CN1562559A - 管状金属壳体制件的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种管状金属壳体制件的生产方法，属于机械加工技术。它以管材为基料，其生产步骤依次是，包括管材定尺切割在内的机械加工前准备、包括加工加工件两端端面在内的机械加工和包括加工件表面最终处理在内的机械加工后处理，而以在机械加工步骤，是采用冷挤压设备和模具并采取冷挤方法而令加工件一次挤压成型为其主要特征。本发明具有制件加工精度高，节约用料，生产效率高以及可加工制件长度长等特点。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术，具体涉及一种管状金属壳体制件的生产方法。
背景技术
本发明所述管状金属壳体制件，是包括电机外壳、空调压缩机外壳和汽车避振器外壳等在内的各种管状金属壳体制件。而所说的管状金属壳体制件所用的基料，是包括钢、铝、铜及金属合金等在内的各种金属管材。
已有的这类管状金属壳体制件的生产方法有两种，一种是用金属板料卷制焊接的生产方法，另一种是用板料拉伸成型的生产方法，如中国专利公开(公告)号为1176519、1111412和2035930等。综观已有技术均存在着制件内、外径偏差、椭圆度、壁厚公差较大，生产效率较低和耗用材料量较多的不足。而采用焊接生产方法生产的制件，还存在着密封性差的不足。随着汽车、空调、电动机等工业日新月异的发展，管状金属壳体制件诸如小型电机外壳，汽车避振器外壳和空调压缩机外壳等的需要量与日俱增。因此，研究开发一种能够克服已有技术不足的管状金属壳体制件的新的生产方法，已成为业内人士的期望。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制件加工精度和生产效率都比较高，和所耗用材料相对较少的管状金属壳体制件的生产方法，以克服已有技术的不足。
实现本发明目的的技术方案是，一种管状金属壳体制件的生产方法，它以管材为基料，其生产步骤依次是，包括管材定尺切割在内的机械加工前准备、包括加工加工件两端端面在内的机械加工和包括加工件表面最终处理在内的机械加工后处理，其发明创造点在于：在机械加工步骤，是采用冷挤压设备和模具并采取冷挤方法而令加工件一次挤压成型的。
由以上所给出的技术方案可以明了，由于本发明与已有技术板料卷焊和板料深拉伸相比是完全不同的生产方法，而本发明不但实现了其目的，而且还具有节约用料和适用钢、铝、铜等多种材质管状壳体制件加工生产等特点。本发明在小试生产实践中，采用立式冷挤压设备进行加工生产，其效果是很好的。但是应当说明的是，由于所加工的制件长度受到制件长度L与制件直径D之比L/D的限制，其所加工的制件长度L一般在300mm以下。
为了满足较长管状金属壳体制件的加工生产，本发明的进一步发明创造点还在于：
在机械加工步骤，还包括加工件冷挤前的墩头，缩小加工件一端头部口径；加工件冷挤成型后的切除加工件的缩径头部；所采用的冷挤压设备是专用卧式冷挤压设备。
所说的专用卧式冷挤压设备，本发明优选的是由油缸、活塞和活塞杆所组成的卧式油压装置以及相对配置的两个墙板所组成。在固定墙板上可固定装置冷挤压外模；在另一活动墙板上固定装置冷挤压芯棒；而活塞杆可与装置冷挤压芯棒的活动墙板相连接。
由以上所给出的本发明进一步发明创造的技术方案可以明了，由于所采用的冷挤压设备是一种专用卧式冷挤压设备，而可以满足较长管状金属壳体制件的生产。本发明在小试生产实践中，其效果是很好的。其所加工的制件长度可达到1000mm。
为了进一步改善较长制件的加工条件，又基于制造业所用管状金属壳体制件大部分是碳素钢管状金属壳体制件，本发明的进一步发明创造点还在于：
在机械加工前准备步骤还包括加工件表面磷化、皂化处理；而所说的加工件表面磷化、皂化处理依次是，将表面洁净的管材定尺切割的加工件交错装入容器或悬挂在升降架上，浸水排除加工件所附着的空气；置入重量百分含量为除油剂3～10％，其余为水的除油溶剂中，在50～75℃的温度条件下除油；将已经除油的加工件置入重量百分含量为硫酸15～25％，盐酸3～10％，其余为水的除锈除油溶剂中，在50～75℃的温度条件下，除锈和再次除油；将经清洗、中和的加工件，浸泡在1～5％草酸的水溶液中，进行表面酸洗处理，直至加工件表面呈均匀的金属本色；将经表面酸洗处理的加工件沉浸在重量百分含量为磷化剂3～8％，其余为水的磷化剂溶液中，在30～60℃的温度条件下，进行表面磷化处理；将经面表面磷化处理的加工件，用工业硬酯酸钠或硬酯酸钙，在温度50～80℃温度条件下，经过2～5min时间浸泡，进行表面皂化处理；
