渦旋壓縮機大批量生產(chǎn)的幾個關鍵技術問題

司昌摘要 通過對渦旋壓縮機零件分析司昌摘要 通過對渦旋壓縮機零件分析,闡述了該壓縮機大批量生產(chǎn)時需要解決的專用機床刀具檢測分檔、裝配倒角去毛刺磷化性能測試等核心技術問題,為渦旋壓縮機制造業(yè)提供參考。關鍵詞 質量 大批量生產(chǎn) 渦旋壓縮機偏心量,可用生產(chǎn)線專用檢測設備測試,保證渦旋線良好的嚙合狀態(tài)。(4)機架的同軸度和垂直度機架的主要形位精度為主軸承孔與下軸承孔的同軸度以及兩軸承孔對機架端面的垂直度,需要用專用生產(chǎn)線檢測設備測試,保證主軸良好的運動性能。(5)殼體內徑的精度 不論高壓腔還是低壓腔渦旋式空調壓縮機,電動機的定子都是熱套在管殼內的。了保證轉子氣隙的均勻性,殼體的內徑一般都需要經(jīng)過粗精整形才能達到要求的內徑精度。前言渦旋壓縮機兼具往復式壓縮機與旋轉式壓縮機的點,具有體積小重量輕噪聲振動低及結構簡單等點,被公認為是技術最先進的第三代壓縮機在我隨著柜式空調器產(chǎn)量的增大,渦旋壓縮機越來越受到空調器廠家的青睞,具有巨大的市場潛力。者結合多年對渦旋壓縮機的工藝研究,以及在常大批量生產(chǎn)中遇到的問題,總結了渦旋壓縮機大量生產(chǎn)需要解決的一些關鍵技術問題,才能保證穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)質量。1渦旋盤加工專機及刀具3保證零件的主要加工精度眾所周知,渦旋壓縮機零件精度一般要求微米級m),因為它對壓縮機性能影響較大其零件的主要加工精度為:(1)渦旋線的精度渦旋線的精度是影響壓縮機制冷量的最主要因素它主要包括渦旋型線輪廓度即際值與理論漸開線渦線(也有用其它線型構成渦旋線)的誤差,型線端面型線底面的平面度及兩者之間的平行度,渦壁表面粗糙度,上下倒角值,渦壁垂直度(垂直度已由渦旋線的輪廓度包括了,在生產(chǎn)中一般不測量)渦旋線的輪廓度要保證在10～1m以內,面度和平行度一般應控制在m以內渦旋型線精度可用日本東京測試株式會社(ookooraton)的渦線精度生產(chǎn)線檢測儀。(2)鍵三度”鍵三度是指動盤機架上安裝十字滑環(huán)的鍵槽兩側面的平面度平行度垂直度。它是影響壓縮機運轉性能的關鍵,一般都應控制在7m以內,需要用三坐標測量機在計量室檢測或用大利馬波斯(MAROS)專用檢查裝置在生產(chǎn)線檢測。(3)曲軸的平行度和偏心量曲軸除了要保證主直徑和偏心軸直徑的尺寸公差各軸直徑的圓柱度精度外,還要保證曲軸偏心部軸線與主軸線的平行度、32·231加工專機(1)機床的加工原理 通過大量的實踐證明:靠加中心的XY軸圓弧插補很難加工出高精度渦旋壁(誤差在微米級內),只適用于渦旋壁粗加工渦旋壁半精加工可以采用高精度的加工中心帶數(shù)控回轉工作臺通過展成法完成而對于渦旋盤的精加工必須用專機來實現(xiàn),它的加工原理是采用XYZC軸四軸聯(lián)動和閉環(huán)控制,以展成法為基礎的漸開線插補來完成渦旋盤的加工。