專利名稱：一種加工封閉式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種加工封閉式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸的方法，更具體的是，涉及一種可降低曲柄軸生產(chǎn)成本提高生產(chǎn)率的方法。
圖1展示了傳統(tǒng)的封閉式往復(fù)壓縮機(jī)。如圖1所示，傳統(tǒng)的封閉式往復(fù)壓縮機(jī)具有電驅(qū)動部分20，和設(shè)置在具有上殼1和下殼2的殼體10內(nèi)的壓縮部分30。電驅(qū)動部分20和壓縮部分30通過曲柄軸40相互連接在一起。電驅(qū)動部分20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動被曲柄軸40轉(zhuǎn)化成壓縮部分30的往復(fù)運(yùn)動。
曲柄40包括插入到電驅(qū)動部分20的轉(zhuǎn)子21內(nèi)的主軸41，和與活塞31及壓縮部分30的連接桿32相連的曲柄部分42。在圖1中，標(biāo)號22代表定子，33是圓柱塊，及34是圓柱頭。
加工上述封閉式往復(fù)壓縮機(jī)的傳統(tǒng)方法是通過鑄造模制曲柄軸。模制后，鑄造曲柄軸再經(jīng)加工到要求尺寸。換句話說，鑄造曲柄軸模制表面的一部分通過切削如粗切削和車削去除掉。接下來，為提高其剛度，曲柄軸要經(jīng)過熱處理過程。熱處理曲柄軸再經(jīng)過凈切削和加工形成成品曲柄軸。
然而，上述傳統(tǒng)的曲柄軸加工方法沒有提供一個(gè)生產(chǎn)成品模制產(chǎn)品的簡單過程。在該過程中，模制產(chǎn)品需要經(jīng)過后處理，如粗切削，車削，和磨的處理。這就降低了生產(chǎn)率并增加了加工成本。
而且，因?yàn)榍邢鞑牧峡偭侩S鑄造耗散量的增加而增加，生產(chǎn)周期也相應(yīng)延長，因而降低生產(chǎn)率。而且，因?yàn)楹纳⒘亢艽螅庸r(shí)載荷條件不同，因此切削工具的磨損也增加。
而且，用傳統(tǒng)的加工曲柄軸的方法很難加工中空的曲柄軸，這種曲柄軸具有較高的剛度，高于傳統(tǒng)的曲柄軸。而且，傳統(tǒng)的實(shí)心曲柄軸因?yàn)槭菍?shí)心的所以較重。因此，采用實(shí)心曲柄軸的壓縮機(jī)的效率因?yàn)榇筚|(zhì)量的往復(fù)運(yùn)動而降低。
最后，在傳統(tǒng)加工曲柄軸的方法中，一條深的油路通過后加工形成于模制產(chǎn)品中。因此，由于加工油路的復(fù)雜性，該步驟同樣降低了加工曲柄軸的生產(chǎn)率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種加工較輕重量曲柄軸的方法。
在根據(jù)本發(fā)明的加工曲柄軸的方法中，主軸和從主軸以預(yù)定程度偏心的曲柄部分是分開制造的。主軸和曲柄部分再用激光焊連接起來。主軸是一個(gè)中空管，曲柄部分通過燒結(jié)模制制造。中空管和燒結(jié)模制產(chǎn)品的材料是包括重量百分比小于0.5％碳的金屬合金。中空管優(yōu)選碳鋼管。
用于容納主軸一端的環(huán)形溝槽形成于曲柄部分的連接側(cè)，曲柄部分與主軸相互連接在一起，因此主軸的端部就插入到曲柄部分的環(huán)形溝槽內(nèi)。這里，其中所述環(huán)形溝槽的形成使得主軸相對其實(shí)現(xiàn)靜配合根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，加工具有主軸和從主軸以預(yù)定程度偏心的曲柄部分的密封式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸的方法包括通過拉拔和切斷預(yù)定長度的碳鋼管來準(zhǔn)備中空管主軸，并在碳鋼管上至少形成一條油路；通過燒結(jié)金屬合金粉末形成具有偏心軸和配重的模制產(chǎn)品而準(zhǔn)備曲柄軸，然后在模制產(chǎn)品上至少形成一條油路，并以預(yù)定深度在模制產(chǎn)品一側(cè)形成環(huán)形溝槽；在把主軸一端插入到曲柄部分的環(huán)形溝槽中后，用激光焊連接主軸和曲柄部分；在接合曲柄軸上形成氧化層以提高接合曲柄軸的抗腐蝕性和耐磨性；最后進(jìn)行凈切削。


