一种曲轴及压缩机的制作方法

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种曲轴及压缩机。

背景技术：

转子式压缩机的泵体主要由气缸、法兰、曲轴、隔板、滚子、滑片六大件等零部件组成，其中曲轴是核心运动部件。装配上，曲轴主要同滚子、上法兰、下法兰、电机相配合，这几个部分的摩擦损失在总的摩擦损失中占较大比重；如果结构不当或者恶劣条件下工作，它们会发生金属接触，其磨损将严重影响到整机的性能及可靠性。曲轴偏心量和装配的偏心方向影响到滚子和气缸的径向间隙。因此曲轴的长轴、短轴、偏心部、止推面等结构的精度要求都很高,都需要进行精磨加工,且相互之间有位置精度要求。

现有的曲轴的组成结构包括：长轴、短轴、偏心部、止推面、油孔、定位槽等多个部分，为了保证曲轴长轴和偏心量等各处尺寸要求和形位工差要求,目前现有磨削试制工艺如下:先用无心磨床粗磨长短轴、然后偏心圆磨床磨削偏心圆，再用无心磨磨床精磨长短轴最后磨削止推面。

现有磨削工序多,多次装夹定位,试制周期较长,需多台设备和多个专用工装保证精度。然而随着磨削工艺的提升及磨削设备精度的提高，一次装夹成型磨削逐步得到推广应用,其装夹简单,一次装夹,全工序完成，然而新工艺对曲轴的结构提出了新的要求。

由于现有技术中的压缩机曲轴存在磨削工序多,多次装夹定位,试制周期较长,需多台设备和多个专用工装保证精度等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种曲轴及压缩机。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的曲轴存在磨削工序多，需多次装夹定位进行磨削加工的缺陷，从而提供一种曲轴及压缩机。

本实用新型提供一种一种曲轴，其包括：

长轴和短轴，且所述长轴包括长轴端、所述短轴包括短轴端；

第一扁位平面，设置在所述长轴的周面上、且与所述长轴端靠近或相接，和/或，第二扁位平面，设置在所述短轴的周面上、且与所述短轴端靠近或相接。

优选地，所述第一扁位平面为两个，两个所述第一扁位平面相背且平行地设置；所述第二扁位平面为两个，两个所述第二扁位平面相背且平行地设置。

优选地，两个所述第一扁位平面与所述曲轴的轴线相平行；两个所述第二扁位平面与所述曲轴的轴线相平行。

优选地，至少一个所述第一扁位平面上开设有销孔。

优选地，所述销孔的中心线与所述曲轴的轴线相交。

优选地，在所述长轴端处沿着所述曲轴的轴线方向、且朝向所述短轴端的方向开设有第一顶尖孔；

和/或，在所述短轴端处沿着所述曲轴的轴线方向、朝向所述长轴端的方向开设有第二顶尖孔。

优选地，所述第一顶尖孔为中心线与所述曲轴的轴线相重合、且开设于所述长轴端上的盲孔；

所述第二顶尖孔为中心线与所述曲轴的轴线相重合、且开设于所述短轴端上的盲孔。

优选地，所述第一顶尖孔和所述第二顶尖孔的同轴度为0.05mm，和/或，所述第一顶尖孔和所述第二顶尖孔的内表面粗糙度Ra为0.8。

优选地，所述第一顶尖孔的开孔角度为60°，所述第二顶尖孔的开孔角度为60°，其中开孔角度是指，在曲轴的径向截面上、开孔的上边缘与下边缘所夹角度。

本实用新型还提供一种压缩机，其包括前述的曲轴。

优选地，所述压缩机为转子式压缩机。

本实用新型提供的一种曲轴和压缩机具有如下有益效果：

1.本实用新型的曲轴和压缩机，通过在长轴上开设的第一扁位平面和/或在短轴上开设的第二扁位平面，能够为曲轴磨削工序的装夹提供支撑定位平面，保证了定位的准确性和装夹的稳定性，保证一次装夹完成磨削成型，克服了现有的磨削工序多、需多次装夹才能定位以进行磨削加工的技术问题，还解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时长轴端部螺栓压在斜坡面上装夹不稳的问题,同时解决了偏心圆的初始角向定位问题；