專機的靜態(tài)精度是渦(2)專機的主要精度要求盤加工動態(tài)精度的基礎其主要靜態(tài)精度有:主軸向跳動徑向跳動,X軸運動的直線度,XYZC的重復定位精度,工件夾具定位面的跳動動態(tài)精度(參照日本kasfi株式會社提供K20專機的技資料):渦旋壁的外壁上下,內壁上下的漸開線曲誤差MN為-0.0075mm,MAX為0.0075mm,FORM=MAX-MN0.0125mm,渦旋壁底面的平面度為0.005mm。(3)專機的主要生產(chǎn)廠家國外從80年代就開始旋壓縮機制造技術的研究,經(jīng)過了十多年的不懈努力,其中最關鍵的技術之一渦旋盤數(shù)控加工專機,大大提高了加工精度及加快了制造節(jié)拍,從而增加了零件的互換性能并大幅度提高了其經(jīng)濟性國外生制造技術與機床》2000年第5期渦旋盤加工專機的主要公司有德國的Eo公渦旋盤加工專機的主要公司有德國的Eo公司、本的東洋公司(ooadae)日本精工(itciii)堅藤公司(asfi)三井精機(itsiii)、美國的波士頓數(shù)字公司(otoniitlooraton)、瑞士的威力銘(lei)等公司我國還剛剛開始此方面的研制,僅有青海第二機床廠一家生產(chǎn)了渦旋盤專機。(4)渦旋盤專機的基本要求對于空調壓縮機鑄鐵件的精加工,刀具主軸的轉速一般為3000～10000r/in而對于渦旋式汽車空調壓縮機的動定盤合金材料的精加工,如日本東洋的T-402CY專機,3個刀具主軸轉速分別為200003000040000r/in,3個刀具主軸用于加工不同的部位,各軸的輸出功率分別為111175kW;對于薄壁件的高速或超高速切削,容易保證零件的加工精度,但機床各運動部件也應適合高速運動,XYZ軸脈沖最小單位應為0001mm工件旋轉C軸的最小旋轉單位為000°(3.);機床的控制系統(tǒng)必須帶RQ控制功能,可以實現(xiàn)展成法加工,具有漸開線插補功能,能用于手工編渦旋線加工程序;工件卡盤的外徑要比工件法蘭外小002～0.04mm,卡盤工件定位面的平面度應為m以內,夾具的夾緊力應有2級轉換功能,最后一次精加工渦壁夾緊力應調低,減少夾持變形;機床要帶恒溫冷卻裝置和切削油霧收集裝置。32加工刀具影響渦旋壓縮機制造成本最主要的一項是渦旋盤線精銑銑刀使用好這些高精度的銑刀,對于降低渦旋壓縮機制造成本至關重要。(1)加工刀具材質及精度要求材質為整體硬質金(內含特殊成分,耐磨性較好),主要精度要求:刃口直線度<m;徑向跳動<m;底刃跳動<m;刃部錐度<m;硬度>60HRC;右刃右旋旋角3;刃口圓刃帶表面粗糙度Ra0.m;短齒刃帶表面粗糙度Ra0.m;齒數(shù)=6。(2)刀具的使用結合被加工材質,通過反復實踐,對于型線半精加工型線精加工底面頂面精加工的不同工步銑刀的切削參數(shù)(轉速和進給量)應合理選擇,使刀具的壽命500件換一次,重磨后再使用;另外,裝刀的質量對銑刀的壽命影響較大銑刀柄應選擇如日本BIG牌高精度刀柄,裝銑刀的彈性夾頭夾持精度為AA級,即每次裝夾銑刀后,在銑刀伸出量是銑刀直的2倍處測量銑刀的徑向跳動應在m以內如果銑刀徑向跳動大于m,刀具磨損加劇,壽命縮短。(3)刀具的重磨 渦旋壓縮機主要靠銑削加工,銑刀較貴,用量大,易磨損因此,不但要重磨,也要解決制造技術與機床》2000年第5期磨精度的問題應進口一臺高精度銑刀重磨機床,可選用瑞士cheerer公司的5軸數(shù)控工具磨床。