本發(fā)明的目的和特點(diǎn)將在參照附圖描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的過程中更加明顯，附圖中圖1是展示傳統(tǒng)密封式往復(fù)壓縮機(jī)的分解透視圖；圖2是展示根據(jù)本發(fā)明加工密封式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸方法的橫截面圖；圖3是展示根據(jù)本發(fā)明加工的密封式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸的透視圖。
優(yōu)選實(shí)施例以下，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將參照附圖更加詳細(xì)地描述。
圖2是展示根據(jù)本發(fā)明加工密封式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸方法的橫截面圖。圖3是展示根據(jù)本發(fā)明制造的組裝封閉式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸的透視圖。
如圖2和3所示，根據(jù)本發(fā)明方法加工的曲柄軸40包括主軸41和沿偏心方向以預(yù)定量從主軸41伸出的曲柄部分42。主軸41和曲柄部分42用激光焊連接到一起。
主軸41是中空管。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，拉拔碳鋼管以預(yù)定長度切斷，并且至少一條油路41a通過切削碳鋼管形成于預(yù)定位置。在主軸由中空管構(gòu)成的情況中，其重量與實(shí)心軸相比減輕很多。而且，中空管的平直度提高，而且切斷管末端的散邊或卷邊是統(tǒng)一的，因此沒有必要有初切削過程。
同時(shí)，用于汽車或機(jī)器的碳鋼管可用于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的主軸41。但是，主軸不限于上述例子。主軸41可由包括低于0.5％碳的合金制成的中空管形成。
曲柄部分42具有偏心軸42a和配重42b。曲柄部分通過用燒結(jié)金屬合金形成產(chǎn)品的粉末冶金法形成。這里，所有具有低于0.5％碳的合金都可用作金屬合金。因?yàn)榍糠?2作為燒結(jié)產(chǎn)品采用粉末冶金法加工而成，因此該過程被改善，并且作為后處理的切削可省略。因此，加工過程得到簡化。而且，曲柄部分42具有中空偏心軸42a，和至少一條從中空穿透到其后側(cè)的油路42c。
而且，曲柄部分42具有在其與主軸41相連的連接側(cè)容納主軸41一端的環(huán)形溝槽42d。主軸41的該端插入到曲柄部分42的環(huán)形溝槽42d內(nèi)，并在主軸41與曲柄部分42激光焊接時(shí)穩(wěn)固地連接到一起。環(huán)形溝槽42d的形成使具有標(biāo)稱直徑的管可插入其中。
在分別形成中空管的主軸41和燒結(jié)產(chǎn)品的曲柄部分42并且通過把主軸41插入到曲柄部分42的環(huán)形溝槽42d中而把主軸41連接到曲柄部分42上后，主軸41和曲柄部分42用激光焊連接到一起。焊接過程將在下面詳細(xì)描述。
主軸41和曲柄部分42在連接部分用激光焊連接起來，其中主軸41與環(huán)形溝槽42a在連接部分相交。激光焊接連接最優(yōu)抗張強(qiáng)度的焊接條件是3到10千瓦的激光輸出，0.51到1.78米/分的傳輸速度，和20°到70°的聚焦點(diǎn)。
在根據(jù)以上焊接過程對主軸41和曲柄部分42進(jìn)行激光焊接后，提高防腐性和耐磨性的氧化膜形成于焊接元件的表面，還要添加切削操作。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)同心度的粗切削和車削步驟沒有必要并可被省略或減少。尤其是，生產(chǎn)率提高了，并且因?yàn)椴捎酶吣芰棵芏鹊募す?，焊接可在很短的時(shí)間內(nèi)完成。因此，熱處理所引起的變形較小，并且可以以非接觸形式作出更多自由設(shè)計(jì)。
根據(jù)上面描述的本發(fā)明，因?yàn)榍S的主軸是拉拔鋼管，所以重量減輕，并且管末端切削過程中的散邊是均勻的。因此，沒有必要進(jìn)行初加工。而且，因?yàn)榍糠滞ㄟ^燒結(jié)模制而成，因此幾乎不需要后處理，并且加工過程顯著縮短。
除此之外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)橹鬏S端部連接到曲柄部分的環(huán)形溝槽內(nèi)，并通過焊接插入其中，焊接生成的焊道填滿環(huán)形溝槽。因此，焊接區(qū)域周圍沒有空隙，強(qiáng)度增加。而且，焊道不突出到外部，因此去除焊道的后處理可以省略。
而且，根據(jù)本發(fā)明，主軸是管的形狀，因此一條簡單的油路沿徑向形成于主軸上以形成油路。因此，加工過程與傳統(tǒng)形成油路的方法相比大為簡化。
