CN111550387A - 一种对称式缸头气缸座及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种对称式缸头气缸座及其制作方法，所述气缸座的一侧具有缸头，所述缸头内设有气缸孔；所述气缸孔靠近所述气缸座的中部的一侧设有贯穿所述气缸座的工艺通孔，所述工艺通孔的中轴线与所述气缸孔的中轴线垂直相交设置；所述工艺通孔在所述气缸孔的上下两侧形成对称的弧形缺口；本对称式缸头气缸座通过设置上下贯穿的所述工艺通孔，使得所述缸头的上下及左右均为对称式结构，在进行气缸孔的机加工及精加工时，所述气缸孔的受力均匀，变形量非常小，能够保证所述气缸孔的加工和装配精度，从而保证压缩机在工作时泄露小、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及到制冷压缩机技术领域，具体涉及到一种对称式缸头气缸座及其制作方法。
背景技术
压缩机在生活和工业中的使用非常广泛，压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。压缩机一般由壳体、电动机、气缸座、活塞、控制设备(启动器和热保护器)及冷却系统等组成。气缸座用于安装固定电动机、曲轴和活塞，它的结构特性直接影响着其它部件的安装以及整个压缩机的工作性能。
目前制冷压缩机的气缸座的气缸孔有多种结构：例如对于可拆卸的分体式连杆，气缸孔是整体，上下不用开月牙槽，这种结构基本上用于冷量大的商用压机上；又如对于整体式连杆，气缸孔上端开月牙槽，装配时便于安装连杆，此种结构的气缸孔又有两种结构如下：1)气缸孔下侧为实体不带月牙槽，2)下面为机加工形成的较浅的未通的月牙槽。
如中国实用新型专利(公开号：CN206338170U)在2017年公开了一种制冷压缩机气缸座，包括气缸座主体，气缸座主体中间设有竖直的曲轴孔，所述气缸孔靠近曲轴孔一端的上方开设有一“U”形的连杆安装放置槽，下方设有一个低于气缸孔底面的开放式的U形工艺槽；该气缸座的放置槽和工艺槽均为加工形成，且至少为需要两次分别加工而成，形状和大小不一致，也不利于气缸孔的加工成型。
另外，为减少压缩机工作时气缸的泄漏，气缸孔与活塞的配合间隙要控制在0.005-0.01mm，精度很高，而现有结构由于气缸孔上侧月牙槽下侧无月牙槽或有上下均有月牙槽但不对称，这种结构在气缸孔精镗或珩磨时由于气缸孔上下侧材料不对称性，加工完成后缸孔会产生变形(例如有上月牙槽而无下月牙槽的存在，在与上月牙槽对应珩磨杆处不受力，而在气缸孔的另一对应侧面受力使珩磨杆单边挤压影响缸孔加工精度)，影响缸孔的精度，从而影响活塞与缸孔的配合间隙，引起压缩机工作时泄漏，影响压缩机的效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对称式缸头气缸座及其制作方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种对称式缸头气缸座，所述气缸座的一侧具有缸头，所述缸头内设有气缸孔；所述气缸孔靠近所述气缸座的中部的一侧设有贯穿所述气缸座的工艺通孔，所述工艺通孔的中轴线与所述气缸孔的中轴线垂直相交设置；所述工艺通孔在所述气缸孔的上下两侧形成对称的弧形缺口。
本对称式缸头气缸座通过在气缸座上设置上下贯穿的所述工艺通孔，使得所述缸头的上下及左右均为对称式结构，在进行气缸孔的机加工及精加工时，所述气缸孔的受力均匀，变形量非常小，能够保证所述气缸孔的加工和装配精度，从而保证压缩机在工作时泄露小、效率高。
