CN108317250A - 一种缸体及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体机械缸体加工技术领域，公开了一种缸体及其加工方法，该缸体包括缸体本体，所述缸体本体上设置有若干个缸孔，所述缸体本体在紧固状态时，所述缸孔呈圆形，所述缸体本体在未紧固状态时，所述缸孔呈非圆形。本发明还提供了一种缸体加工方法，该缸体加工方法包括在所述缸体本体的两端施加预设压力；加工所述缸体本体上的所述缸孔；撤掉所述缸体本体的两端施加的预设压力。本发明解决了现有技术中缸体在装配后，因缸体本体的变形，导致在缸体本体内的活塞运动不顺畅的问题，同时，也解决了现有技术中的因防止缸体变形而产生材料浪费，从而导致生产成本高的问题。

Description

一种缸体及其加工方法

技术领域

本发明涉及流体机械缸体加工技术领域，尤其涉及一种缸体及其加工方法。

背景技术

流体机械出于密封性的要求，在其装配时，需要在各缸体上设置若干个螺栓拧紧，为了使离螺栓较远的位置的缸体之间能够良好的密封，螺栓拧紧后，缸体会受到相邻缸体的挤压力，导致缸体产生挤压变形。此时，螺栓也会产生拉伸变形，将螺栓拧紧后，虽然实现了各缸体之间的密封，但当缸体发生变形时，作为缸体中配合精度要求极高的缸孔等部位，随缸体发生变形，会导致活塞在缸孔内运动出现卡滞问题。

为了解决缸体变形问题，现有技术中提及一种缸体，应用于活塞式压缩机。如图1所示，气缸体1’的周向分布有多个缸孔11’，活塞在缸孔11’内往复运动。在相邻的两个缸孔之间，设置径向延伸的第一槽12’和第二槽13’。因螺栓的位置更靠近第一槽12’和第二槽13’，所以当缸体发生变形时，第一槽12’和第二槽13’可以吸收气缸体1’的变形量，不会引起缸孔11’的变形。

气缸体1’在使用时，被压入并插入到壳体内，防止气缸体1’出现整体的周向变形。气缸体1’由于压入的反作用力而变形，从而其直径减小，第一槽12’和第二槽13’设置在气缸体1’的两个端面上，第一槽12’和第二槽13’起到防止气缸体1’两端面的圆形变形的作用。

现有技术中解决螺栓拧紧导致缸体变形的方法，需要将气缸体1’压入并插入壳体内才能使用，气缸体1’不能单独使用，使活塞缸的材料的使用量增加，从而增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缸体及其加工方法，用于解决现有技术中缸体在装配后，因缸体本体变形，导致在缸体本体内的活塞运动不顺畅的问题，同时，也解决了现有技术中因防止缸体变形而产生材料浪费，生产成本高的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种缸体，包括缸体本体，所述缸体本体上设置有若干个缸孔，所述缸体本体在紧固状态时，所述缸孔呈圆形；所述缸体本体在未紧固状态时，所述缸孔呈非圆形。

优选地，所述缸体本体在未紧固状态下，所述缸孔呈椭圆形，所述缸孔的短轴在所述缸体本体的径向轴线上。

优选地，相邻两个所述缸孔之间设置有第一螺栓孔，所述椭圆形的长轴与所述短轴垂直设置。

本发明还提供一种缸体加工方法，用于加工所述缸体，包括：

在所述缸体本体的两端施加预设压力；

加工所述缸体本体上的所述缸孔；

撤掉所述缸体本体的两端施加的预设压力。

优选地，所述在所述缸体本体的两端施加预设压力包括，将所述缸体本体紧固在第一辅助垫板和第二辅助垫板之间。

优选地，所述在所述缸体本体的两端施加预设压力还包括，将螺栓穿设于所述缸体本体上设置的第一螺栓孔、所述第一辅助垫板上设置的第二螺栓孔和所述第二辅助垫板上设置的第三螺栓孔，将所述缸体本体紧固在第一辅助垫板和第一辅助垫板之间。

