CN108723722A - 一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，属于液体变容式机械技术领域。它解决了现有的曲轴坯件在冷镦成型过程中容易弯曲变形的问题。本旋转式压缩机曲轴坯件制造方法是按下述顺序步骤进行的：第一步：不分先后顺序地制造长轴部件和短轴与偏心轴部件；将圆形钢棒截成长轴部件，以及将钢棒坯料冷挤压成型为短轴与偏心轴部件，短轴与偏心轴部件具有短轴部分、偏心曲轴部分和长轴连接部分，偏心曲轴部分位于短轴部分和长轴连接部分之间，长轴连接部分和短轴部分同轴心设置；第二步：将长轴部件和长轴连接部分同轴心设置且长轴部件和长轴连接部分通过焊接固连。

Description

一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法

技术领域

本发明属于液体变容式机械技术领域，涉及一种旋转式压缩机，特别是一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法。

背景技术

旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩。旋转式压缩机更适合于小型空调器，特别是在家用空调器上的应用更为广泛。

曲轴是旋转式压缩机的核心部件之一，关于曲轴的制作方法相关文献较多，如密闭往复式压缩机曲轴的制造方法（公开号CN1470772A），该曲轴的主轴部分和偏心设置的曲柄部分通过铜焊方式固连在一起。空调压缩机球铁曲轴制备方法（公开号CN1455121A），该曲轴通过铸造成型。旋转式压缩机的曲轴制作方法（公开号CN1896555A），在圆管上锻造出偏心曲柄部，再对偏心曲柄局进行机加工成型。空调压缩机曲轴的制造方法（申请公布号CN106141052A），将一根钢棒的局部逐步镦粗且成型出偏心曲柄。

随着人们不断注重环保性，低氟、无氟冷媒在压缩机和制冷产品中应用越来越多，如采用R134a、R407cr、R410A等冷媒的压缩机不断推出，其工作压力比采用R22冷媒的压缩机要提高60%，由原来16kg/cm²，提高到26～28kg/cm²。同时变频压缩机的转速相对于定频压缩机的转速更高，对曲轴的耐磨性、耐疲劳性和使用寿命技术要求也更高。

一种二氧化碳热泵热水器压缩机能在-20℃～25℃环境下工作，并能提供超过60℃～85℃以上热水，其吸入压力高达3.5 Mpa～4Mpa，出口压力超过8Mpa～12Mpa，其压力是传统冷媒压力的5～10倍。对曲轴的强度、耐磨性、耐疲劳性提出更高的技术要求。

现有常规的球墨铸铁曲轴已经无法满足技术要求。采用冷镦方法制造曲轴存在着在冷镦成型过程中曲轴容易弯曲变形，换言之存在着成品合格率低，严重浪费材料等问题。

发明内容

本发明提出了一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，本发明要解决的技术问题是如何提出另一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种旋转式压缩机曲轴坯件包括长轴部分、短轴部分和偏心曲轴部分，长轴部分和短轴部分同轴心设置，偏心曲轴部分位于长轴部分和短轴部分之间，偏心曲轴部分与长轴部分之间具有偏心距；一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法是按下述顺序步骤进行的：

第一步：不分先后顺序地制造长轴部件和短轴与偏心轴部件；

长轴部件制造顺序步骤为先选择直径与长轴部分直径相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上截取设计长度，由此得到长轴部件；

短轴与偏心轴部件制造顺序步骤为先选择直径大于长轴部分直径且小于偏心曲轴部分直径的圆形钢棒；再在圆形钢棒上截取钢棒坯料，钢棒坯料的体积大于短轴部分体积与偏心曲轴部分体积之和；最后将钢棒坯料冷挤压成型为短轴与偏心轴部件，短轴与偏心轴部件具有短轴部分、偏心曲轴部分和长轴连接部分，偏心曲轴部分位于短轴部分和长轴连接部分之间，长轴连接部分和短轴部分同轴心设置；

第二步：将长轴部件和长轴连接部分同轴心设置且长轴部件和长轴连接部分通过焊接固连。

与现有技术相比，采用本旋转式压缩机曲轴坯件制造方法生产旋转式压缩机曲轴坯件过程中，短轴与偏心轴部件通过冷挤压成型，因而能提高偏心曲轴部分的强度，保证旋转式压缩机曲轴的强度、耐磨性、耐疲劳性符合技术要求。同时由于长轴部件直接由棒材裁剪得到，因而具有配件加工精度高，余量少的优点，即具有节约原材料的优点。