所述工艺通孔的设置刚好自动的带出所述弧形缺口，所述缸头上部的弧形缺口能够用于连杆的安装，无需在所述缸头上再次加工安装槽，简化了工序；
由于所述工艺通孔的设置，使得所述气缸座的金属材料使用减少，降低了原材料使用成本；同时减轻了所述气缸座的重量，有利于提高压缩机的效率、降低功耗；
所述工艺通孔的中轴线与所述气缸孔的中轴线垂直相交设置，所述工艺通孔为竖直布置的其中轴线是竖直垂直的，刚好所述气缸孔的中轴线为水平设置；在加工成型时有利于保持所述气缸孔与曲轴孔的垂直度。
进一步的，所述弧形缺口包括上弧形缺口和下弧形缺口；所述上弧形缺口为半圆形，所述上弧形缺口的外轮廓与所述缸头的上部圆弧过渡设置；所述下弧形缺口一侧的外轮廓与所述缸头的底部圆弧过渡设置、另一侧与所述气缸座的底部弧形过渡连接并向所述气缸座的中部延伸。
圆弧过渡的设置有利于减少应力在尖角或锐角处集中，有利于分散和均匀化应力或受力，使所述缸头和所述气缸孔的受力更加均匀、结构合理稳定；
由于所述工艺通孔是设置在所述缸头的前端面(靠近所述气缸座中部的一面)，整体上为半圆柱形状，其下方的所述下弧形缺口与所述气缸座的底部自然过渡连接并形成一体，有利于保持该处的结构稳定。
进一步的，所述缸头的两侧对称的设有第一排气消音腔和排气缓冲腔，所述第一排气消音腔和所述排气缓冲腔分别一体成型在所述气缸座上并分别与所述缸头的前侧壁相切设置；所述缸头的后侧壁分别与所述第一排气消音腔和所述排气缓冲腔之间设有加强筋。
所述第一排气消音腔和所述排气缓冲腔的设置也为对称式的，一方面是为了保持所述缸头的对称式设计，平衡和稳定所述缸头的结构；另一方面，所述排气缓冲腔的设置能够减缓排气流动的速率，有利于降低噪音，从而提高压缩机的使用性能。
一对所述加强筋的设置，起到提高所述缸头的连接强度和结构稳定性的作用，有利于保持加工及后续长时间工作时的稳定性。
进一步的，所述气缸座上还设有第二排气消音腔，所述第二排气消音腔靠近所述第一排气消音腔设置并设有通气连通孔。
所述第二排气消音腔能够进一步降低排气时的噪音，进一步的优化压缩机的使用性能。
进一步的，所述缸头的背面设有四个安装定位孔和若干排气孔；四个所述安装定位孔中心对称的设置在所述缸头的四角处。
所述安装定位孔用于安装阀板及缸盖等部件，所述排气孔便于所述第一排气消音腔和第二排气消音腔内的气体通过所述缸头向外排出。
进一步的，所述气缸座上靠近所述缸头处设有若干加工定位装夹凸台，所述加工定位装夹凸台对称的设置在所述缸头的两侧。
对称式设置的所述加工定位装夹凸台便于加工时将所述气缸座平稳的夹持在夹具上，夹持受力不会影响到所述缸头，有利于提高加工时的精确度。
进一步的，所述气缸座的中部设有曲轴孔和若干沥油通孔，若干所述沥油通孔中心对称的设置在所述曲轴孔的四周；其中一个所述沥油通孔与所述工艺通孔交错并连通。
由于所述工艺通孔的贯穿设置，若刚好此处存在沥油通孔，可以将所述沥油通孔与所述工艺通孔的下端连通，形成气缸座底部的整体结构；一方面美观实用，另一面避免了薄壁的设置。
进一步的，所述工艺通孔的直径小于所述气缸孔的直径；所述工艺通孔与所述缸头的前端面及所述气缸孔的交错面之间均圆弧过渡设置。圆弧过渡的设置有利于减少应力集中，分散和均匀化应力或受力，保持缸头的结构合理稳定。
进一步的，所述气缸座由气缸座铸件毛坯加工而来；所述气缸座铸件毛坯通过砂铸成型并一同铸出所述工艺通孔。
通过铸造的方式铸出所述工艺通孔，既方便也能够节省工序；而且所述工艺通孔为贯穿设置，通孔处的型砂很容易清理,不会有型砂堆积及粘砂的情况，只要随所述气缸座正常落砂即可清理掉工艺通孔处的型砂。
进一步的，所述气缸座的一种制作方法如下：