2.本实用新型的曲轴和压缩机，通过在曲轴的第一扁位平面上开设的销孔，能够对曲轴定位装夹时提供准确的角向定位，进一步地保证了定位的准确性和装夹的稳定性，保证一次装夹完成磨削成型，克服了现有的磨削工序多、需多次装夹才能定位以进行磨削加工的技术问题，还解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时长轴端部螺栓压在斜坡面上装夹不稳的问题,同时解决了偏心圆的初始角向定位问题；

3.本实用新型的曲轴和压缩机，通过在长轴端和/或短轴端上开设的顶尖孔，能够保证双顶尖装夹的定位同轴度效果及磨削过程中工况的稳定性,提高了长轴、短轴同轴度和偏心部偏心量的质量水平，解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时短轴端部与顶尖配合度差,导致加工后长轴、短轴同轴度差,偏心部偏心量不稳定的问题。

附图说明

图1是本实用新型的曲轴的立体结构示意图；

图2是图1中的曲轴的径向截面结构示意图；

图3是本实用新型的曲轴进行磨削加工时的立体结构示意图；

图4是图3中的正面结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、长轴；10、长轴端；2、短轴；20、短轴端；3、第一扁位平面；4、销孔；51、第一顶尖孔；52、第二顶尖孔；6、曲轴；7、前顶尖；8、后顶尖；9、砂轮。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示，本实用新型提供一种曲轴，其包括：

长轴1和短轴2，且所述长轴1包括长轴端10(即长轴的自由端)、所述短轴2包括短轴端20(即短轴的自由端)；

第一扁位平面3，设置在所述长轴1的周面上、且与所述长轴端10靠近或相接(至少一个)，和/或，第二扁位平面(图中未示出)，设置在所述短轴2的周面上、且与所述短轴端20靠近或相接(至少一个)。这里的靠近是指第一扁位平面相对于长轴的另一端而言更加靠近该长轴端，第二扁位平面相对于短轴的另一端而言更加靠近该短轴端。

通过在长轴上开设的第一扁位平面和/或在短轴上开设的第二扁位平面，能够为曲轴磨削工序的装夹提供支撑定位平面，保证了定位的准确性和装夹的稳定性，保证一次装夹完成磨削成型，克服了现有的磨削工序多、需多次装夹才能定位以进行磨削加工的技术问题，还解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时长轴端部螺栓压在斜坡面上装夹不稳的问题,同时解决了偏心圆的初始角向定位问题。

优选地，所述第一扁位平面3为两个，两个所述第一扁位平面3相背且平行地设置；所述第二扁位平面为两个(图中未示出)，两个所述第二扁位平面相背且平行地设置。通过设置的两个扁位平面且相互平行设置，能够使得定位装夹时通过夹住该两个平行的平面能够将曲轴牢固地固定和定位住(尤其是在轴向上)，能够进一步地保证曲轴定位的准确性和装夹的稳定性。

优选地，两个所述第一扁位平面3与所述曲轴的轴线相平行；两个所述第二扁位平面与所述曲轴的轴线相平行。将扁位平面设置为与曲轴轴线相平行、能够有效地将曲轴的轴线沿水平方向地被实施装夹和加工，保证曲轴加工的对称性、防止曲轴倾斜而导致加工产生缺陷。

优选地，至少一个所述第一扁位平面上开设有销孔4。通过在曲轴的第一扁位平面上开设的销孔，能够对曲轴定位装夹时提供准确的角向定位，进一步地保证了定位的准确性和装夹的稳定性，保证一次装夹完成磨削成型，克服了现有的磨削工序多、需多次装夹才能定位以进行磨削加工的技术问题，还解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时长轴端部螺栓压在斜坡面上装夹不稳的问题,同时解决了偏心圆的初始角向定位问题。