在机械加工步骤所包括的墩头，缩小加工件一端头部口径，是将管料一端头部的口径通过墩头缩小到原口径的75～85％；
在机械加工后处理步骤还包括去余加工件表面皂化膜；而所说的去除加工件表面皂化膜，依次是先用重量百分含量为5～8％的除油剂，在95～105℃温度条件下，经过8～12min时间除酯；然后再用重量百分含量为70～80％的盐酸，在60～70℃温度条件下，经过5～8min时间再次除酯；用清水清洗去加工件上的盐酸；然后再用重量百分含量为碳酸钠5～8％，除油剂为余量的复配物，在80～90℃的温度条件下，经过1～5min时间浸泡，最终去除加工件表面皂化膜。
由以上所给出的本发明进一步发明创造的技术方案不难理解，由于加工件表面作了磷化、皂化处理，而明显改善了加工件表面的物理性能，特别是有效提高了冷挤压过程的润滑程度，进一步改善了冷挤压加工工艺条件，这不但可以满足较长管状钢质壳体制件的生产，而且有效延长了所用模具的使用寿命。由冷挤成型方法的生产经验告诉我们，对于不锈钢和铝、铜等制件来说，是可以不用对其加工件表面进行磷化、皂化处理的。
而所说的管材，是无缝管，或者是有缝管。由于本发明所采用的是冷挤压方法，无疑它对有缝管的接缝部位将会使其更加紧密。尤其是当采用有缝管作为本发明的基料时，将会进一步降低本发明所生产的管状金属壳体制件的生产成本。
在机械加工前准备步骤所包括的磷化、皂化处理所用的除油剂，是T-103除油剂和/或T-186除油剂，所用的磷化剂是X-12磷化剂和/或XDM-2磷化剂；在机械加工后处理步骤所包括的去除表面皂化膜所用的除油剂是JD-01除油剂。之所以采用复配的除油剂和磷化剂，其目的显然是为了在保证工艺质量的前提下，进一步降低生产成本。
在机械加工步骤，还包括在加工件的圆周壁上冲槽和/或冲孔。而冲槽和/或冲孔，是为了满足管状金属壳体制件个性的需要，例如电机管状外壳就需要冲制接线槽和散热孔；而汽车避振器管状外壳，就不需要冲槽和/或冲孔。
本发明在机械加工后处理步骤所包括的加工件表面最终处理，是表面涂装处理，如上防锈油或者表面喷塑等。
本发明的技术方案得以实施后，其所具有的制件加工精度高，节约用料和生产效率高等特点，是显而易见的，而且还具有可加工制件长度较长的优点。与已有技术相比较，本发明具有实质性的特点和显著进步。
附图说明
图1是本发明具体实施加工生产的产品管状金属壳体制件的主视剖面示意图；
图2是本发明具体实施墩头后的管料主视剖面图；
图3是本发明一种具体实施方式的冷挤加工状态参考图；
图表4是本发明一种具体实施方式的加工件表面磷化、皂化处理工艺流程表。
具体实施方式
以下结合附图和/或图表，对本发明的具体实施方式进行描述。
具体实施方式之一，一种管状金属壳体制件的生产方法，它以管材为基料，其生产步骤依次是，包括管材定尺切割在内的机械加工前准备、包括加工加工件两端端面在内的机械加工和包括加工件表面最终处理在内的机械加工后处理，在机械加工步骤，是采用冷挤压设备和模具并采取冷挤方法而令加工件一次挤压成型的。所采用的冷挤压设备，是通常的立式油压机或者是慢速冲床，模具为专用模具。其所加工生产的管状金属壳体制件的材质是钢或是铝或是铜；管材为无缝管；加工制件长度为≤300mm。
具体实施方式之二，请参读附图2和3。一种管状金属壳体制件的生产方法，在机械加工步骤，还包括加工件冷挤前的墩头，缩小加工件一端头部口径，将管料一端头部的口径通过墩头缩小到原口径的80％；加工件冷挤成型后的由车加工切除加工件的缩径头部；所采用的冷挤压设备是如附图3所示的一种专用卧式冷挤压设备，模具为专用模具。其所加工生产的管状金属壳体制件的材质，是不锈钢或是铝或是铜。管材为有缝管。其加工制件长度可达1000mm。其它均如同具体实施方式之一。
本具体实施方式之二的冷挤压工作状况的简要描述是，先将经过墩头缩径的加工件3-1置装在芯棒3-2上，启动油缸3-3由活塞杆3-4经由活动墙板3-5推动芯棒3-2，芯棒3-2的头部抵靠在加工件3-1的缩径部位，加工件3-1在芯棒3-2的推动下进入固定在固定墙板3-6上的外模3-7，从而实施完成冷挤加工(请见附图3)。