首先，砂铸成型，在制作铸造砂型时，增加设置工艺通孔砂芯，将所述工艺通孔连同所述气缸座一同铸出，得到气缸座铸件毛坯，落砂清理后自动形成缸头上下部分的弧形缺口；
其次，加工成型，在沿所述缸头垂直于所述工艺通孔的水平面处采用钻花钻孔，然后粗镗、精镗、再进行多次珩磨形成气缸孔；在所述加工成型的过程中，钻花、镗刀及珩磨杆受力对称。从而有利于保证所述气缸孔的圆度与圆柱度的精度更高，同时保证气缸孔与曲轴孔的两孔垂直度更好。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本对称式缸头气缸座通过设置上下贯穿的所述工艺通孔，使得所述缸头的上下及左右均为对称式结构，在进行气缸孔的机加工及精加工时，所述气缸孔的受力均匀，变形量非常小，能够保证所述气缸孔的加工和装配精度，从而保证压缩机在工作时泄露小、效率高；2、所述工艺通孔的设置刚好自动的带出所述弧形缺口，所述缸头上部的弧形缺口能够用于连杆的安装，无需在所述缸头上再次加工安装槽，简化了工序；3、由于所述工艺通孔的设置，使得所述气缸座的金属材料使用减少，降低了原材料使用成本；同时减轻了所述气缸座的重量，有利于提高压缩机的效率、降低功耗；4、工艺通孔与气缸座之间均为圆弧过渡的设置，有利于减少应力在尖角或锐角处集中，有利于分散和均匀化应力或受力，使所述缸头和所述气缸孔的受力更加均匀、结构合理稳定。
附图说明
图1为本发明一种对称式缸头气缸座的立体结构示意图；
图2为本发明一种对称式缸头气缸座的俯视结构示意图；
图3为本发明一种对称式缸头气缸座的B向示意图；
图4为本发明一种对称式缸头气缸座的A-A向剖视示意图；
图5为本发明一种对称式缸头气缸座的铸件毛坯结构示意图；
图中：1、气缸座；2、缸头；3、气缸孔；4、工艺通孔；5、上弧形缺口；6、下弧形缺口；7、排气缓冲腔；8、第一排气消音腔；9、第二排气消音腔；10、加强筋；11、加工定位装夹凸台；12、曲轴孔；13、沥油通孔；14、安装定位孔；15、排气孔；16、气缸座铸件毛坯。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一：
如图1～图4所示，一种对称式缸头气缸座，所述气缸座1的一侧具有缸头2，所述缸头2内设有气缸孔3；所述气缸孔3靠近所述气缸座1的中部的一侧设有贯穿所述气缸座1的工艺通孔4，所述工艺通孔4的中轴线与所述气缸孔3的中轴线垂直相交设置；所述工艺通孔4在所述气缸孔3的上下两侧形成对称的弧形缺口。
本对称式缸头气缸座通过在气缸座1上设置上下贯穿的所述工艺通孔4，使得所述缸头2的上下及左右均为对称式结构，在进行气缸孔3的机加工及精加工时，所述气缸孔3的受力均匀，变形量非常小，能够保证所述气缸孔3的加工和装配精度，从而保证压缩机在工作时泄露小、效率高。
所述工艺通孔4的设置刚好自动的带出所述弧形缺口，所述缸头2上部的弧形缺口能够用于连杆的安装，无需再在所述缸头上加工安装槽，简化了工序；
由于所述工艺通孔4的设置，使得所述气缸座1的金属材料使用减少，降低了原材料使用成本；同时减轻了所述气缸座1的重量，有利于提高压缩机的效率、降低功耗；
所述工艺通孔4的中轴线与所述气缸孔3的中轴线垂直相交设置，所述工艺通孔4为竖直布置的其中轴线是竖直垂直的，刚好所述气缸孔3的中轴线为水平设置；在加工成型时有利于保持所述气缸孔3的与曲轴孔的垂直度。
进一步的，所述弧形缺口包括上弧形缺口5和下弧形缺口6；所述上弧形缺口5为半圆形，所述上弧形缺口5的外轮廓与所述缸头2的上部圆弧过渡设置；所述下弧形缺口6一侧的外轮廓与所述缸头2的底部圆弧过渡设置、另一侧与所述气缸座1的底部弧形过渡连接并向所述气缸座1的中部延伸。