本旋转式压缩机曲轴坯件制造方法采用的冷挤压技术和焊接技术，均具有技术成熟且设备易采购的特点，因而既能降低生产成本，又能保证生产效率和产品合格率。两个部件之间采用焊接固连，相对于现有的冷镦成型具有弯曲变形量小且易控制的优点，由此有效地保证了产品合格率。概括来说，采用本旋转式压缩机曲轴坯件制造方法生产旋转式压缩机曲轴坯件具有制造成本低，产品合格率高和生产效率高等优点。

附图说明

图1是旋转式压缩机曲轴坯件的立体结构示意图。

图2是旋转式压缩机曲轴坯件的俯视结构示意图。

图3是钢棒坯料的立体结构示意图。

图4是钢棒坯料的俯视结构示意图。

图5是短轴与偏心轴部件的立体结构示意图。

图6是长轴部件的立体结构示意图。

图7是长轴部件和短轴与偏心轴部件焊接固连后主视结构示意图。

图中，1、旋转式压缩机曲轴坯件；1a、长轴部分；1b、短轴部分；1c、偏心曲轴部分；1d、圆锥面；2、钢棒坯料；3、短轴与偏心轴部件；3a、长轴连接部分；4、长轴部件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，旋转式压缩机曲轴坯件1包括长轴部分1a、短轴部分1b和偏心曲轴部分1c，长轴部分1a和短轴部分1b直径相同，长轴部分1a和短轴部分1b同轴心设置，长轴部分1a的端部具有圆锥面1d；偏心曲轴部分1c位于长轴部分1a和短轴部分1b之间，偏心曲轴部分1c与长轴部分1a之间具有偏心距e。

一种旋转式压缩机曲轴坯件1制造方法是按下述顺序步骤进行的：第一步：不分先后顺序地制造长轴部件4和短轴与偏心轴部件3；第二步：将长轴部件4和短轴与偏心轴部件3焊接固定在一起。

长轴部件4制造顺序步骤依次为先选择直径与长轴部分1a直径R1相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上截取设计长度，由此得到长轴部件4；设计长度仅略小于旋转式压缩机曲轴坯件1中长轴部分1a整体长度，如旋转式压缩机曲轴坯件1中长轴部分1a整体长度为70mm，那么设计长度为67mm～68.5mm。

短轴与偏心轴部件3制造顺序步骤依次为先选择直径大于长轴部分1a直径R1且小于偏心曲轴部分1c直径R2的圆形钢棒；作为优选，圆形钢棒直径R3大于或等于长轴部分1a直径R1与偏心距e之和。再在圆形钢棒上截取钢棒坯料2，钢棒坯料2的体积大于短轴部分1b体积与偏心曲轴部分1c体积之和；最后将钢棒坯料2冷挤压成型为短轴与偏心轴部件3，短轴与偏心轴部件3具有短轴部分1b、偏心曲轴部分1c和长轴连接部分3a，偏心曲轴部分1c位于短轴部分1b和长轴连接部分3a之间，长轴连接部分3a和短轴部分1b同轴心设置。长轴连接部分3a的直径和长轴部分1a直径R1相同，长轴连接部分3a的长度为3mm～4mm。由此可知，长轴部件4设计长度与长轴连接部分3a长度之和略大于长轴部分1a整体长度，其多余长度用于摩擦焊接的溶焊余量。

圆形钢棒的钢材牌号为20Cr、15Cr、15、20或45。

第二步：将长轴部件4和长轴连接部分3a同轴心设置且长轴部件4和长轴连接部分3a通过摩擦焊接固连；由此形成旋转式压缩机曲轴坯件1。具体来说，将长轴部件4放入摩擦焊接机主轴内孔的弹簧夹头内，短轴与偏心轴部件3装在拖板的夹具上；长轴部件4高速旋转后，拖板带动短轴与偏心轴部件3向长轴部件4方向移动，长轴连接部分3a的端面与长轴部件4的端面摩擦产生高温。当摩擦焊接机电机电流出现明显向下拐点时，拖板向长轴部件4方向顶镦、主轴急停、夹具松开、拖板快速向右移动。