具体实施方式之三，请参读附图2、3和图表4。一种管状金属壳体制件的生产方法，在机械加工前准备步骤还包括加工件表面磷化、皂化处理；而所说的加工件表面磷化、皂化处理依次是，将表面洁净的管材定尺切割的加工件交错装入容器或悬挂在升降架上，浸水排除加工件所附着的空气；置入重量百分含量为除油剂3～10％，其余为水的除油溶剂中，在50～75℃的温度条件下除油；将已经除油的加工件置入重量百分含量为硫酸20％，盐酸5％，其余为水的除锈除油溶剂中，在50～75℃的温度条件下，除锈和再次除油；将经清洗、中和的加工件，浸泡在2％草酸的水溶液中，进行表面酸洗处理，直至加工件表面呈均匀的金属本色；将经表面酸洗处理的加工件沉浸在重量百分含量为磷化剂3～8％，其余为水的磷化剂溶液中，在30～60℃的温度条件下，进行表面磷化处理；将经面表面磷化处理的加工件，用工业硬酯酸钠或硬酯酸钙，在温度50～80℃温度条件下，经过2～5min时间浸泡，进行表面皂化处理(请参读图表4)；在机械加工步骤所包括的墩头，缩小加工件一端头部口径，是将管料一端头部的口径通过墩头缩小到原口径的80％；在机械加工后处理步骤还包括去除加工件表面皂化膜；而所说的去除加工件表面皂化膜，依次是先用重量百分含量为5～8％的除油剂，在95～105℃温度条件下，经过8～12min时间除酯；然后再用重量百分含量为75％的盐酸，在60～70℃温度条件下，经过5～8min时间再次除酯；用清水清洗去加工件上的盐酸；然后再用重量百分含量为碳酸钠5～8％，除油剂为余量的复配物，在80～90℃的温度条件下，经过1～5min时间浸泡，最终去除加工件表面皂化膜(请参读图表4)。而在加工件表面磷化处理时，所用的除油剂是T-103除油剂％与T-186除油剂％的复配除油剂；所用的磷化剂是X-12磷化剂％与XDM-Z磷化剂％的复配磷化剂；在去除加工件表面皂化膜时，所用的除油剂是JD-01除油剂。其所加工生产的管状金属壳体制件的材质，主要是碳素钢。其管材是无缝管或者是有缝管。其它均如同具体实施方式之二。
对比试验结果显示，采用本发明生产的管状金属壳体制件与已有技术生产的管状金属壳体制件，两者的质量和可加工制件长度的对比情况请见下列对比表：
表中所示a为管状金属壳体制件的设定尺寸，单位为毫米。
对比表 单位：mm
| 加工件成型方法 | 成型管料内、外径偏差 | 椭圆度 | 壁厚公差 | 密封性 | 可加工长度 | |
| 已有技术 | 1、板料卷制焊接后整圆 | 0.30≤a≤0.60左右 | 0.30≤a≤0.60左右 | 0≤a≤0.15 | 很不可靠 | 一般≤200 |
| 2、板料冷冲模具深拉伸成型 | 0.03≤a≤0.10左右 | 0.02≤a≤0.06左右 | 0≤a≤0.10 | 可靠 | 一般≤150(直径与高度比0.2) | |
| 3、进口机械焊接 | 0.15≤a≤0.30左右 | 0.10≤a≤0.20左右 | 0≤a≤0.08 | 不可靠 | 一般≤250 | |
| 本发明 | 管料一次冷挤成型 | 0.01≤a≤0.06左右 | 0.01≤a≤0.05左右 | 0≤a≤0.05 | 很可靠 | ≤1000 |
由上列对比表可见，本发明与已有技术相比较，本发明具有实质性的特点和显著进步。
本发明特别适用于内径为≤φ250mm，长度为≤500mm的管状金属壳体制件的生产。
以下提供两种采用本发明生产的管状金属壳体制件的具体实施方式：
一种管状金属壳体制件的加工生产方法，它以φ107mm×2.5mm×177.8mm压缩机筒体为例，其生产步骤是：
一、机械加工前准备步骤：
1、管材投入。原料管φ120×3.0mm；材质：宝钢SPHC。
2、割管。按规格φ120×3.0×150mm定尺切割。
3、磷、皂化处理。按图表4施行。
二、机械加工步骤：
4、墩头。缩口处直径为φ105±1.0mm左右(见附图2)。
5、冷挤。外模：φ107±0.015mm；芯棒：102±0.015mm；加工件移动速度为6米/秒(见附图3)。
6、割断。长度180±0.5mm。
7、车加工加工件两端面。保持总长177.8±0.05mm。
三、机械加工后处理步骤：
8、去除加工件表面皂化膜。按图表4施行。