圆弧过渡的设置有利于减少应力在尖角或锐角处集中，有利于分散和均匀化应力或受力，使所述缸头2和所述气缸孔3的受力更加均匀、结构合理稳定；
由于所述工艺通孔4是设置在所述缸头2的前端面(靠近所述气缸座1中部的一面)，整体上为半圆柱形状，其下方的所述下弧形缺口6与所述气缸座1的底部自然过渡连接并形成一体，有利于保持该处的结构稳定。
进一步的，所述缸头2的两侧对称的设有第一排气消音腔8和排气缓冲腔7，所述第一排气消音腔8和所述排气缓冲腔7分别一体成型在所述气缸座1上并分别与所述缸头2的前侧壁相切设置；所述缸头2的后侧壁分别与所述第一排气消音腔8和所述排气缓冲腔7之间设有加强筋10。
所述第一排气消音腔8和所述排气缓冲腔7的设置也为对称式的，一方面是为了保持所述缸头2的对称式设计，平衡和稳定所述缸头的结构；另一方面，所述排气缓冲腔7的设置能够减缓排气流动的速率，有利于降低噪音，从而提高压缩机的使用性能。
一对所述加强筋10的设置，起到提高所述缸头2的连接强度和结构稳定性的作用，有利于保持加工及后续长时间工作时的稳定性。
进一步的，所述气缸座1上还设有第二排气消音腔9，所述第二排气消音腔9靠近所述第一排气消音腔8设置并设有通气连通孔。
所述第二排气消音腔9能够进一步降低排气时的噪音，进一步的优化压缩机的使用性能。
进一步的，所述缸头2的背面设有四个安装定位孔14和若干排气孔15；四个所述安装定位孔14中心对称的设置在所述缸头2的四角处。
所述安装定位孔14用于安装阀板及缸盖等部件，所述排气孔15便于所述第一排气消音腔8和第二排气消音腔9内的气体通过所述缸头2向外排出。
进一步的，所述气缸座1上靠近所述缸头2处设有一对加工定位装夹凸台11，所述加工定位装夹凸台11对称的设置在所述缸头2的两侧。
对称式设置的所述加工定位装夹凸台11便于加工时将所述气缸座1平稳的夹持在夹具上，夹持受力不会影响到所述缸头2，有利于提高加工时的精确度。
进一步的，所述气缸座1的中部设有曲轴孔12和四个沥油通孔13，四个所述沥油通孔中心对称的设置在所述曲轴孔12的四周；其中一个所述沥油通孔13与所述工艺通孔4交错并与所述下弧形缺口6连通。
由于所述工艺通孔4的贯穿设置，若刚好此处存在沥油通孔13，可以将所述沥油通孔13与所述工艺通孔4的下端连通，形成气缸座1底部的整体结构；一方面美观实用，另一面避免了薄壁的设置。
进一步的，所述工艺通孔4的直径小于所述气缸孔3的直径；所述工艺通孔4与所述缸头2的前端面及所述气缸孔3的交错面之间均圆弧过渡设置。圆弧过渡的设置有利于减少应力集中，分散和均匀化应力或受力，保持缸头的结构合理稳定。
实施例二：
本实施例提供了实施例一中气缸座的铸件毛坯结构。
如图5所示，所述气缸座1由气缸座铸件毛坯16加工而来；所述气缸座铸件毛坯16通过砂铸成型并一同铸出所述工艺通孔4。
通过铸造的工艺，所述上弧形缺口5、所述下弧形缺口6等都能够一同铸出。
通过铸造的方式铸出所述工艺通孔4，既方便也能够节省后续的加工工序；而且所述工艺通孔4为贯穿设置，工艺通孔4处的型砂很容易清理,不会有型砂堆积及粘砂的情况，只要随所述气缸座1正常落砂即可清理掉工艺通孔4处的型砂。
实施例三：
本实施例提供了实施例一中气缸座的一种成型加工方法。
具体的，所述气缸座1的一种制作方法如下：
首先，砂铸成型，在制作铸造砂型时，增加设置工艺通孔砂芯，将所述工艺通孔4连同所述气缸座1一同铸出，得到气缸座铸件毛坯16，落砂清理后自动形成缸头上下部分的弧形缺口；