若需将旋转式压缩机曲轴坯件1加工成如图1，则可车去焊渣以及在长轴部件4的端部车出圆锥面1d。

最后，对旋转式压缩机曲轴坯件1进行正火处理，使旋转式压缩机曲轴坯件1各个部分的组织和性能一致。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：将长轴部件4和长轴连接部分3a同轴心设置且长轴部件4和长轴连接部分3a通过电弧焊接固连；具体来说，在长轴部件4制造顺序步骤还需在长轴部件4的一端棱角处车出倒角。在短轴与偏心轴部件3制造的冷挤压成型工序中同时成型出倒角，倒角位于长轴连接部分3a的棱角处。长轴部件4设计长度与长轴连接部分3a长度之和等于长轴部分1a整体长度。长轴部件4上的倒角和长轴连接部分3a上的倒角正对，形成焊接缝；在焊接缝处进行电弧焊接，有效地提高了焊接强度。

Claims (9)

1.一种旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，旋转式压缩机曲轴坯件（1）包括长轴部分（1a）、短轴部分（1b）和偏心曲轴部分（1c），其特征在于，旋转式压缩机曲轴坯件（1）制造方法是按下述顺序步骤进行的：

第一步：不分先后顺序地制造长轴部件（4）和短轴与偏心轴部件（3）；

长轴部件（4）制造顺序步骤为先选择直径与长轴部分（1a）直径相同的圆形钢棒，再在圆形钢棒上截取设计长度，由此得到长轴部件（4）；

短轴与偏心轴部件（3）制造顺序步骤为先选择直径大于长轴部分（1a）直径且小于偏心曲轴部分（1c）直径的圆形钢棒；再在圆形钢棒上截取钢棒坯料（2），钢棒坯料（2）的体积大于短轴部分（1b）体积与偏心曲轴部分（1c）体积之和；最后将钢棒坯料（2）冷挤压成型为短轴与偏心轴部件（3），短轴与偏心轴部件（3）具有短轴部分（1b）、偏心曲轴部分（1c）和长轴连接部分（3a），偏心曲轴部分（1c）位于短轴部分（1b）和长轴连接部分（3a）之间，长轴连接部分（3a）和短轴部分（1b）同轴心设置；

第二步：将长轴部件（4）和长轴连接部分（3a）同轴心设置且长轴部件（4）和长轴连接部分（3a）通过焊接固连。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴部分（1a）和短轴部分（1b）同轴心设置，偏心曲轴部分（1c）位于长轴部分（1a）和短轴部分（1b）之间，偏心曲轴部分（1c）与长轴部分（1a）之间具有偏心距e；制造短轴与偏心轴部件（3）选用的圆形钢棒直径R3大于或等于长轴部分（1a）直径R1与偏心距e之和。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴连接部分（3a）的长度为3mm～4mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴部件（4）和长轴连接部分（3a）通过摩擦焊接固连。

5.根据权利要求4所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴部件（4）的设计长度与长轴连接部分（3a）长度之和比旋转式压缩机曲轴坯件（1）中长轴部分（1a）整体长度大1mm～1.5mm。

6.根据权利要求1或2或3所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴部件（4）和长轴连接部分（3a）通过电弧焊接固连。

7.根据权利要求6所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴部件（4）制造顺序步骤还包括在长轴部件（4）的一端棱角处车出倒角；所述短轴与偏心轴部件（3）制造的冷挤压成型工序中成型出倒角，倒角位于长轴连接部分（3a）的棱角处；长轴部件（4）上的倒角和长轴连接部分（3a）上的倒角正对形成焊接缝；在焊接缝处进行电弧焊接。

8.根据权利要求6所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，所述长轴部件（4）设计长度与长轴连接部分（3a）长度之和等于旋转式压缩机曲轴坯件（1）中长轴部分（1a）整体长度。

9.根据权利要求1或2或3所述的旋转式压缩机曲轴坯件制造方法，其特征在于，旋转式压缩机曲轴坯件制造方法还包括对旋转式压缩机曲轴坯件（1）进行正火处理，该步骤在第二步骤之后进行。