涡旋式压缩机十字环制造方法与流程

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种涡旋式压缩机十字环，特别是一种涡旋式压缩机十字环制造方法。

背景技术：

涡旋式压缩机是由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。涡旋式压缩机是有两个双函数方程型线的动、静涡盘相互咬合而成。关于涡旋式压缩机的相关文献较多，如涡旋压缩机（公开号cn1515798a）。

涡旋式压缩机的能效比已经3.4，甚至可以达到3.6-3.7，涡旋式压缩机具有节能特点。随着社会发展，涡旋式压缩机的需求量不断地增长。

十字环是涡旋式压缩机的关键部件，十字环主要作用是防止动涡盘自转。如图1和图2所示，十字环呈圆环状，上部与下部分别有两个突出键，位于上部的突出键和位于下部的突出键十字交错设置。

现有定频涡旋式压缩机正常工作时开、停状态频繁切换，压缩机电机启动所需电流较大，因而耗电量较高。而直流变频涡旋式压缩机一直保持运转，即需制冷或制热时高速运转，其余时段低速运转，因而具有减少能耗的优点。

十字环通常采用高硅铝制造，高硅铝材料存在着刚性差的问题；再由于十字环的形状特殊和精度要求高，直流变频涡旋式压缩机对十字环的耐磨性、减摩性和强度具有更高的技术要求；使得十字环加工难度比较大，生产效率较低。

目前，十字环采用压铸成型，压铸件内部非常容易出现气孔，造成局部强度下降。为了保证十字环的品质，需对压铸坯件进行x光无损探伤检查，该工序的生产效率也较低。概括来说，目前十字环制造方法存在着合格率低、生产效率低和制造成本高等不足之处。

技术实现要素：

本发明提出了一种涡旋式压缩机十字环制造方法，本发明要解决的技术问题是如何提高涡旋式压缩机十字环坯件合格率。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种涡旋式压缩机十字环制造方法是按下述顺序步骤进行的：

第一步，制坯料，将圆管按所需高度切成圆环形的坯料；

第二步，制粗坯，加热坯料并将坯料放入预成型模具内进行挤压成型，得到粗坯；粗坯的外侧面上具有四个与十字环中突出键位置相对应的预成型部；

第三步，制精坯，加热粗坯并将粗坯放入精成型模具内进行挤压成型，得到精坯；

第四步，去除精坯上的飞边部分，得到十字环坯件。

圆管为型材，具有采购成本低，品质可控的优点，尤其是可避免圆管内具有气孔。将坯料先热挤压成型出预成型部，再热挤压成型出突出键，保证突出键部分材料填充饱满，即保证十字环坯件尺寸符合设计要求。

与现有技术相比，本涡旋式压缩机十字环制造方法采用热挤压成型十字环坯件，热挤压成型的十字环坯件强度要高于压铸成型的十字环坯件，进而提高十字环的耐磨性和强度。热挤压成型的十字环坯件不会产生气孔，进而提高了十字环坯件的合格率，以及可省略x光无损探伤检查，实现提高十字环坯件的生产效率。

附图说明

图1和图2是十字环坯件不同视角的立体结构示意图。

图3是坯料的立体结构示意图。

图4和图5是粗坯不同视角的立体结构示意图。

图6是预成型模具的剖视结构示意图。

图7是精成型模具的剖视结构示意图。

图中，1、十字环坯件；1a、圆环部；1b、键体；1c、键根部；2、坯料；3、粗坯；3a、圆环预成型部；3b、键根预成型部；3c、键体预成型部；3d、圆弧面；4、预成型模具；4a、预成型下模；4b、预成型上模；4c、预成型腔；4d、压头部；5、精成型模具；5a、精成型下模；5b、精成型上模；5c、下成型腔；5d、内飞边容置下腔；5e、外飞边容置下腔；5f、上成型腔；5g、内飞边容置上腔；5h、外飞边容置上腔；5i、成型腔；5i1、键体成型腔室；5j、排气孔；5k、内飞边容置腔；5m、外飞边容置腔。

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。

如图1和图2所示，十字环坯件1呈圆环状，十字环坯件1包括圆环部1a和四个键体1b，四个键体1b绕着圆环部1a的轴心线周向均匀分布；两个键体1b朝上，另两个键体1b朝下，两个朝上的键体1b和两个朝下的键体1b交错设置；键体1b大部分位于圆环部1a的外侧，键体1b既与圆环部1a的上表面直接相连接，又与圆环部1a的外侧面通过键根部1c相连接。

涡旋式压缩机十字环制造方法是按下述顺序步骤进行的：

第一步，制坯料2。选择采用高硅铝制成且通过冷拉成型的圆管作为原料，这样圆管的材料与十字环坯件1的材料向吻合，圆管具有尺寸精度高、无气孔以及无接缝等优点，保证后续热挤压成型的部件无气孔及无裂缝。

