CN106735230A - 一种粉末冶金压缩机缸体横孔的加工方法 - Google Patents

一种粉末冶金压缩机缸体横孔的加工方法 Download PDF

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Abstract

一种粉末冶金空调压缩机缸体横孔的加工方法，步骤：将原料按比例混料：C：0.4wt％～0.9wt％，Cu：0～3wt％，润滑剂：0.2～0.8wt％，生坯增强剂0.1～0.5wt％，余量为铁粉，成形后进行生坯钻孔机加工，生坯强度需大于15MPa，钻孔时将生坯件固定在特定的夹具上，用特定的刀具进行加工。本发明在粉末冶金缸体烧结之前，在生坯状态进行气孔和弹簧孔加工，同时采用特定的加工刀具进行机加工，加工后的缸体未产生裂纹，具有工艺简单、加工速度快且成本较低的特点，解决了烧结后缸体强度大、钻孔速度慢的问题，大大提高了加工速率和刀具寿命。

Description

一种粉末冶金压缩机缸体横孔的加工方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，涉及粉末冶金压缩机缸体的制备方法，尤其涉及一种粉末冶金压缩机缸体横孔的加工方法。
背景技术
旋转式压缩机广泛应用于家用空调器，年产量超过千万台。旋转式压缩机由活塞、缸体、叶片及其背部的弹簧、偏心曲轴和上、下缸盖等主要零件组成，缸体作为压缩机的骨架，其上安装着压缩机的主要零部件，支承着偏心曲轴转动机构，保证运动件之间的正确相互位置；支承着上、下缸盖等固定件，形成密封的高、低压气腔和气流通道。缸体上加工有吸气孔、排气斜切口、叶片槽、弹簧安装孔，以及固定上、下缸盖的螺纹孔，缸体的模型示意图如图1所示。粉末冶金作为旋转式压缩机制造的主要方法之一，具有生产效率高，材料利用率高的特点，但是由于其工艺特性的限制，只能在成形过程中一次成形竖孔，对于缸体上的弹簧孔、气孔这样的横孔，只能通过额外的机加工得到。目前缸体横孔的加工都是在烧结后进行的，此时材料已经形成了冶金结合，强度较高，横孔切削量较大，导致加工速度慢，存在刀具寿命短、加工成本高的缺陷。因此，有必要研发出一种粉末冶金缸体烧结前横孔的加工方法来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种加工速度快、成本低且刀具寿命长的粉末冶金缸体烧结前横孔的加工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种粉末冶金压缩机缸体横孔的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原材料配比和混料：
按比例将下述原料混合均匀：石墨：0.4～0.9wt％，Cu：0～3wt％，润滑剂：0.2～0.8wt％，生坯增强剂：0.1～0.5wt％，铁粉余量；
2)成形：将混合均匀的粉料在成形模具中压制成生坯，成形压力500-800Mpa，成形密度6.4～7.2g/cm3，生坯强度≥15MPa；
3)生坯加工钻孔：将夹具装配在加工设备上，将缸体固定在夹具上，通过夹具旋转定位，采用加工刀具进行机加工分别得到弹簧孔和气孔，进刀时刀具转速高于2000r/min，进给量10～25mm/分钟，钻孔切削时刀具钻速刀具转速高于1500r/min，进给量20～50mm/分钟。
作为优选，所述步骤1)中的铁粉为还原铁粉或雾化铁粉的一种，或两者的混合物，混合比例根据产品的密度、力学性能要求而改变。
作为优选，所述步骤1)中的生坯增强剂为聚乙烯蜡与粉体树脂的组合物，聚乙烯蜡
占比5％-40％。
作为改进，所述步骤1)的混料在双锥或V型混料机中进行常规旋转混料，当石墨、生坯增强剂、润滑剂的总量超过1.4wt％时可选用粘接混料。
作为改进，所述步骤2)成形时可对阴模进行加热，加热温度为60～130℃。
再改进，所述步骤3)的夹具包括一滑动块，滑动块使用弹簧与缸体控制相结合的方式将产品进行辅助固定装夹，夹具的中部设有与缸体的内孔相匹配的凸块，凸块的上部设置有与弹簧孔槽配合定位的定位部，夹具通过凸块中轴销和加工设备的安装架可转动地连接在一起，夹具左右两侧开有圆弧形调节孔，对应地，加工设备的安装架开有固定孔，用固定件连接固定，夹具的下部设有与缸体的下部定位孔对应的定位销，夹具的上部右侧凸设有与凸块配合将缸体夹紧的夹块，夹块与缸体的贴合面为为Z形。