9、除湿。
10、上油。
11、检验、装箱。
一种管状金属壳体制件的加工方法，它以φ110mm×1.2mm×76mm电机外壳为例，其生产步骤是：
一、机械加工前准备步骤：
1、管材投入。原料管φ120×2.2mm；材质：宝钢SPHC。
2、割管。按规格φ120×2.2×220mm定尺切割。
3、磷、皂化处理。按图表4施行。
二、机械加工步骤：
4、墩头。缩口处直径为φ105±1.0mm左右。
5、冷挤。外模：φ112.4±0.015mm；芯棒：110-0.05mm；加工件移动速度6米/秒。
6、割断。长度78±0.5mm。
7、车加工加工件两端面。保持总长76±0.05mm。
三、机械加工后处理步骤：
8、去除加工件表面皂化膜。按图表4施行。
9、除湿。
10、在其圆周壁上冲孔或冲槽(用专用模具)。
11、上油。
12、检验、装箱。
图表4加工件表面磷化、皂化处理工艺流程表
| 磷化工艺 | ||||
| 序 | 工步名称 | 工步内容、条件、要求 | 工艺装备 | 检测控制 |
| 1 | 准备 | 根据生产任务指令单要求领出产品，对产品有严重锈迹、油污、氧化皮、未去尽焊皮的现象进行处理。 | ||
| 2 | 装筐 | 根据产品的形状相交错开，装筐、吊挂，以避免产品重合，尽量防止在以后的浸泡过程中，在产品的某些部位产生气泡。 | ||
| 3 | 除油 | a、除油剂：其组分重量百分含量为：T-103除油剂5％，T-186除油剂2％，其余为水配兑，搅匀。b、温度：保持在50℃～75℃。c、pH值：9～13。d、浸泡：应使加工件表面的油污彻底清除干净，不应有未除尽现象。e、工件出槽，滴除油液。f、应经常打捞液面的浮油及脏物。g、除油液每三个月更新一次。 | ||
| 4 | 除油、除锈 | a、除油、除锈剂：其组分重量百分含量为硫酸20％，盐酸5％，其余为水配兑，搅匀。b、温度：保持在50℃～75℃。c、pH值：1～2。d、浸泡：应使加工件表面的油污彻底清除干净，不应有未除尽现象。e、出槽：工件出槽应停留0.5～1min，滴去除油，除锈液。f、应经常打捞液面的浮油及脏物。g、除油、除锈液每六个月更换一次。 | 定量桶玻璃温度计用试纸每天测pH值 | |
| 5 | 清洗(一) | a、清洗槽用水：常温、清洁、流动水。b、清洗时间：直至洗去产品表面的残留除油/除锈溶液为止。c、工件出槽停留0.5～1min，滴去清水。d、观察加工件着水情况，表面应有一层连续的水膜存在。e、水槽明显浑浊时应清槽换水。 | 清洗槽1 | |
| 磷化工艺 | ||||
| 序 | 工步名称 | 工步内容、条件、要求 | 工艺装备 | 检测控制 |
| 6 | 清洗(二) | 同5。目视产品表面应清洁。 | 清洗槽2 | |
| 7 | 中和 | 用Na2Co32％，pH值9～12中和酸液。 | 中和槽 | |
| 8 | 清洗(三) | 溢流清水洗，要求同5。 | 清洗槽3 | |
| 9 | 表面酸洗处理 | a、酸洗液：草酸1～5％，其余为水搅匀。b、温度：常温。c、pH值：2～3。d、浸泡：1～2min。e、出槽：停留0.5～1min，滴去酸液，目视产品表面呈色泽均匀的金属本色。f、酸洗液半年更新一次。 | 表面酸洗槽 | 定量桶用试纸每天测pH值 |
| 10 | 磷化 | a、磷化剂：其组分重量百分含量为X-12磷化剂5％，XDM-2磷化剂0.8％，其余为水配兑，搅匀。b、总酸度：25～30。c、温度：30～60℃。d、浸泡时间：3～10min。e、清洗：用常温、清洁、流动水。f、出槽：停留0.5～1min，滴去磷化液。g、清除沉积物：每3～6天清除一次。h、磷化剂半年更新一次。 | 定量桶滴定法玻璃温度计目测自检 | |
| 11 | 清洗 | 同5。洗去残留磷化液。 | 清洗槽器 | |
| 12 | 热洗 | a、用水：清洁水。b、温度：50℃以上。c、浸泡时间：1～2min。d、出槽：停留0.5～1min，滴去清水。e、水槽明显浑浊时应洗槽、换水 | 热洗槽 | 玻璃温度计目测 |
| 皂化工艺 | ||||
| 序 | 工步名称 | 工步内容、条件、要求 | 工装设备 | 检验控制 |
| 13 | 皂化 | 用料：工业硬脂酸钠或硬脂酸钙。温度：50～80℃。浸泡时间：2～5min。 | 皂化槽 | |