优选地，所述销孔4的中心线与所述曲轴的轴线相交。将销孔的中心线设置为与曲轴轴线相交、能够保证销钉插入销孔后对曲轴的周向方向的精确的定位作用(即角向定位)，因为如果销孔中心线不过曲轴轴线时、曲轴仍然还能绕着该穿过销孔的销钉产生一定的转动或摆动，是无法产生很好的定位效果的。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步的改进，优选地，在所述长轴端10处沿着所述曲轴的轴线方向、且朝向所述短轴端20的方向开设有第一顶尖孔51；

和/或，在所述短轴端20处沿着所述曲轴的轴线方向、朝向所述长轴端10的方向开设有第二顶尖孔52。

通过在长轴端和/或短轴端上开设的顶尖孔，能够保证双顶尖装夹的定位同轴度效果及磨削过程中工况的稳定性,提高了长轴、短轴同轴度和偏心部偏心量的质量水平，解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时短轴端部与顶尖配合度差,导致加工后长轴、短轴同轴度差,偏心部偏心量不稳定的问题。

优选地，所述第一顶尖孔51为中心线与所述曲轴的轴线相重合、且开设于所述长轴端上的盲孔；进一步优选地，所述长轴端10为与所述曲轴的轴线相垂直的第一平面；

所述第二顶尖孔52为中心线与所述曲轴的轴线相重合、且开设于所述第二平面上的盲孔；进一步优选地，所述短轴端20为与所述曲轴的轴线相垂直的第二平面。

这是本实用新型的第一顶尖孔和第二顶尖孔的优选结构形式，通过将其中心线设置为与曲轴轴线重合的盲孔，能够有效地保证顶尖与顶尖孔相接时顶尖轴线与曲轴轴线相重合，有效地保证了对曲轴进行竖直和水平方向顶尖定位时曲轴的同轴度，并且盲孔对于顶尖作用已经足够、无需将其设置为沿曲轴轴线方向贯穿的通孔。

优选地，所述第一顶尖孔51和所述第二顶尖孔52的同轴度为0.05mm，和/或，所述第一顶尖孔51和所述第二顶尖孔52的内表面粗糙度Ra为0.8。

这是本实用新型的两个顶尖孔的优选同轴度的参数值范围和内表面粗糙度参数值范围，能够使得两顶尖孔之间的同轴度在预设范围之内、使得二者尽可能地同轴，并且二者的粗糙度均为0.8是一个较小的数值，使得两个顶尖孔内表面较为光滑。

优选地，所述第一顶尖孔的开孔角度为60°，所述第二顶尖孔的开孔角度为60°，其中开孔角度是指，沿着曲轴的径向截面上、开孔的上边缘与下边缘所夹角度。将两个顶尖孔的开孔角度设置为60°，使得两顶尖孔为向外扩张的结构形式，参见图2，能够使得前顶尖和后顶尖的外部顶尖结构能够有效地插入两顶尖孔中、完成同轴度的定位作用和效果。

本实用新型还提供一种压缩机，其包括前述的曲轴。通过包括前述曲轴、在长轴上开设第一扁位平面和/或在短轴上开设第二扁位平面，能够为曲轴磨削工序的装夹提供支撑定位平面，保证了定位的准确性和装夹的稳定性，保证一次装夹完成磨削成型，克服了现有的磨削工序多、需多次装夹才能定位以进行磨削加工的技术问题，还解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时长轴端部螺栓压在斜坡面上装夹不稳的问题,同时解决了偏心圆的初始角向定位问题。

优选地，所述压缩机为转子式压缩机。这是本实用新型的压缩机的优选结构形式。

1.本实用新型提供了一种一次成型磨削的转子式压缩机的曲轴结构,为外圆成型磨床的一次装夹成形提供了一种可行的加工方案及曲轴结构；

2.该曲轴的两侧扁位加销孔结构(一侧是扁位含销孔，背面也有一处扁位),要求扁位和偏心部所形成的夹角一致性好,销孔垂直于扁位平面而且过曲轴轴线,扁位提供了装夹的支撑定位平面,销孔提供准确的角向定位,(一定位销螺栓前端部销结构与曲轴的扁位销孔配合，确定角向。同时定位销螺栓前端部压紧孔轴端部的扁位)保证了一次装夹完成磨削成型定位的装夹稳定性和角向定位准确性。解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时长轴端部螺栓压在斜坡面上装夹不稳的问题,同时解决了偏心圆的初始角向定位问题。