优选地，所述第一辅助垫板和所述缸体本体之间的夹紧力，以及所述第二辅助垫板与所述缸体本体之间的夹紧力等于所述缸体本体装配后所述缸体本体的两端所受的夹紧力。

优选地，所述加工所述缸体本体上的所述缸孔包括，将刀具伸入所述第一辅助垫板和所述第二辅助垫板上的进刀孔内加工所述缸孔。

优选地，在加工所述缸体本体上的所述缸孔之前，通过夹具夹紧所述缸体本体的外周。

优选地，加工完成后，将所述缸体本体从所述夹具上取下；拧松所述螺栓，取下所述第一辅助垫板和所述第二辅助垫板。

本发明的有益效果：

1、通过在缸体本体上加工椭圆形的孔，在缸体本体进行装配过程中，缸体本体的两端受到挤压力的作用，会产生一定的变形，此变形抵消了缸孔不是完全的圆孔的变形量，在缸体本体装配后，使缸孔能够成圆孔，使活塞在运动过程中，能够顺畅滑动。

2、在对缸体本体的缸孔加工时，通过对缸体本体上的两端设置第一辅助垫板和第二辅助垫板，使上述三者紧固连接，在缸体本体上施加的夹紧力和缸体本体在实际装配中受到的夹紧力基本相等，相当于在加工缸孔时，模拟了实际的缸体本体的装配状态，缸孔会产生弹性变形量，在变形状态下加工缸孔，加工完成后，撤去第一辅助垫板和第二辅助垫板，可得到未装配条件下的缸体本体，缸体本体的缸孔呈椭圆形。当再次装配后，缸体本体的两端受到的挤压产生的弹性变形量和加工缸孔时基本相同，此时，缸孔正好处于正圆形状态，活塞在缸孔内可以顺畅运动，此加工方法简单，加工成本低，易操作，且易实现。

附图说明

图1是现有技术中的缸体结构示意图；

图2是本发明的往复运动活塞式压缩机的结构示意图；

图3是本发明的前缸体在加工气缸孔时的结构示意图；

图4是本发明的前缸体、第一辅助垫板、第二辅助垫板和螺栓的爆炸图；

图5是本发明的前缸体、后缸体与螺栓装配后的局部结构变形示意图；

图6是本发明的前缸体在加工完成后，未装配状态下和装配后的对比结构示意图。

图中：

1’、气缸体；11’、缸孔；12’、第一槽；13’、第二槽；

1、驱动轴；14、前盖、15、后盖；16、螺栓；17、活塞；18、第一螺栓孔；

2、前缸体；

3、后缸体；30、气缸孔；40、曲轴腔；

5、斜盘；50、夹具；

60、刀具；61、前推力轴承；62、后推力轴承；

7、第一辅助垫板；70、进刀孔；71、第二螺栓孔；

8、第二辅助垫板；81、第三螺栓孔；

9、加工定位部件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例中提供了一种缸体，上述缸体多应用于流体机械中，流体机械是以流体为工作介质来转换能量的机械。流体机械一般采用紧固件将缸体充分拧紧，进而挤压缸体端面所设的密封件，从而获得可靠密封。通常包括水轮机、汽轮机、燃气轮机、膨胀机、风力机、泵、通风机、压缩机、液力耦合器、液力变矩器、风动工具、气动马达和液压马达等。

如图2和图3所示，本实施例中提供一种缸体，该缸体包括缸体本体，缸体本体上设置有若干个缸孔，缸体本体在紧固状态下，缸孔呈圆形；缸体本体在未紧固状态下，缸孔呈非圆形，上述缸孔的形状可以为椭圆形，在实际的加工过程中，缸孔大致近似圆形，且因受到螺栓位置和拧紧力的影响，缸孔的形状在加工完成后，在为紧固状态下，一般缸孔的轴向尺寸大于径向尺寸。相邻两个缸孔之间设置有第一螺栓孔18，缸孔的孔壁向靠近第一螺栓孔18的方向扩张变形，缸孔的长轴靠近第一螺栓孔18。第一螺栓孔18设置在两个缸孔之间，是为了满足缸体日益要求小型化的要求，使整体结构体积更小。优选地，缸体在未紧固状态下，缸孔呈椭圆形，且缸孔的短轴在缸体本体的径向轴线上。