Claims (6)
1、一种管状金属壳体制件的生产方法，它以管材为基料，其生产步骤依次是，包括管材定尺切割在内的机械加工前准备、包括加工加工件两端端面在内的机械加工和包括加工件表面最终处理在内的机械加工后处理，其特征在于：在机械加工步骤，是采用冷挤压设备和模具并采取冷挤方法而令加工件一次挤压成型的。
2、根据权利要求1所述的管状金属壳体制件的生产方法，其特征在于：在机械加工步骤，还包括加工件冷挤前的墩头，缩小加工件一端头部口径；加工件冷挤成型后的切除加工件的缩径头部；所采用的冷挤压设备是专用卧式冷挤压设备。
3、根据权利要求2所述的管状金属壳体制件的生产方法，其特征在于：
在机械加工前准备步骤还包括加工件表面磷化、皂化处理；而所说的加工件表面磷化、皂化处理依次是，将表面洁净的管材定尺切割的加工件交错装入容器或悬挂在升降架上，浸水排除加工件所附着的空气；置入重量百分含量为除油剂3～10％，其余为水的除油溶剂中，在50～75℃的温度条件下除油；将已经除油的加工件置入重量百分含量为硫酸15～25％，盐酸3～10％，其余为水的除锈除油溶剂中，在50～75℃的温度条件下，除锈和再次除油；将经清洗、中和的加工件，浸泡在1～5％草酸的水溶液中，进行表面酸洗处理，直至加工件表面呈均匀的金属本色；将经表面酸洗处理的加工件沉浸在重量百分含量为磷化剂3～8％，其余为水的磷化剂溶液中，在30～60℃的温度条件下，进行表面磷化处理；将经面表面磷化处理的加工件，用工业硬酯酸钠或硬酯酸钙，在温度50～80℃温度条件下，经过2～5min时间浸泡，进行表面皂化处理；
在机械加工步骤所包括的墩头，缩小加工件一端头部口径，是将管料一端头部的口径通过墩头缩小到原口径的75～85％；
在机械加工后处理步骤还包括去除加工件表面皂化膜；而所说的去除加工件表面皂化膜，依次是先用重量百分含量为5～8％的除油剂，在95～105℃温度条件下，经过8～12min时间除酯；然后再用重量百分含量为70～80％的盐酸，在60～70℃温度条件下，经过5～8min时间再次除酯；用清水清洗去加工件上的盐酸；然后再用重量百分含量为碳酸钠5～8％，除油剂为余量的复配物，在80～90℃的温度条件下，经过1～5min时间浸泡，最终去除加工件表面皂化膜。
4、根据权利要求1所述的管状金属壳体制件的生产方法，其特征在于：所说的管材，是无缝管，或者是有缝管。
5、根据权利要求3所述的管状金属壳体制件的生产方法，其特征在于：在机械加工前准备步骤所包括的磷化、皂化处理所用的除油剂，是T-103除油剂和/或T-186除油剂，所用的磷化剂是X-12磷化剂和/或XDM-2磷化剂；在机械加工后处理步骤所包括的去除表面皂化膜所用的除油剂是JD-01除油剂。
6、根据权利要求1所述的管状金属壳体制件的生产方法，其特征在于：在机械加工步骤，还包括在加工件的圆周壁上冲槽和/或冲孔。
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Denomination of invention: Production method of tubular metal shell components for motors, air conditioning compressors, and automotive vibration absorbers Effective date of registration: 20231229 Granted publication date: 20081008 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Changzhou Wujin branch Pledgor: CHANGZHOU RANTO METALWORK Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075002 |
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Granted publication date: 20081008 |
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