一种压缩机活塞的制造方法及其压缩机活塞 |
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| 申请号 | CN202410134373.1 | 申请日 | 2024-01-31 | 公开(公告)号 | CN117961450A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 桐乡市恒泰精密机械有限公司; | 发明人 | 陆志龙; 陆富荣; 陆志强; 钟耀权; 史伟荣; 沈康; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 压缩机 活塞 的制造方法及其 压缩机活塞 ，（1）用球墨 铸 铁 基材进行加工以形成活塞半成品；（2）对活塞半成品进行 热处理 ，其中，热处理包括淬火处理和低温回火处理；（3）对热处理后的活塞半成品进行加工以形成活塞成品；①钻孔步骤：对活塞进行钻孔工艺以在活塞上获得轴向延伸的安装孔；②热处理步骤：对活塞进行热处理；③铰孔步骤：在热处理步骤和钻孔步骤之后，通过铰孔工艺加工安装孔；球墨 铸铁 具有 铸造 性能好、抗震以及耐磨的优点，其成本比传统 灰铸铁 活塞低；且经过淬火处理和低温回火处理后，球墨铸铁的硬度提高，其 耐磨性 进一步提高，从而可以达到满足压缩机用活塞的耐磨性要求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种压缩机活塞的制造方法，其特征在于：包括以下加工步骤： |
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| 说明书全文 | 一种压缩机活塞的制造方法及其压缩机活塞技术领域[0001] 本发明涉及活塞结构领域，特别是涉及一种压缩机活塞的制造方法及其压缩机活塞。 背景技术[0002] 活塞是旋转式压缩机关键零部件之一，活塞的转动能够带动气缸内两个容腔内制冷剂的容积变化。由于活塞与滑片先端始终相抵，因此活塞要求具有高的耐磨性、气密性和小的热膨胀系数。传统的活塞使用含有镍铬钼元素的灰铸铁，且一般通过降低或者去除镍铬钼灰铸铁中的镍铬钼元素以及通过改善热处理过程来提高活塞表面的耐磨性。 [0003] 传统的含有镍铬钼元素的灰铸铁本身成本较高，且后续为了提高其耐磨性的过程会进一步增加其成本；且在中国专利公开号CN111255659A，公开日2020年06月09日，名为“一种压缩机的活塞的装配方法”，包括连杆、活塞、活塞销和定位销，活塞上设有活塞销孔，活塞销上设有连通的轴向通孔和径向通孔，活塞上设有定位通孔，定位通孔与活塞销孔连通，其特征是，包括以下步骤：（S1）活塞销穿过连杆小头孔插装在活塞的活塞销孔中；（S2）定位销穿过活塞上的定位通孔，插入活塞销的径向通孔中；（S3）将支撑杆插入活塞销的轴向通孔中，使定位销与支撑杆接触，敲击所述支撑杆使得定位销塑性变形；（S4）取出支撑杆；该结构在使用时，（1）活塞外壁润滑效果差，外壁完全与气缸孔壁表面接触，接触面积和摩擦面积较大，活塞在高速运动时机械损耗较大；（2）活塞高速运动时易产生摩擦噪音。 发明内容[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种压缩机活塞的制造方法及其压缩机活塞，球墨铸铁具有铸造性能好、抗震以及耐磨的优点，其成本比传统灰铸铁活塞低；且经过淬火处理和低温回火处理后，球墨铸铁的硬度提高，其耐磨性进一步提高，从而可以达到满足压缩机用活塞的耐磨性要求，而且在最后的加工过程中，先在活塞上钻加工出圆形的安装孔，再对安装孔进行相关的加工，如铰孔、珩加工等，然后再把圆形的安装孔切割成最终的安装槽，这样，可以有效避免出现钻孔时的切削力不平衡现象，采用钻孔、铰孔、珩磨加工等高效率、低成本的加工手段，便可以获得需要的尺寸精度和表面质量，根据本发明中的压缩机活塞的制造方法，可以实现压缩机活塞的高效率、低成本加工，以获得需要的尺寸精度和表面质量,通过开设的多组环形油槽和卡接槽结构，可实现活塞套片和活塞外侧壁的紧固连接，起到多重的密封效果，且活塞套片可采用陶瓷材质，使其耐磨性更强，不易发生损坏现象，进而能够提高该压缩机活塞的使用寿命。