其次，加工成型，在沿所述缸头2垂直于所述工艺通孔4的水平面处采用钻花钻孔，然后粗镗、精镗、再进行多次珩磨形成气缸孔3；在所述加工成型的过程中，钻花、镗刀及珩磨杆受力对称。从而有利于保证所述气缸孔3的圆度与圆柱度的精度更高，同时保证气缸孔与曲轴孔的两孔垂直度更好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种对称式缸头气缸座，所述气缸座的一侧具有缸头，所述缸头内设有气缸孔；其特征在于，所述气缸孔靠近所述气缸座的中部的一侧设有贯穿所述气缸座的工艺通孔，所述工艺通孔的中轴线与所述气缸孔的中轴线垂直相交设置；所述工艺通孔在所述气缸孔的上下两侧形成对称的弧形缺口。
2.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述弧形缺口包括上弧形缺口和下弧形缺口；所述上弧形缺口为半圆形，所述上弧形缺口的外轮廓与所述缸头的上部圆弧过渡设置；所述下弧形缺口一侧的外轮廓与所述缸头的底部圆弧过渡设置、另一侧与所述气缸座的底部弧形过渡连接并向所述气缸座的中部延伸。
3.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述缸头的两侧对称的设有第一排气消音腔和排气缓冲腔，所述第一排气消音腔和所述排气缓冲腔分别一体成型在所述气缸座上并分别与所述缸头的前侧壁相切设置；所述缸头的后侧壁分别与所述第一排气消音腔和所述排气缓冲腔之间设有加强筋。
4.根据权利要求3所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述气缸座上还设有第二排气消音腔，所述第二排气消音腔靠近所述第一排气消音腔设置并设有通气连通孔。
5.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述缸头的背面设有四个安装定位孔和若干排气孔；四个所述安装定位孔中心对称的设置在所述缸头的四角处。
6.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述气缸座上靠近所述缸头处设有若干加工定位装夹凸台，所述加工定位装夹凸台对称的设置在所述缸头的两侧。
7.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述气缸座的中部设有曲轴孔和若干沥油通孔，若干所述沥油通孔中心对称的设置在所述曲轴孔的四周；其中一个所述沥油通孔与所述工艺通孔交错并连通。
8.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述工艺通孔的直径小于所述气缸孔的直径；所述工艺通孔与所述缸头的前端面及所述气缸孔的交错面之间均圆弧过渡设置。
9.根据权利要求1所述的对称式缸头气缸座，其特征在于，所述气缸座由气缸座铸件毛坯加工而来；所述气缸座铸件毛坯通过砂铸成型并一同铸出所述工艺通孔。
10.一种如权利要求1～9任一所述的对称式缸头气缸座的制作方法，其特征在于，所述气缸座的一种制作方法如下：
首先，砂铸成型，在制作铸造砂型时，增加设置工艺通孔砂芯，将所述工艺通孔连同所述气缸座一同铸出，得到气缸座铸件毛坯，落砂清理后自动形成缸头上下部分的弧形缺口；
其次，加工成型，在沿所述缸头垂直于所述工艺通孔的水平面处采用钻花钻孔，然后粗镗、精镗、再进行多次珩磨形成气缸孔；在所述加工成型的过程中，钻花、镗刀及珩磨杆受力对称。
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