如图3-6所示，本实施例中还提供了一种加工方法，用于加工上述缸体，包括如下步骤，在缸体本体的两端施加预设压力，加工缸体本体上的缸孔；撤掉缸体上两端施加的压力。

具体的，在缸体本体的两端施加预设压力包括，将缸体本体紧固在第一辅助垫板7和第二辅助垫板8之间，缸体本体的两端面分别与第一辅助垫板7和第二辅助垫板8接触，通过第一辅助垫板7和第二辅助垫板8将缸体本体夹设在两者之间。具体地，因缸体本体上设置有第一螺栓孔18，第一辅助垫板7设置有第二螺栓孔71，第二辅助垫板8上设置有第三螺栓孔81，通过螺栓16穿入第一螺栓孔18、第二螺栓孔71和第三螺栓孔81内，从而将缸体本体紧固在第一辅助垫板7和第二辅助垫板8之间。同时，通过螺栓16的紧固，使第一辅助垫板7、第二辅助垫板8分别与缸体本体之间的夹紧力等于缸体本体装配后缸体本体两端受到的夹紧力。

接下来，再通过夹具50夹紧缸体本体的外周，将缸体本体和第一辅助垫板7和第二辅助垫板8作为一个整体夹紧固定在机床上。第一辅助垫板7和第二辅助垫板8上设置有进刀孔70，或者在第一辅助垫板7上设置进刀孔70，均可以通过刀具60伸入进刀孔70内加工缸体本体上的缸孔。

上述进刀孔70为通孔，加工完成后，将缸体本体从夹具50上取下，之后将螺栓16拧松，取走第一辅助垫板7和第二辅助垫板8，缸体本体即恢复未装配时的状态。

活塞式流体机械是实现流体变容运动或者传送的主要类型，一般设有多个气缸孔30。本实施例中以往复运动活塞式压缩机为例说明结构和方法。

本实施例中提及的上述缸孔即为气缸孔30。如图2所示，往复运动活塞式压缩机具有一对前缸体2和后缸体3，螺栓16将前缸体2和后缸体3并紧，形成曲轴腔40。驱动轴1上贯穿斜盘5、前推力轴承61、后推力轴承62，上述前推力轴承61和后推力轴承62的两端分别由前缸体2和后缸体3支撑。沿缸体周向分布的若干螺栓16的螺杆依次穿过前盖14、前缸体2、后缸体3之后与后盖15螺纹连接，从而将前缸体2、后缸体3、前盖14、后盖15这些零件装配在一起。

为了满足缸体装配后的密封效果的需求，如图4所示，本实施例中设置的螺栓16数量与气缸孔30的数量相同，各螺栓16在周向均布，每相邻两个气缸孔30之间设置有一个螺栓孔18。如图2所示，驱动轴1带动斜盘5作旋转运动时，斜盘5上的多个活塞17作往复运动，将制冷剂吸入气缸孔30，压缩后排出气缸孔30。

如图3和图4所示，图4中的工装即为第一辅助垫板7和第二辅助垫板8。优选地，装在前缸体2的两个端面的第一辅助垫板7和第二辅助垫板8的外周形状和直径尺寸与前缸体2的直径尺寸基本相同，且上述第一辅助垫板7上具有与前缸体2的第一螺栓孔18位置相对应的若干第二螺栓孔71，第二辅助垫板8上设置有与前缸体2的第一螺栓孔18位置相对应的第二螺栓孔18。通过上述第一辅助垫板7和第二辅助垫板8对前缸体2进行夹紧后，进行加工，此种借助工装对前缸体2加工的方式，加工简单，成本低，且易操作，将前缸体2在实际装配过程中受到的拧紧力产生的变形，转换为通过测量前缸体2在实际装配中受到的压力，即可以有效地控制前缸体2的缸孔的变形，此方法简单，可靠，且大大地降低了生产成本和人工劳动强度。

同时，为了留出走刀空间，优选地，在第一辅助垫板7和第二辅助垫板8上设置有与气缸孔30位置相对应的进刀孔70，本实施例中进刀孔70为圆形的通孔，上述通孔的直径大于气缸孔30，原因第一辅助垫板7和第二辅助垫板8对前缸体2夹紧后，作为一个整体固定在机床的夹具50上，机床的刀具60能够伸入和退出上述第一辅助垫板7的通孔内，加工前缸体2的气缸孔30。

