CN111421299A - 一种定珠圈的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车空调压缩机零件技术领域，具体涉及一种定珠圈的加工方法。所述方法包括如下步骤：首先冲制出锥孔的底孔、定珠圈内、外径、锥孔锥角和位置孔及其倒角，接着先进行热处理整形，然后加工定位孔、车定珠圈内、外径及加工正反两平面，最后铰底孔并镗铣锥面。以冲模冲制锥孔和位置孔，不仅提高了效率、提升质量，还降低了生产成本；以定位孔定位的精车定珠圈内、外径，解决了定珠圈内外径相对定位使16锥孔的锥面相对定位孔中心的位置度得以掌控孔中心的同轴度不稳定的困惑；最后通过铰底孔并镗铣锥面。本发明提供的加工方法提高了加工效率，解决了原工艺存在的的问题，满足了产品的要求，并且降低了生产成本。

Description

一种定珠圈的加工方法

技术领域

本发明属于汽车空调压缩机零件技术领域，具体涉及一种定珠圈的加工方法。

背景技术

为了提升汽车空调压缩机整机质量，以适应市场的需求和激烈的行业竞争，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。定珠圈包括前定珠圈和后定珠圈，其主体为一圆环型薄片产品，圆环上包含了16个锥孔、若干定位孔和一个位置孔。

中国专利CN101695805A中公开了一种定珠圈加工方法，包括如下步骤：裁料；用冲孔模冲制16锥孔的底孔；用冲径模冲定珠圈内外径，加工前、后定珠圈分别使用不同尺寸的模具；软磨定珠圈正反两个平面；用定位孔钻模钻两定位孔兼倒角；预铣16孔锥面；软磨定珠圈正反平面；车定珠圈内径及外径兼倒角；加工位置孔兼倒角，加工前定珠圈用钻模钻圆形位置孔兼倒角，加工后定珠圈用铣模铣半圆形位置孔兼倒角；连续炉淬火，箱式炉回火；硬磨定珠圈正反两个平面；借助于底孔铰模和铰刀将16底孔直径精加工至所需要求；用定位孔铰模铰两定位孔；用靠模对16锥孔基准面倒角；精磨定珠圈正反两个平面；镗铣16孔锥面。

先前的加工方法存在通过铣模铣出锥孔锥面和位置孔效率低，精度差，加工定珠圈内外径相对定位孔中心的同轴度问题，已无法满足的产品要求。通过多年的摸索、修改、创新，新的定珠圈的加工流程解决了积压多年的问题，提高了产品的质量的稳定性，同时也赢得客户肯定。

发明内容

本发明提供了一种定珠圈的加工方法，用以解决目前加工方法中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述定珠圈的加工方法，其包括如下步骤：首先冲制出锥孔的底孔、定珠圈内、外径、锥孔锥角和位置孔及其倒角，接着先进行热处理整形，然后加工定位孔、车定珠圈内、外径及加工正反两平面，最后铰底孔并镗铣锥面。以冲模冲制锥孔和位置孔，不仅提高了效率、提升质量，还降低了生产成本；以定位孔定位的精车定珠圈内、外径，解决了定珠圈内外径相对定位使16锥孔的锥面相对定位孔中心的位置度得以掌控孔中心的同轴度不稳定的困惑；最后通过铰底孔并镗铣锥面。

可选地，具体包括如下步骤：剪料；用冲孔模冲制16个锥孔的底孔；用冲径模冲出定珠圈内、外径；软磨正反两平面；用预倒锥面冲模冲制16个锥孔的锥角；用冲孔模冲制位置孔及其倒角；清洗烘干后热处理兼整形；粗车定珠圈内、外径；硬磨正反两平面；用定位孔钻模和定位孔铰模，钻、铰制定位孔；定位孔基准面倒角；精铰定位孔；精车定珠圈内、外径；精磨平面并清洗烘干；铰底孔并镗铣锥面；终磨平面。

可选地，所述终磨平面后采用抛光粒子、抛光液在光饰机上将定珠圈进行光饰。一个光饰流程，完成了定珠圈内外径、16锥孔的底孔基准面、位置孔基准面、定位孔非基准面的0.2×45°倒角，减少工序流程、节约成本。

可选地，所述冲制锥孔的锥角过程为在冲床上安装调试冲模，加工件非基准面向上，锥孔深度控制在0.6～0.7。与16孔光亮带相衔接的平面为加工件基准面，基准面的反面为加工件非基准面。

