CN107263036B - 一种止动环的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工零部件技术领域，具体涉及一种止动环的加工方法。所述止动环的加工方法，以GCr15轴承钢钢管为原材料，所述钢管内外径为止动环毛坯的内外径尺寸，然后通过切割获得止动环坯料。本发明提供的技术方案摒弃板材加工改为管材是一种质的转变，不仅提高了材料利用率，改少材料因多次轧制而产生的材料应力，并且由于采用切割的方法取代冲制，减少了坯料的冲压加工应力，为后序加工奠定了解决平面度的基础，修改热处理方法，把材料应力、加工应力和热处理变形控制到最小，综上所述，提供的技术方案解决了旧方法中无法掌控的平面度、平行差、厚度差和平面粗糙度问题，提高了产品的合格率和市场信誉度。

Description

一种止动环的加工方法

技术领域

本发明属于机械加工零部件技术领域，具体涉及一种止动环的加工方法。

背景技术

止动环是机械部件中常用的零部件，作为汽车空调压缩机整机的重要零部件，它的质量好坏直接影响整机的噪声、机械性能，乃至寿命。

止动环的加工方法大致包括如下步骤：

1)止动环内外径成型；2)冲压校平止动环平面；3)软磨加工正反两平面加工；3)热处理；4)用无心磨磨止动环外径；5)硬磨止动环正反两平面；6)内圆模上磨止动环内径；7)两面内径和外径倒角；8)稳定性处理，消除加工应力；9)正反两平面精磨。

目前止动环的加工方法主要以钢板冲压成型止动环内外径然后进行后续精密加工，相较于早期的车加工相比，生产速度大大提高，满足了批量生产的要求，比如中国专利CN101380710A和CN106271417A中的技术方案均是冲压成形。

冲压或车加工的原材料一般为GCr15轴承钢厚2.5毫米的板材，这种板材需要多次的加热碾压才能成型，在成型过程中会聚集不稳定的应力，这种应力在加工大圆环过程中不断释放，造成平面翘曲，而随着空调压缩机对止动环精度要求越来越高，对止动环的平面度、平行差、厚度差和平面粗糙度的要求都要求更高，特别是平面度要求小于0.02毫米，平面度问题直接导致产品的合格率低下，目前冲压加工方法已无法满足产品要求，尽管通过多次精密加工仍然难以保证理想的产品合格率，因此急需寻找一种全新的思路去解决薄片大圆环产品的平面度和粗糙度等问题。

发明内容

本发明提供了一种止动环的加工方法，用以解决目前高精度止动环的加工问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述止动环的加工方法，以GCr15轴承钢钢管为原材料，所述钢管内外径为止动环毛坯的内外径尺寸，然后通过切割获得止动环坯料。管材避免了多次轧制产生的应力，为后序生产合格品奠定了基础；钢管加工的材料利用率是板材加工的2.3倍，即节约了钢材又省去了冲模的制作和维护成本。

可选地，所述钢管经过了球化退火，退火硬度为180～190HB。

可选地，所述止动环的加工方法包括如下步骤：

1)切割：车加工一平面，内外径去毛刺，然后采用割刀切出所需厚度的止动环坯料

2)倒角：采用夹内径的装夹方式固定切割品进行倒角，去掉步骤1)断料时产生的毛刺；

3)软磨两平面：通过对两面软磨使两端面达到无毛刺、平行差和厚度达到偏差要求，获得半成品；

4)校正：按内外径尺寸要求选用校正工装，将步骤3)的半成品套在工装上加压锁紧；

5)热处理：将步骤4)锁紧的半成品先淬火，然后回火。

6)磨外径：用外圆磨床加工热处理后的半成品外径；

7)初磨两平面：采用双端面磨床同时加工两平面；

8)磨内径：用内径磨床加工步骤7)后的半成品内径；

9)硬倒角：对两平面内径外径进行倒角；

10)精磨两平面：采用双端面磨床同时加工两平面；

11)清洗、检验、再清洗、包装和入库。

可选地，所述步骤1)中，割刀厚度为2毫米，并且切割时割刀垂直于所述钢管。从而保证两平面基本平行。

可选地，所述步骤2)中，倒角进刀量采用限位控制。

可选地，所述步骤3)中，首先采用转盘式单面平面磨床对未车平面软磨去毛刺和平行差，然后再通过卧式双端面磨床进行双面软磨。分单面软磨再双面软磨既保证质量又提高效率。

可选地，所述步骤5)中，所述淬火在箱式炉内进行，在淬火后，再次对半成品进行锁紧，然后再回火。热处理前进行校正，连校正工装一起淬火，利用淬火高温给工件定型，淬火产生的变形受到工装的限制；采用箱式炉，随工装整体垂直淬火，产品整个平面同时冷却较网带式连续炉淬火1个点先冷却的方法，变形小；因为热胀冷缩，工装有可能松动，所以回火前再锁紧一次，保证回火质量。

