）、弹簧（15）、螺纹套（16）组成，压杆（12）和冲头（13）上分别设置有中心阶梯孔，压杆（12）与冲头（13）之间通过螺纹套（16）相连接，压杆（12）与冲头（13）之间装有弹簧（15）和导针（14）。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述压杆（12）上的中心阶梯孔的小端在上部，大端在下部并设置有内螺纹，所述冲头（13）上的中心阶梯孔的大端在上部并设置有内螺纹，小端在下部，所述弹簧（15）装在压杆（12）的中心阶梯孔上部的小孔内，在弹簧（15）的正下端，螺纹套（16）和冲头（13）的内孔中装有导针（14），弹簧（15）作用于导针（14）的上断面，使导针（14）伸出冲头（13）下面一定长度，该长度略大于毛坯中心引孔的深度。