通过螺栓16固定，使第一辅助垫板7和第二辅助垫板8的端面将前缸体2的两个端面压紧。加工前，第一螺栓孔18、第二螺栓孔71和第三螺栓孔81内插装螺栓16，同时贯穿了前缸体2、第一辅助垫板7和第二辅助垫板8，拧紧螺栓16后，使上述整体结构通过机床上的夹具50固定在加工定位部件9上，将螺栓16对前缸体2的夹紧力设置成等于前缸体2装配后的夹紧力或者比较接近前缸体2装配的夹紧力也可以。

采用夹具50夹紧缸体外周后，开始对气缸孔30进行加工，接着机床开始进给刀具60，在前缸体2上加工出圆形的气缸孔30。刀具60可采用镗刀或者铰刀。经分析，在螺栓16拧紧前后，螺栓16和前缸体2分别发生轴向拉伸和压缩的变化，导致的这两个零件材料组织上的形变，如图5所示，其中，虚线代表螺栓16拧紧前的状态，实线代表螺栓16拧紧后的状态。在完成粗加工和精加工工序后，撤去第一辅助垫板7、第二辅助垫板8和夹具50，取出前缸体2。

如图6所示，加工完成的前缸体2，在自然状态下，前缸体2的气缸孔30向外扩张，即气缸孔30的孔壁向靠近螺栓孔18的方向扩张产生变形，呈周向尺寸a大于径向尺寸b的不规整的圆，如图6中虚线所示。而在对前缸体2进行装配后，前缸体2会再次处于夹紧状态下，包括加工时，均会产生弹性变形，使因前缸体2受到夹紧产生的弹性变形与自由状态下气缸孔30的变形量抵消，使气缸孔30在受到夹紧力的作用下呈圆形，如图6中的实线所示，避免活塞17在气缸孔30内往复运动时出现卡滞，不顺畅的问题。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缸体，包括缸体本体，所述缸体本体上设置有若干个缸孔，其特征在于，所述缸体本体在紧固状态时，所述缸孔呈圆形；所述缸体本体在未紧固状态时，所述缸孔呈非圆形。

2.根据权利要求1所述的缸体，其特征在于，所述缸体本体在未紧固状态下，所述缸孔呈椭圆形，所述缸孔的短轴在所述缸体本体的径向轴线上。

3.根据权利要求2所述的缸体，其特征在于，相邻两个所述缸孔之间设置有第一螺栓孔，所述椭圆形的长轴与所述短轴垂直设置。

4.一种缸体加工方法，用于加工权利要求1-3中任一项所述的缸体，其特征在于，包括：

在所述缸体本体的两端施加预设压力；

加工所述缸体本体上的所述缸孔；

撤掉所述缸体本体的两端施加的预设压力。

5.根据权利要求4所述的缸体加工方法，其特征在于，所述在所述缸体本体的两端施加预设压力包括，将所述缸体本体紧固在第一辅助垫板和第二辅助垫板之间。

6.根据权利要求5所述的缸体加工方法，其特征在于，所述在所述缸体本体的两端施加预设压力还包括，将螺栓穿设于所述缸体本体上设置的第一螺栓孔、所述第一辅助垫板上设置的第二螺栓孔和所述第二辅助垫板上设置的第三螺栓孔，将所述缸体本体紧固在第一辅助垫板和第一辅助垫板之间。

7.根据权利要求6所述的缸体加工方法，其特征在于，所述第一辅助垫板和所述缸体本体之间的夹紧力，以及所述第二辅助垫板与所述缸体本体之间的夹紧力等于所述缸体本体装配后所述缸体本体的两端所受的夹紧力。

8.根据权利要求7所述的缸体加工方法，其特征在于，所述加工所述缸体本体上的所述缸孔包括，将刀具伸入所述第一辅助垫板和所述第二辅助垫板上的进刀孔内加工所述缸孔。

9.根据权利要求8所述的缸体加工方法，其特征在于，在加工所述缸体本体上的所述缸孔之前，通过夹具夹紧所述缸体本体的外周。

10.根据权利要求9所述的缸体加工方法，其特征在于，加工完成后，将所述缸体本体从所述夹具上取下；拧松所述螺栓，取下所述第一辅助垫板和所述第二辅助垫板。