可选地，所述步骤6)，采用M1083外圆磨床，一次装夹120片半成品，所述步骤8)，采用MZ204A内径磨床，一次装夹10-20片半成品。

可选地，所述步骤7)采用卧式双端面磨床，所述步骤10)采用立式双端面磨床。双端面磨床加工速度快，效率高；立式双端面磨床加工薄片大圆环产品厚度控制好，能修正一部分的翘曲，是保证产品的厚度差和平面度的关键，分不同阶段采用不同磨床，效率更高，加工精度也更高。

可选地，所述步骤1)切割止动环坯料为2.5mm，所述步骤3)磨至厚度为2.2±0.02mm，所述步骤7)磨至厚度为2.1±0.02mm。

可选地，根据设计要求，所述步骤10)精磨后，厚度预留0.02～0.03mm的余量，再通过精研两平面，使其达到设计要求。

可选地，所述步骤11)中，清洗具体为采用亚纳水溶液作为清洗液，在清洗烘干机上进行，所属清洗液的pH值为0.8～0.85。采用的清洗液在清洗的同时具有防锈作用；清洗后即烘干，便于检验和存放。

本发明提供的技术方案摒弃板材加工改为管材是一种质的转变，不仅提高了材料利用率，并且由于采用切割的方法取代冲制，减少了材料应力，为后序加工奠定了解决平面度的基础，修改热处理方法，把材料应力、加工应力和热处理变形控制到最小，综上所述，提供的技术方案解决了旧方法中无法掌控的平面度、平行差、厚度差和平面粗糙度问题，提高了产品的合格率和市场信誉度，达到了降耗、保质、保量之目的，满足空调压缩机对该产品的质量要求。

附图说明

图1是实施例中所述止动环的设计要求。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合实施例阐述止动环的加工方法，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示，止动环为薄片大圆环装产品，尺寸要求如下：

厚度

两平面粗糙度＜0.4mm；

平面度＜0.015mm；

平行差＜0.015mm。

上述止动环的的加工过程如下：

0.选料

GCr15轴承钢厚2.5毫米的板材需要多次的加热碾压才能成型，板材中聚集不稳定的应力，这种应力在加工大圆环过程中不断释放，造成平面翘曲，而薄片大圆环产品的平面度要求小于0.02毫米，平面度问题直接导致产品的合格率低下，为此在选材上我们根据产品的内外径尺寸向钢厂订制GCr15轴承钢钢管，要求交货状态为球化退火状态，退火硬度为180～190HB。采用卡尺、硬度计和金相分析检测材料。

1.切割

材料在车床上固定，平面车出，内外径去毛刺，然后采用2毫米厚的割刀进行切割，割刀必须垂直于钢管，从而保证两平面基本平行。

2.倒角

由于切割在断料时会采生毛刺，从而影响磨平面加工，倒角时采用夹内径的装夹方式固定无毛刺面的切割品，进刀量采用限位控制。

3.软磨两平面

由于切割方式断料，厚度很难一致，选用M7475转盘式单面平面磨床首次软磨一个平面，然后再通过卧式双端面磨床上软磨平面至2.2±0.02mm，先将未车平面的面向上磨去毛刺、磨去平行差，使切割后的半成品达到无毛刺、平行差小且厚度在一个尺寸范围，后通过双端面磨床磨至要求尺寸，既保证质量又提高效率。

4.校正

按内外径大小选用校正工装，将软磨后的半成品套在工装上加压锁紧，以减小翘曲变形，在热处理加热前校正，利用淬火加热高温使校正后的工件定型，能够有效控制平面翘曲。

5.热处理

将锁紧在工装内的半成品，置于箱式炉内进行加热后淬火，然后手工锁紧后回火，淬火加热时热变形受到工装的限制得以控制；随工装整体垂直淬火，产品整个平面同时冷却较网带式连续炉淬火1个点先冷却的方法，变形小；因为热胀冷缩，工装有可能松动，所以回火前再锁紧一次，保证回火质量。