最后，曲柄部分通過燒結(jié)而成，因此加工精確度較高而且后處理可以省略。
因此，本發(fā)明提供了一種低生產(chǎn)成本高強(qiáng)度的曲柄軸。
至此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已說明和描述完。但是，本發(fā)明不僅限于此處描述的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的范圍在以下的權(quán)利要求中公布并僅限于此。
權(quán)利要求
1.一種用于密封式往復(fù)壓縮機(jī)的曲柄軸，其中曲柄軸包括與密封式往復(fù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接的主軸；及與聯(lián)接桿相連以預(yù)定程度相對主軸偏心的曲柄部分，且在主軸部分作為中空管而加工成型且曲柄部分通過燒結(jié)模制而成后，主軸和曲柄部分通過激光焊連接到一起。
2.如權(quán)利要求1所述的曲柄軸，其中所述中空管和燒結(jié)模制產(chǎn)品的材料是含有少于0.5％碳的金屬合金。
3.如權(quán)利要求1所述的曲柄軸，其中所述中空管是機(jī)器或汽車中所用的碳鋼管。
4.如權(quán)利要求1所述的曲柄軸，其中用來容納主軸端部的環(huán)形溝槽設(shè)置于曲柄部分上與主軸相連的連接側(cè)，并且曲柄部分和主軸通過把主軸末端插入到環(huán)形溝槽中而相互連接起來。
5.如權(quán)利要求4所述的曲柄軸，其中所述環(huán)形溝槽的形成可使得主軸相對其實(shí)現(xiàn)靜配合。
6.一種加工密封式往復(fù)壓縮機(jī)曲柄軸的方法，其包括以下步驟提供包括用來與密封式往復(fù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接的主軸的曲柄軸；及把連接桿連接到曲柄軸的曲柄部分從而相對于主軸以預(yù)定的程度偏心，以中空管的形式形成主軸；并且通過燒結(jié)模制形成曲柄部分；及激光焊接主軸和曲柄部分。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述中空管和燒結(jié)模制產(chǎn)品由含有低于0.5％碳的金屬合金制成。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述中空管由機(jī)器或汽車中使用的碳鋼管制成。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中用來容納主軸端部的環(huán)形溝槽形成于曲柄部分與主軸相連的連接側(cè)上；且曲柄部分與主軸相互連接因此主軸的端部就在激光焊前插入到環(huán)形溝槽中。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述環(huán)形溝槽的形成使得主軸相對其實(shí)現(xiàn)靜配合。
11.一種加工用于密封式往復(fù)壓縮機(jī)的曲柄軸的方法，其中曲柄軸具有主軸和以預(yù)定程度從主軸偏心的曲柄部分，所述方法包括以下步驟通過以預(yù)定長度拉拔和切斷碳鋼中空管而準(zhǔn)備主軸，且在中空碳鋼管上形成至少一條油路；通過燒結(jié)金屬合金粉末形成具有偏心軸和配重的模制產(chǎn)品而準(zhǔn)備曲柄部分，在模制產(chǎn)品上至少形成一條油路，并以預(yù)定的深度在模制產(chǎn)品的一側(cè)形成環(huán)形溝槽；通過把主軸末端插入到曲柄部分的環(huán)形溝槽中而連接主軸和曲柄部分；通過在這二者互相插入的地方激光焊接主軸到曲柄部分而連接主軸和曲柄部分；形成用來提高接合曲柄軸的防腐蝕性和抗磨損性的氧化層；及最后凈切削。
全文摘要
一種加工用于密封式往復(fù)壓縮機(jī)的曲柄軸的方法,其包括以下步驟,提供主軸和以預(yù)定程度從主軸偏心的分開制造的曲柄部分。主軸與曲柄部分通過激光焊接連接到一起。主軸是中空管,曲柄部分通過燒結(jié)而成。主軸和曲柄部分相連接,并且主軸的末端插入到形成于曲柄部分上主軸連接側(cè)的環(huán)形溝槽。因此,主軸是拉拔鋼管,曲柄部分通過燒結(jié)而成,因此曲柄軸變輕并且不需要后處理。因此,加工過程大為簡化,并且曲柄軸以低生產(chǎn)成本加工。
文檔編號F16C3/10GK1423067SQ02140590
公開日2003年6月11日 申請日期2002年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月4日
發(fā)明者徐承敦 申請人:三星光州電子株式會社