圆管的内径与十字环坯件1中圆环部1a的内径相对应，圆管的外径与十字环坯件1中圆环部1a的外径相对应，根据十字环坯件1的体积可计算出坯料2的高度，保证坯料2的体积大于十字环坯件1的体积；根据上述计算出的高度进行切割，即将圆管按计算出的高度切成圆环形的坯料2，如图3所示。坯料2的高度优选与十字环坯件1的高度相同或坯料2的高度略小于十字环坯件1的高度，通过保证坯料2的体积，实现保证有足够的材料流动至十字环坯件1的键体1b处，使得各个键体1b成型完整且饱满，提高十字环坯件1的合格率。

第二步，制粗坯3。首先，将坯料2加热至400℃-420℃，接着将加热后的坯料2放入预成型模具4内进行挤压成型。

如图6所示，预成型模具4属于封闭式模具；预成型模具4包括预成型下模4a和预成型上模4b，预成型下模4a的顶面具有具有预成型腔4c，预成型上模4b具有能嵌入预成型腔4c内的压头部4d。具体来说，预成型下模4a安装在液压机的工作台上，预成型上模4b安装在液压机的升降杆上，预成型模具4处于开模状态时，将加热后的坯料2放入预成型腔4c内，再操纵液压机使预成型模具4逐渐合模；在液压机的施压作用下，坯料2被挤压变形，且成型形状与预成型腔4c底部形状相吻合；得到的零件成为粗坯3。

如图4和图5所示，粗坯3的顶面为平面，若在挤压成型过程中粗坯3的顶面棱角处产生飞边，可通过车床车削去除飞边，有效地保护后续挤压模具以及提高产品合格率。粗坯3的顶面为平面，有效地提高车削去除飞边方便性，实现提高生产效率，以及避免不慎车去已预成型部位。

粗坯3包括与十字环坯件1的圆环部1a相对应地圆环预成型部3a，圆环预成型部3a的外侧具有四个键根预成型部3b，四个键根预成型部3b绕着圆环预成型部3a的轴心线周向均匀分布，四个键根预成型部3b与十字环坯件1的四个键根部1c一一对应。粗坯3还包括两个与十字环坯件1的键体1b相对应的键体预成型部3c，键体预成型部3c位于圆环预成型部3a的下方，两个键体预成型部3c与两个键根预成型部3b一一对应地相连接。位于两个相邻两个键根预成型部3b之间的圆环预成型部3a底面为圆弧面3d，该结构使更多地材料流向键根部1c和键体1b，保证粗坯3成型完整且饱满，同时使材料在后续挤压成型过程中更易流向键根部1c和键体1b，保证十字环坯件1成型完整且饱满。

第三步，制精坯。首先，将粗坯3加热至400℃-420℃，接着将加热后的粗坯3放入精成型模具5内进行挤压成型，得到精坯。

如图7所示，精成型模具5属于正式成型模，精成型模具5包括精成型下模5a和精成型上模5b。精成型下模5a的上表面具有下成型腔5c、内飞边容置下腔5d和外飞边容置下腔5e，内飞边容置下腔5d位于下成型腔5c的内侧，内飞边容置下腔5d与下成型腔5c相连通；外飞边容置下腔5e位于下成型腔5c的外侧，外飞边容置下腔5e与下成型腔5c相连通。

精成型上模5b的下表面具有上成型腔5f、内飞边容置上腔5g和外飞边容置上腔5h，内飞边容置上腔5g位于上成型腔5f的内侧，内飞边容置上腔5g与上成型腔5f相连通；外飞边容置上腔5h位于上成型腔5f的外侧，外飞边容置上腔5h与上成型腔5f相连通。

精成型模具5安装在液压上，即精成型下模5a安装在液压机的工作台上，精成型上模5b安装在液压机的升降杆上。精成型模具5处于合模状态时，下成型腔5c和上成型腔5f共同形成与十字环坯件1相吻合的成型腔5i；换言之，下成型腔5c与十字环坯件1的下部形状相吻合，上成型腔5f与十字环坯件1的上部形状相吻合。下成型腔5c和上成型腔5f中均具有与十字环坯件1中键体1b相吻合的键体成型腔室5i1，上成型腔5f中键体成型腔室5i1的顶面上开有排气孔5j，避免在挤压成型过程中，发生空气阻塞材料流入键体成型腔室5i1内现象。

精成型模具5处于合模状态时，内飞边容置下腔5d和内飞边容置上腔5g共同形成内飞边容置腔5k，外飞边容置下腔5e和外飞边容置上腔5h共同形成外飞边容置腔5m。

具体来说，精成型模具5处于开模状态时，将加热后的粗坯3放入精成型模具5的下成型腔5c内，粗坯3的键体预成型部3c一一对应地放入下成型腔5c中键体成型腔室5i1内。操控液压机使精成型模具5逐渐合模，精成型模具5挤压粗坯3使材料流动，进而材料逐渐充满成型腔5i，多余材料流向内飞边容置腔5k和外飞边容置腔5m内，分别形成内飞边和外飞边。精成型模具5达到完全合模后再开模取零件，该零件成为精坯。

第四步，采用冲切工艺去除精坯上的内飞边和外飞边，得到十字环坯件1。