最后，所述步骤3)的加工刀具为四刃直槽钻铰刀，其中两刃用于切削，另两刃用于研磨。
与现有技术相比，本发明的优点在于：粉末冶金缸体在烧结之前在生坯状态进行气孔和弹簧孔加工，同时采用特定的加工刀具进行机加工，加工后的缸体未产生裂纹。本发明工艺简单、加工速度快且成本较低，解决了烧结后缸体强度大、钻孔速度慢的问题，大大提高了加工速率和刀具寿命。
附图说明
图1为本发明粉末冶金缸体的结构示意图，其中a为立体图，b为剖面图；
图2为实施例1中夹具的结构示意图；
图3为实施例1中弹簧孔加工时产品的装夹示意图；
图4为实施例1中气孔加工时产品的装夹示意图；
图5为实施例1中横孔加工完毕后的产品图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
1、原材料配比：缸体的材质为Fe-0.8wt％C，将0.8wt％石墨粉、0.3wt％生坯增强剂、0.7wt％润滑剂、40wt％雾化铁粉、余量还原铁粉采用粘接混料方式混合均匀。
2、成形：模具加热至70℃，然后温模成形，成形压力700Mpa，密度6.60±0.05g/cm3，生坯强度18～23MPa。
3、生坯加工钻孔：将制得的生坯件进行机加工得到气孔A和弹簧孔B。设计专用夹具如图2所示，对生坯件进行固定，夹具包括滑动块2、定位销1和凸块4和夹块3，定位销1与缸体的下部定位孔相对应，滑动块2、凸块4和夹块3均起到辅助支撑的作用，辅助支撑有助于在加工过程中减少产品的震动，保证产品加工精度，滑动块2使用弹簧与缸体控制相结合的方式将产品进行辅助固定装夹，夹具中未放置产品时滑动块2处于松开状态，当放置产品后，通过缸体控制滑动块2夹紧以固定产品；凸块4位于夹具的中部与缸体的内孔相匹配，凸块4的上部设置有与弹簧孔槽配合定位的定位部，夹具通过凸块4中轴销和加工设备的安装架可转动地连接在一起，夹具左右两侧开有圆弧形调节孔，对应地，加工设备的安装架开有固定孔，用固定件如螺栓连接固定，夹块3位于夹具的上部右侧，夹块3有缸体的贴合面为Z形，凸块4有圆弧面5，凸块4的圆弧面5和夹块3的Z形贴合面配合将缸体贴紧，起到辅助产品出刀口状态作用，防止生坯开裂与掉边掉角，减少出刀口的剥落。加工时，将夹具装配在加工设备上，将缸体固定在夹具上，通过夹具旋转定位，分别进行弹簧孔和气孔的钻孔加工；根据孔的大小与形状要求，分别定制专用四刃直槽钻铰刀，由于气孔中部有台阶，需采用有台阶的刀具，加工参数为：入刀时进给量20mm/min，刀具转数4500转/min，待刀具进入基体1mm后，进给量变为40mm/min，刀具转速变为3000转/min，加工后的产品的气孔周围光滑未剥落(如图5所示)，金相检测未发现裂纹，烧结后气孔壁粗糙度为Ra1.8。
若该缸体烧结后再进行横孔加工，每小时只可加工产品15～20件，每件刀具可加工产品200件，采用本发明的方法进行生坯钻孔，每小时可加工产品20～30件，每件刀具可加工产品5000件，大大提高了加工速率和刀具寿命。
实施例2
1、原材料配比：缸体的材质为Fe-0.7wt％C-1.5wt％Cu，将0.7wt％石墨粉、1.5wt％的铜粉，0.4wt％生坯增强剂、0.2wt％润滑剂、余量雾化铁粉采用粘接混料方式混合均匀。
2、成形：室温下进行成形，成形压力700Mpa，密度7.00±0.05g/cm3，生坯强度20～25MPa。
3、生坯加工钻孔：将制得的生坯件进行机加工得到气孔和弹簧孔。夹具结构类似于实施列1。加工参数为：入刀时进给量20mm/min，刀具转数5000转/min，待刀具进入基体1mm后，进给量变为40mm/min，刀具转速变为4000转/min。加工后产品气孔周围光滑未剥落，金相检测未发现裂纹，烧结后气孔壁粗糙度为Ra1.2。
实施例3
1、原材料配比：缸体的材质为Fe-0.4wt％C，将0.4wt％石墨粉、0.2wt％生坯增强剂、0.5wt％润滑剂、余量为还原化铁粉，采用常规旋转混料方式混合均匀。
2、成形：模具加热至80℃，然后温模成形，成形压力600Mpa，密度6.50±0.05g/cm3，生坯强度18～23MPa。