6.磨外圆

将热处理后的半成品按装在磨外径工装内，在M1083外圆磨加工，将120片半成品置于工装内，一次装夹，完成加工，效率高，质量保证。

7.初磨两平面

在卧式双端面磨床上初磨两平面至2.1±0.02mm，双端面磨床加工速度快，效率高，质量保证。

8.磨内圆

利用磨内径工装，在MZ204A内径磨床上加工，10多片半成品安装在磨内径工装内一次装夹完成加工，效率高，精度达标。

9.硬倒角

在专用的薄片大圆环倒角机上加工，两个面的内外径倒角一次完成，倒角大小一致，效率高，

10.精磨两平面

在立式双端面上完成精磨，尺寸控制在立式双端面磨床加工薄片大圆环产品厚度控制好，能修正一部分的翘曲。

11.精研两平面

产品通过精研后厚度粗糙度达0.2mm，平面度达0.01mm，平行差小于0.01mm，达到图纸的设计要求，并有储备。

12.清洗

采用清水+亚纳为清洗液在清洗烘干机上完成。技术特点：清洗液的PH值为0.8～0.85，产品清洗后有防锈作用；清洗后即烘干，便于检验和存放。

13.检验

根据产品要求进行全尺寸检验。

14.清洗、防锈、包装、入库

经成品检验合格的产品，先清洗干净，后防锈处理，再用防潮纸包装，装箱后入库。

Claims (8)

1.一种止动环的加工方法，其特征在于，所述止动环的加工方法包括如下步骤：

1)切割：以GCr15轴承钢钢管为原材料，所述钢管内外径为止动环毛坯的内外径尺寸，车加工一平面，内外径去毛刺，然后采用割刀切出所需厚度的止动环坯料

2)倒角：采用夹内径的装夹方式固定切割品进行倒角，去掉步骤1)断料时产生的毛刺；

3)软磨两平面：通过对两面软磨使两端面达到无毛刺、平行差和厚度达到偏差要求，获得半成品；

4)校正：按内外径尺寸要求选用校正工装，将步骤3)的半成品套在工装上加压锁紧；

5)热处理：将步骤4)锁紧的半成品先淬火，然后回火，所述淬火在箱式炉内进行，在淬火后，再次对半成品进行锁紧，然后再回火；

6)磨外径：用外圆磨床加工热处理后的半成品外径；

7)初磨两平面：采用双端面磨床同时加工两平面；

8)磨内径：用内径磨床加工步骤7)后的半成品内径；

9)硬倒角：对两平面内径外径进行倒角；

10)精磨两平面：采用双端面磨床同时加工两平面；

11)清洗、检验、再清洗、包装和入库。

2.根据权利要求1所述止动环的加工方法，其特征在于，所述钢管经过了球化退火，退火硬度为180～190HB。

3.根据权利要求1所述止动环的加工方法，其特征在于，所述步骤3)中，首先采用转盘式单面平面磨床对未车平面软磨去毛刺和平行差，然后再通过卧式双端面磨床进行双面软磨。

4.根据权利要求1所述止动环的加工方法，其特征在于，所述步骤6)，采用M1083外圆磨床，一次装夹120片半成品，所述步骤8)，采用MZ204A内径磨床，一次装夹10-20片半成品。

5.根据权利要求1所述止动环的加工方法，其特征在于，所述步骤7)采用卧式双端面磨床，所述步骤10)采用立式双端面磨床。

6.根据权利要求1所述止动环的加工方法，其特征在于，所述步骤1)切割止动环坯料为2.5mm，所述步骤3)磨至厚度为2.2±0.02mm，所述步骤7)磨至厚度为2.1±0.02mm。

7.根据权利要求6所述止动环的加工方法，其特征在于，根据设计要求，所述步骤10)精磨后，厚度预留0.02～0.03mm的余量，再通过精研两平面，使其达到设计要求。

8.根据权利要求1所述止动环的加工方法，其特征在于，所述步骤11)中，清洗具体为采用亚纳水溶液作为清洗液，在清洗烘干机上进行，所属清洗液的pH值为0.8～0.85。