3.长短轴的两端顶尖或类顶尖结构,长轴和短轴中心孔同轴度要求同轴度0.05mm,中心孔粗糙度要求粗糙度0.8。保证了双顶尖装夹的定位同轴度效果及磨削过程中工况的稳定性,提高了长轴、短轴同轴度和偏心部偏心量(曲轴偏心部是通过成型外圆磨的XC轴联动，拟合出偏心圆轮廓，工况复杂故对曲轴的装夹稳定性和同轴度要求提出了更高的要求)的质量水平。解决了原曲轴在成型外圆磨床上加工时短轴端部与顶尖配合度差,导致加工后长轴、短轴同轴度差,偏心部偏心量不稳定的问题。

而且采用已有的外圆成型磨削设备,可保证一次装夹,各工序全部完成，装夹效率和加工效率显著优于现有的多种设备多种专用工装多次装夹磨削加工的问题,且试制质量较好,试制稳定性明显提高。避免了现有曲轴结构的干涉,无法一次装夹完成全工序磨削的问题。

本实用新型提供了一种一次成型磨削的转子式压缩机的曲轴结构,为外圆成型磨床的一次装夹成形提供了一种可行的加工方案及曲轴结构。

如图3-4所示曲轴6是本实用新型的主体结构,是转子式压缩机的泵体核心零件,前顶尖7、压紧螺栓、定位销螺栓、砂轮9、后顶尖8、定位面螺栓、鸡心夹、导轨是外圆成型磨床的固有设备及必备工装,曲轴6的长轴端部的顶尖孔与外圆成型磨床的前顶尖7配合,曲轴6的长轴扁位套在鸡心夹的孔,与鸡心夹的V形面相切,定位销螺栓最前端为圆柱销钉结构其余部位为普通螺栓,它与曲轴6的扁位加销孔结构配合,形成销配合和面配合,

形成角向定位和面压紧定位,要求扁位和偏心部所形成的夹角一致性好,销孔垂直于扁位平面而且过曲轴轴线,通过这样的定位方式可以准确的判断偏心部的初始安装角向，同时定位销螺栓与鸡心夹的螺栓孔配合,同时鸡心夹的尾端通过压紧螺栓和定位面螺栓进行定位的压紧,最后曲轴6的短轴尾端的60度顶尖结构与后顶尖8通过液压力压紧,而长轴和短轴中心孔同轴度要求同轴度0.05mm,中心孔粗糙度要求粗糙度0.8。保证曲轴磨削过程中装夹的精度和稳定性，确保了长轴和短轴的同轴度质量和偏心部偏心量的质量。

这样就形成了双顶尖装夹,鸡心夹驱动,同时通过销和面定位,进行准确的轴向和角向定位。该实施方案的控制要点,长轴整段需一次磨削,故装配位不得存在径向干涉。定位销螺栓与曲轴6的扁位加销孔结构配合间隙不得过大((保证装夹定位的准确性，因为本次装夹需要同时磨削偏心部、长轴、短轴、止推面等，因为偏心部是有角向的，故如果角向定位不准确，装夹不稳定，则会导致余量不足，磨削加工失败),同时为了保证批次磨削的效果,定位面螺栓调试好后不得随便变更位置,曲轴6的扁位结构与偏心部相互之间的角度一致性要求较高。

在装夹定位后,即可进行长短轴、偏心部、止推面等的一次成型磨削加工。

本实用新型通过简单的结构设计完成一次磨削成型,在装夹效率和加工效率显著优于现有的多种设备多次装夹磨削加工,且试制精度和稳定性都明显提高。同时解决了现有曲轴结构一次装夹完成全工序磨削中存在的干涉问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。