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种压缩机活塞的制造方法，包括以下加工步骤：（1）用球墨铸铁基材进行加工以形成活塞半成品； （2）对所述活塞半成品进行热处理，其中，所述热处理包括淬火处理和低温回火处理； （3）对热处理后的所述活塞半成品进行加工以形成活塞成品； ①钻孔步骤：对活塞进行钻孔工艺以在所述活塞上获得轴向延伸的安装孔； ②热处理步骤：对所述活塞进行热处理； ③铰孔步骤：在热处理步骤和钻孔步骤之后，通过铰孔工艺加工所述安装孔； ④珩加工步骤：在铰孔步骤之后，通过珩工艺加工所述安装孔； ⑤切割步骤：在珩加工步骤之后，对所述活塞进行切割工艺以形成贯穿所述活塞外周面且连通所述安装孔的切槽。 [0006] 作为本发明的一种优选技术方案，所述球墨铸铁基材的化学成分按照质量百分比包括：碳C：4.0％‑5.0％；硅Si：3.0％‑4.0％；硫S：≤0.07％；镁Mg：0.04％‑0.09％；磷P：≤0.3％；铜Cu：0.7％‑0.9％，锰Mn：≤3.0％；其余部分由铁Fe构成。 [0007] 作为本发明的一种优选技术方案，热处理后的所述活塞半成品以及所述活塞成品的表面硬度处于45HRc‑58HRc范围内，抗拉强度≥400MPa，热处理后的所述活塞半成品的金相组织包括：回火马氏体、球状石墨、均匀分布的碳化物及残余奥氏体组织；未热处理的所述活塞半成品的金相组织包括球形石墨、珠光体和铁素体。 [0008] 作为本发明的一种优选技术方案，在所述钻孔步骤中，所述安装孔的加工余量为0.05mm‑0.5mm，在所述热处理步骤之后，所述活塞的硬度为25HRC‑60HRC；在所述铰孔步骤中，铰刀的转速大于300rpm，且加工量为0.03mm‑0.5mm；在所述珩加工步骤中，珩磨头的转速大于50rpm，且加工量为0.005mm‑0.05mm。 [0009] 作为本发明的一种优选技术方案，所述淬火处理的淬火温度为830℃‑950℃，和/或，保温时间为1h‑4h，和/或，淬火液为油或者水；所述低温回火处理的保温温度为180℃‑200℃，和/或，保温时长2h‑6h。 [0010] 一种压缩机活塞，包括活塞，所述活塞的外侧开设有环形油槽，所述活塞的外侧顶端均开设有底槽，所述活塞的中部开设有容纳腔，所述活塞的外侧套设有活塞套片，所述活塞套片的内侧开设有卡接槽，且所述活塞套皮和活塞的中部均开设有活塞销孔作为本发明的一种优选技术方案，所述活塞的侧壁上开设有卸油孔。 [0011] 作为本发明的一种优选技术方案，所述环形油槽和卡接槽均分别在活塞和活塞套片侧壁上均开设有多组。 [0012] 作为本发明的一种优选技术方案，所述环形油槽和卡接槽的外侧均为圆角结构。 [0013] 与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：1、本发明中缩机活塞的形成材料为球墨铸铁，球墨铸铁具有铸造性能好、抗震以及耐磨的优点，其成本比传统灰铸铁活塞低；且经过淬火处理和低温回火处理后，球墨铸铁的硬度提高，其耐磨性进一步提高，从而可以达到满足压缩机用活塞的耐磨性要求，而且在最后的加工过程中，先在活塞上钻加工出圆形的安装孔，再对安装孔进行相关的加工，如铰孔、珩加工等，然后再把圆形的安装孔切割成最终的安装槽，这样，可以有效避免出现钻孔时的切削力不平衡现象，采用钻孔、铰孔、珩磨加工等高效率、低成本的加工手段，便可以获得需要的尺寸精度和表面质量，根据本发明中的压缩机活塞的制造方法，可以实现压缩机活塞的高效率、低成本加工，以获得需要的尺寸精度和表面质量。 [0014] 2、本发明中，通过开设的多组环形油槽和卡接槽结构，可实现活塞套片和活塞外侧壁的紧固连接，起到多重的密封效果，且活塞套片可采用陶瓷材质，使其耐磨性更强，不易发生损坏现象，进而能够提高该压缩机活塞的使用寿命。附图说明 [0015] 图1为本发明的结构流程图；图2为本发明的结构S3中的流程图； 图3为本发明的活塞结构示意图； 图4为本发明中图3的结构拆分图； 图5为本发明中图3的结构主视图； 图6为本发明中活塞套片的结构示意图。 [0016] 其中：1、活塞；2、活塞套片；21、卡接槽；3、活塞销孔；4、容纳腔；5、卸油孔；6、环形油槽；7、底槽。 具体实施方式[0017] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。 [0018] 实施例:如图1‑2所示，本发明提供一种压缩机活塞的制造方法，包括以下加工步骤： （1）用球墨铸铁基材进行加工以形成活塞半成品； （2）对活塞半成品进行热处理，其中，热处理包括淬火处理和低温回火处理； （3）对热处理后的活塞半成品进行加工以形成活塞成品； ①钻孔步骤：对活塞进行钻孔工艺以在活塞上获得轴向延伸的安装孔； ②热处理步骤：对活塞进行热处理； ③铰孔步骤：在热处理步骤和钻孔步骤之后，通过铰孔工艺加工安装孔； ④珩加工步骤：在铰孔步骤之后，通过珩工艺加工安装孔； ⑤切割步骤：在珩加工步骤之后，对活塞进行切割工艺以形成贯穿活塞外周面且连通安装孔的切槽。 [0019] 在其他实施例中，球墨铸铁基材的化学成分按照质量百分比包括：碳C：4.0％；硅Si：3.0％；硫S：0.07％；镁Mg：0.04％；磷P：0.3％；铜Cu：0.7％，锰Mn：3.0％；其余部分由铁Fe构成，热处理后的活塞半成品以及活塞成品的表面硬度处于45HRc‑58HRc范围内，抗拉强度400MPa，热处理后的活塞半成品的金相组织包括：回火马氏体、球状石墨、均匀分布的碳化物及残余奥氏体组织；未热处理的活塞半成品的金相组织包括球形石墨、珠光体和铁素体，在钻孔步骤中，安装孔的加工余量为0.05mm‑0.5mm，在热处理步骤之后，活塞的硬度为25HRC‑60HRC；在铰孔步骤中，铰刀的转速大于300rpm，且加工量为0.03mm‑0.5mm；在珩加工步骤中，珩磨头的转速大于50rpm，且加工量为0.005mm‑0.05mm，淬火处理的淬火温度为830℃‑950℃，和/或，保温时间为1h‑4h，淬火液为油或者水；低温回火处理的保温温度为180℃‑200℃，和/或，保温时长2h‑6h；本发明中缩机活塞的形成材料为球墨铸铁，球墨铸铁具有铸造性能好、抗震以及耐磨的优点，其成本比传统灰铸铁活塞低；且经过淬火处理和低温回火处理后，球墨铸铁的硬度提高，其耐磨性进一步提高，从而可以达到满足压缩机用活塞的耐磨性要求，而且在最后的加工过程中，先在活塞上钻加工出圆形的安装孔，再对安装孔进行相关的加工，如铰孔、珩加工等，然后再把圆形的安装孔切割成最终的安装槽，这样，可以有效避免出现钻孔时的切削力不平衡现象，采用钻孔、铰孔、珩磨加工等高效率、低成本的加工手段，便可以获得需要的尺寸精度和表面质量，根据本发明中的压缩机活塞的制造方法，可以实现压缩机活塞的高效率、低成本加工，以获得需要的尺寸精度和表面质量。 [0020] 实施例二：如图3‑6所示：一种压缩机活塞，包括活塞1，活塞1的外侧开设有环形油槽，活塞1的外侧顶端均开设有底槽7，活塞1的中部开设有容纳腔4，活塞1的外侧套设有活塞套片2，活塞套片2的内侧开设有卡接槽21，且活塞套皮2和活塞1的中部均开设有活塞销孔3在其他实施例中，活塞1的侧壁上开设有卸油孔5；环形油槽6和卡接槽21均分别在活塞1和活塞套片2侧壁上均开设有多组；环形油槽6和卡接槽21的外侧均为圆角结构；通过开设的多组环形油槽6和卡接槽21结构，可实现活塞套片2和活塞1外侧壁的紧固连接，起到多重的密封效果，且活塞套片2可采用陶瓷材质，使其耐磨性更强，不易发生损坏现象，进而能够提高该压缩机活塞的使用寿命。 [0021] 实施例三：一种压缩机活塞的制造方法，包括以下加工步骤：（1）用球墨铸铁基材进行加工以形成活塞半成品； （2）对活塞半成品进行热处理，其中，热处理包括淬火处理和低温回火处理； （3）对热处理后的活塞半成品进行加工以形成活塞成品； ①钻孔步骤：对活塞进行钻孔工艺以在活塞上获得轴向延伸的安装孔； ②热处理步骤：对活塞进行热处理； ③铰孔步骤：在热处理步骤和钻孔步骤之后，通过铰孔工艺加工安装孔； ④珩加工步骤：在铰孔步骤之后，通过珩工艺加工安装孔； ⑤切割步骤：在珩加工步骤之后，对活塞进行切割工艺以形成贯穿活塞外周面且连通安装孔的切槽。 [0022] 球墨铸铁基材的化学成分按照质量百分比包括：碳C：5.0％；硅Si：4.0％；硫S：0.07％；镁Mg：0.09％；磷P：0.3％；铜Cu：0.9％，锰Mn：3.0％；其余部分由铁Fe构成；热处理后的活塞半成品以及活塞成品的表面硬度处于45HRc‑58HRc范围内，抗拉强度≥400MPa，热处理后的活塞半成品的金相组织包括：回火马氏体、球状石墨、均匀分布的碳化物及残余奥氏体组织；未热处理的活塞半成品的金相组织包括球形石墨、珠光体和铁素体；在钻孔步骤中，安装孔的加工余量为0.05mm‑0.5mm，在热处理步骤之后，活塞的硬度为25HRC‑60HRC；在铰孔步骤中，铰刀的转速大于300rpm，且加工量为0.03mm‑0.5mm；在珩加工步骤中，珩磨头的转速大于50rpm，且加工量为0.005mm‑0.05mm；淬火处理的淬火温度为830℃‑950℃，和/或，保温时间为1h‑4h，和/或，淬火液为油或者水；低温回火处理的保温温度为180℃‑200℃，和/或，保温时长2h‑6h。 |
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