可选地，所述冲制位置孔过程为在冲床上安装调试冲模，加工时非基准面向上。

可选地，所述热处理兼整形过程为将加工件叠放在淬火网带上进行淬火；淬火后1小时内将工件固定，然后进回火炉回火处理。

可选地，所述钻、铰制定位孔的过程为将加工件置于两工位立式钻铰专机的定位盘上，机床分别对加工件的底孔进行粗定、精定位还有硬定位，然后先钻孔，后铰孔；要求加工件的非基准面向上，控制两定位孔的中心径、定位孔的孔径和定位孔与底孔的角度差的精确度。

可选地，所述精车定珠圈内、外径的过程为以定位孔定位的精车工装固定在数控加床的车头主轴上，定位孔排列在工装的定位杆上并固定，一次装夹完成内、外径的加工。

可选地，所述铰底孔并镗铣锥面通过一次装夹，逐孔完成。

可选地，加工后定珠圈时，在精车定珠圈内、外径及精磨平面步骤之间增加后定珠圈基准面内径倒角和后定珠圈磨内径步骤。由于后定珠圈的内径基准面倒角大于非基准面、大于外径，因此需要增加上述工序。

本发明提供的技术方案与现有技术相比存在如下优点：

1.修改了预倒锥面和位置孔的加工方法，利用冲模在冲床上完成，不仅提高了效率、提升质量，还降低了生产成本；

2.设计制作以定位孔定位的精车定珠圈内、外径工装，解决了定珠圈内外径相对定位孔中心的同轴度不稳定的问题；

3.将铰底孔和镗铣锥面两个流程一次加工完成，彻底解决了锥孔位置度问题；

4.光饰流程，减少工序流程、节约成本。

总的来说，本发明提供的加工方法提高了加工效率，解决了原工艺存在的的问题，满足了产品的要求，并且降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明所述前定珠圈的结构示意图；

图2是实施例1中所述铰底孔兼镗铣锥面的刀具一具体实施方式的结构示意图；

图3是本发明所述后定珠圈的结构示意图。

图中所示：

1-主体、2-锥孔、3-定位孔、4-位置孔、10、刀架；11、第一凹坑；12、第二凹坑；21、第一成型刀；21a、第一刀尖；22、第二成型刀，22b、第二切削刃。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合实施例阐述所述定珠圈的加工方法，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。

实施例1前定珠圈的加工

如图1所述，前定珠圈包括圆环型薄片主体1，均布在圆环上的16个锥孔2，2个定位孔3和1个位置孔4，具体加工过程如下：

1.剪料

首先依据2倍冲制外径加适量的边缘余量为条形板材的宽，以10倍冲制外径加适量的边缘余量为条形板材的长，向钢材厂家订制一定厚度的40Cr条形板材，作为库存备用；然后按定珠圈冲制外径加边缘余量进行剪料，剪下的坯料可以加工2个定珠圈，一块条形板材加工10个定珠圈。技术要求：对剪床进行送料限位，保证每一块坯料同宽，坯料的四个角均呈90°.

2.冲16锥孔的底孔

在160T冲床上安装调试冲孔模后进行加工，冲制时坯料的毛边向上，一块坯料加工2件。技术要求：底孔均匀分布在同一中心圆上，底孔的直径差小于0.05毫米，平面度小于0.15毫米，正常情况下冲模的刃口每班修磨一次，当出现尺寸不稳定或刃口崩裂即时进行修磨或更换零部件。

3.冲内、外径

在160T冲床上安装调试冲径模后进行加工，冲制时冲孔坯料光亮带连接的面朝上。技术要求：内、外径相对16孔中心圆的同轴度小于0.3毫米，平面度小于0.12毫米，内、外径的尺寸控制在公差工带范围内。

4.软磨两平面

软磨两平面为了修正平面度、减少厚度余量、为后道工序的尺寸控制作准备，该流程分三次完成。第一次在卧式双面磨床上操作，主要目的是去毛刺，解决材料的厚度差，减少平面度和平行差，磨削量为单面0.02～0.03；第二次在卧式双面磨床上操作，主要目的是减少加工件的余量，减少平面度和平行差；第三次在立式双端面磨床上加工，立式双端面磨床虽然加工速度稍缓，但加工精度高于卧式双面磨床，本流程目的是控制余量至0.1(+0.05～+0.02)，降低平面度和平行差。

5.冲16锥孔的锥面

由于16个锥孔2是冲压成形，孔的断裂带端孔径尺寸大于光亮带端的尺寸，且不稳定，所以工序中设与锥孔2光亮带相衔接的平面为基准面，非基准面加工成锥面，为了便于认定基准面，在加工过程中增添预倒锥面工序。以往预倒锥面在台钻上加工完成，加工过程中不时会出现预倒锥面深浅不一致，深了在后序镗铣锥面中留有痕迹，只能报废，浅了起不到认基准的目的；预倒锥面工序还会出现锥面锯齿形的问题，影响镗铣锥面的质量。为了彻底解决预倒锥面的质量问题，修改为冲制锥孔2的预倒锥面。加工方法：在160T冲床上安装调试预倒锥面冲模，加工件非基准面向上，锥孔深度控制在0.6～0.7范围。