3、生坯加工钻孔：将制得的生坯件进行机加工得到气孔和弹簧孔。夹具结构类似于实施列1。加工参数为：入刀时进给量25mm/min，刀具转数8000转/min，待刀具进入基体1mm后，进给量变为50mm/min，刀具转速变为6000转/min。加工后产品气孔周围光滑未剥落，金相检测未发现裂纹，烧结后气孔壁粗糙度为Ra2.0。
实施例4
1、原材料配比：缸体的材质为Fe-0.5wt％C-1.25wt％Cu，将0.5wt％石墨粉、1.25wt％铜粉、0.5wt％生坯增强剂、0.8wt％润滑剂、40％的雾化铁粉、余量为还原化铁粉，采用常规旋转方式混合均匀。
2、成形：模具加热至90℃，然后温模成形，成形压力650Mpa，密度6.80±0.05g/cm3，生坯强度23～27MPa。
3、生坯加工钻孔：将制得的生坯件进行机加工得到气孔和弹簧孔。夹具结构类似于实施列1。加工参数为：入刀时进给量20mm/min，刀具转数8000转/min，待刀具进入基体1mm后，进给量变为30mm/min，刀具转速变为8000转/min。加工后产品气孔周围光滑未剥落，金相检测未发现裂纹，烧结后气孔壁粗糙度为Ra1.8。
上述实施例子1-4中，生坯增强剂为聚乙烯蜡与粉体树脂的组合物，聚乙烯蜡质量比例在5％-40％之内就可以。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求和保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种粉末冶金压缩机缸体横孔的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
1)原材料配比和混料：
按比例将下述原料混合均匀：石墨：0.4～0.9wt％，Cu：0～3wt％，润滑剂：0.2～0.8wt％，生坯增强剂：0.1～0.5wt％，铁粉余量；
2)成形：将混合均匀的粉料在成形模具中压制成生坯，成形压力500-800Mpa，成形密度6.4～7.2g/cm3，生坯强度≥15MPa；
3)生坯加工钻孔：将夹具装配在加工设备上，将缸体固定在夹具上，通过夹具旋转定位，采用加工刀具进行机加工分别得到弹簧孔和气孔，进刀时刀具转速高于2000r/min，进给量10～25mm/分钟，钻孔切削时刀具钻速刀具转速高于1500r/min，进给量20～50mm/分钟。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤1)中的铁粉为还原铁粉或雾化铁粉的一种，或两者的混合物，混合比例根据产品的密度、力学性能要求而改变。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤1)中的生坯增强剂为聚乙烯蜡与粉体树脂的组合物，聚乙烯蜡比5％-40％。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤1)的混料在双锥或V型混料机中进行常规旋转混料，当石墨、生坯增强剂、润滑剂的总量超过1.4wt％时可选用粘接混料。
5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤2)成形时可对阴模进行加热，加热温度为60～130℃。
6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤3)的夹具包括一滑动块，滑动块使用弹簧与缸体控制相结合的方式将产品进行辅助固定装夹，夹具的中部设有与缸体的内孔相匹配的凸块，凸块的上部设置有与弹簧孔槽配合定位的定位部，夹具通过凸块中轴销和加工设备的安装架可转动地连接在一起，夹具左右两侧开有圆弧形调节孔，对应地，加工设备的安装架开有固定孔，用固定件连接固定，夹具的下部设有与缸体的下部定位孔对应的定位销，夹具的上部右侧凸设有与凸块配合将缸体夹紧的夹块，夹块与缸体的贴合面为Z形。
7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述步骤3)的加工刀具为四刃直槽钻铰刀，其中两刃用于切削，另两刃用于研磨。
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