6.冲制位置孔4兼倒角

在40T冲床上安装调试冲模，加工时非基准面向上。采用的冲模和冲制过程可参考CN109226460A中公开信息。

7.清洗烘干

将加工件平铺在清洗烘干机的输送带上，采用PH值为8～8.5的清水+亚纳溶液清洗，100℃烘干。目的是清洗上游流程中残留的砂轮屑和铁屑、防锈、为下道流程做准备。

8.热处理兼整形

调整连续炉的各项参数，将加工件整齐叠放在淬火网带上进行淬火；淬火后1小时内完成平面整形并将整形后的加工件进回火炉回火处理。技术要求：淬火保证马氏体组织在2～4级，整形使工件的平面度小于0.08毫米，回火确保加工件硬度在HRC43～47。

9.粗车内、外径

内、外径尺寸控制在规定范围内，内、外径相对16个锥孔2中心圆的同轴度小于0.10毫米，配备同轴度检具和量具。

10.硬磨平面

硬磨两平面为了修正平面度、减少厚度余量、为后道工序的尺寸控制作准备，该流程分二次完成。第一次在卧式双面磨床上操作，主要目的是去除车加工产生的毛刺，修正热处理产生的翘曲变形减少平面度和平行差，余量控制在0.1±0.02范围；第二次在立式双端面磨床上加工，本流程目的是控制余量至0(+0.08～+0.06)，降低平面度和平行差。

11.钻、铰定位孔

加工件置于两工位立式钻铰专机的定位盘上，机床分别对工件的16个锥孔2的底孔进行粗定、精定位还有硬定位，然后先钻孔，后铰孔。技术要求：加工件的非基准面向上；控制两定位孔3的中心径、定位孔3的孔径和定位孔3与锥孔2的角度差在规定范围。

12.定位孔基准面倒角

在台钻上对定位孔3基准面进行倒角。技术要求：加工件的基准面向上；控制位孔基准面倒角在规定范围。

13.精铰定位孔

本流程主要目的是去除定位孔3倒角可能在孔内留有毛刺，是定位孔3的最终尺寸，加工时加工件置于两工位立式精铰机的定位盘上，机床分别对工件的锥孔2的底孔进行粗定、精定位加硬定位，然后进行铰孔。技术要求：加工件的非基准面向上；控制两定位孔3的中心径、定位孔3的孔径和定位孔3与锥孔2的角度差在规定范围，因为后序加工的部分工序是以定位孔定位，所以本流程的精度控制好，以保后序加工的质量。

14.精车内、外径

本流程是产品内、外径的最终尺寸，加工时以定位孔3定位的精车工装固定在数控加床的车头主轴上，一次装夹完成内、外径加工。技术要求：内、外径尺寸控制在规定范围内，内、外径相对两定位孔中心圆的同轴度小于0.10毫米。此流程解决了定珠圈内外径相对定位孔中心同轴度不稳定的困惑。

15.精磨平面

精车内、外径后在平面上留有的毛刺；控制厚度，为后序镗铣锥面深控制打基础；修正平面度和平行差。加工在立式双面磨床上进行。

16.清洗烘干

将加工件平铺在清洗烘干机的输送带上，采用PH值为8～8.5的清水+亚硝酸钠溶液清洗，100℃烘干。目的是清洗上游流程中残留的砂轮屑和铁屑、防锈、为下道流程作准备。

17.铰底孔+镗铣锥面

选用铰底孔+镗铣锥面的专用刀具在镗铣锥面专机上采用特别设计的铰底孔兼镗铣锥面的刀具完成。如图2所示，所述铰底孔兼镗铣锥面的刀具由刀架10和固定安装其上的第一成型刀21、第二成型刀22组成。所述刀架10整体呈柱状，所述刀架10的前端部(在图中为左侧)能够伸入定珠圈上的毛坯底孔，所述刀架10的前端部设置有第一凹坑11和第二凹坑12，且第一凹坑11位于第二凹坑12的前方；所述第一凹坑11内固定设置有第一成型刀21，所述第一成型刀21的一个第一刀尖21a径向伸出刀架10的直径之外，用于铰底孔，所述第一刀尖21a的顶点与刀架10的旋转轴心线之间的距离对应于底孔半径(优选为上限公差)；所述第二凹坑12内固定设置有第二成型刀22，所述第二成型刀22的一个第二切削刃22b径向伸出刀架10的直径之外，用于镗铣锥面，所述第二切削刃22b与刀架10的旋转轴心线之间的角度对应于锥面孔的锥度的一半(图2中的虚线显示了该锥面孔的锥面)。

首先加工件预倒锥面的面向上叠放在以定位孔定位的货架上，机械手将加工件的定位孔安置在模座的定位柱上，工件锁紧后，主轴旋转且向下运动，位于刀架前端的第一成型刀21首先完成铰底孔，随后第二成型刀22开始工作，当镗铣深度达到设定要求时完成该孔的加工，然后通过传感器、侍服电机、压紧块等装置工作，进入第二个孔的加工。技术要求：按要求控制底孔的直径、锥面的锥角、锥面深度、锥面粗糙度、锥面中心相对定位孔中心的位置度的精度。此流程彻底解决了底孔与锥面孔的同轴度问题；因为定位孔的精度提高，以定位孔定位加工锥面，其锥面中点相对定位孔中点的位置度的下降。

18.终磨平面

目的是去除铰底孔可能出现的毛刺、严格控制定珠圈的平面度、平行差和厚度，进行精度储备。加工在立式双面磨床上进行。多道工序精加工平面，提高了对平面的平面度、平行差和厚度的掌控，保证这三个技术参数在要求范围以内。

19.光饰

采用抛光粒子、抛光液在光饰机上将定珠圈进行光饰。目的是完成加工件内外径、16个锥孔2基准面、位置孔4基准面、定位孔3非基准面的0.2×45°倒角。

20.清洗烘干

将加工件平铺在清洗烘干机的输送带上，采用PH值为8～8.5的清水+亚钠溶液清洗，100℃烘干。目的是清洗光饰流程中残留的泥屑、防锈、为下道检验流程做准备。

21.成品检验

对锥面要求、外观进行100％的检验，其它技术参数、尺寸要求按抽样比例进行全尺寸检验。

22.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。

实施例2后定珠圈的加工

如图2所述，前定珠圈包括圆环型薄片主体1，均布在圆环上的16个锥孔2，4个定位孔30和1个缺口圆形位置孔4，由于后定珠圈的内径基准面倒角要大于非基准面、大于外径，其他倒角是在光饰步骤完成的，因此需要先对基准面内径进行一次倒角，与实施例前定珠圈的加工方法的区别主要在于，在步骤14之后插入如下两步：

1.后定珠圈基准面内径倒角

倒角在普通小车床采用外径夹紧装置装夹。

2.后定珠圈磨内径

磨内径工装安置在内圆磨床的主轴上，5片后定珠圈的定位孔套在工装的定位柱上定位，采用支外磨内的方式进行磨削。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种定珠圈的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：首先冲制出锥孔的底孔、定珠圈内、外径、锥孔锥角和位置孔及其倒角，接着先进行热处理整形，然后加工定位孔、车定珠圈内、外径及加工正反两平面，最后铰底孔并镗铣锥面。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，具体包括如下步骤：剪料；用冲孔模冲制16个锥孔的底孔；用冲径模冲出定珠圈内、外径；软磨正反两平面；用预倒锥面冲模冲制16个锥孔的锥角；用冲孔模冲制位置孔及其倒角；清洗烘干后热处理兼整形；粗车定珠圈内、外径；硬磨正反两平面；用定位孔钻模和定位孔铰模，钻、铰制定位孔；定位孔基准面倒角；精铰定位孔；精车定珠圈内、外径；精磨平面并清洗烘干；铰底孔并镗铣锥面；终磨平面。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述终磨平面后采用抛光粒子、抛光液在光饰机上将定珠圈进行光饰。

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述冲制锥孔的锥角过程为在冲床上安装调试冲模，加工件非基准面向上，锥孔深度控制在0.6～0.7。

5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述冲制位置孔过程为在冲床上安装调试冲模，加工时非基准面向上。

6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述热处理兼整形过程为将加工件叠放在淬火网带上进行淬火；淬火后将工件固定，然后进回火炉回火处理。

7.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述钻、铰制定位孔的过程为将加工件置于两工位立式钻铰专机的定位盘上，机床分别对加工件的底孔进行粗定、精定位还有硬定位，然后先钻孔，后铰孔；要求加工件的非基准面向上，控制两定位孔的中心径、定位孔的孔径和定位孔与底孔的角度差的精确度。

8.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述精车定珠圈内、外径的过程为以定位孔定位的精车工装固定在数控加床的车头主轴上，一次装夹完成内、外径的加工。

9.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述铰底孔并镗铣锥面通过一次装夹，逐孔完成。

10.根据权利要求2所述方法，其特征在于，加工后定珠圈时，在精车定珠圈内、外径及精磨平面步骤之间增加后定珠圈基准面内径倒角和后定珠圈磨内径步骤。

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