(4)技術難點我們在使用日本專用銑刀的同時,了降低成本也試圖用其它國家進口的銑刀替代,使用中存在的主要問題是刀具的精度不一致,磨損快,使用壽命較短國內目前還不能解決此類刀具的精度問題,刀具材質發(fā)脆且易磨損。零件精度在機檢測和離機檢測441在機檢測(1)渦旋線精度的在機檢測有些渦旋盤專機在工完型線后,可以自動檢測出渦線精度,如日本東洋堅藤的渦旋盤專機就帶有此功能。(2)渦旋壁深度磨床的自動檢測渦旋壁軸向間隙引起的軸向泄漏要比徑向間隙引起的切向泄漏大得多因此,在生產(chǎn)的控制過程中,渦旋壁深度要嚴格控制在一定范圍內,不論磨削定盤型線端面的數(shù)控平面磨床,還是磨削動盤型線端面及端板面的數(shù)控旋轉磨都需要用測量探頭自動測量型線的高度,并由測量數(shù)據(jù)決定是否還需要磨削以及磨削量。(3)曲軸主軸頸偏心軸頸磨削的在機檢測在機行業(yè),數(shù)控內外圓磨床利用MAROSS在機測量技已相當成熟渦旋壓縮機曲軸主軸頸偏心軸頸的控外圓磨床也都采用此技術,才能保證穩(wěn)定的批質量。42離機檢測(1)主要精度測量儀器在生產(chǎn)線的使用零件主最終精度的測試都需要用高精度快速檢測儀器,如動電氣測微儀等(利用MAROSS測頭),保證零件的主要尺寸公差要求。(2)專用綜合量儀在生產(chǎn)線的使用由于測試技術的發(fā)展,以前一些在實驗室的檢測項目也可以移到產(chǎn)現(xiàn)場進行快速檢測如日本東測(ookoor2ton)的動定渦旋盤型線精度檢查儀,當作一臺檢測工序使用。(3)三坐標測量機圓度儀的使用利用計量室高精度三坐標測量機圓度儀抽檢零件的主要加工精度,并作為零件精度批合格的最終判斷三坐標測量機還別用于檢測渦旋線精度,也可作為操作者對渦旋線加工專機補償?shù)囊罁?jù)。重要裝配尺寸公差分組了降低加工成本,提高壓縮機裝配精度以及批機性能的一致性,與活塞式旋轉式壓縮機一樣,渦旋式壓縮機也需要采用分組裝配工藝?！?3·5?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.(1)偏心套外徑與滾針軸承內徑選配 在渦旋式車空調壓縮機中,沖壓外(1)偏心套外徑與滾針軸承內徑選配 在渦旋式車空調壓縮機中,沖壓外圈滾針軸承是壓入動盤軸孔里的,壓入后的滾針軸承內徑的公差范圍很大。為了得到良好的壓縮機性能,將內徑的公差分為六組,用偏心套外徑與之配對,保證每組有相同的間隙值。(2)型線深度配對分組 如果型線不采用端面密技術,動定盤型線深度就必須采用分組配對,每3～m為一組,共分5～6組,相同組別定盤型線深度比動盤型線深度深m大批量生產(chǎn)時也可以采用自動測量分組機完成。(3)動盤端板厚與機架分組渦旋壓縮機機構部配后,要求手動確認曲軸的軸向間隙,旋轉要順暢,向可微動因此,動盤裝配后端板面要低于機架端面一般為5～2m由于動盤端板厚度較難控制,為了保證以上高度差,動盤端板厚與機架要分組裝配。壓縮機性能的影響程度做過一次試驗分析試驗證明:機花紋面(花紋面即鑄造的油槽,動盤與機的接觸面十字滑環(huán)與機架的接觸面均稱花紋面)采用去毛刺工序后,壓縮機平均輸入功率會下降90W,制冷量會提高33W,性能系數(shù)(OP)會增加0062/W,噪聲下降0588B(A),振動下降0175m/2另外,機構部裝配有死點而下線的臺數(shù)也大減少了去毛刺的方法:用帶磨料的尼龍刷在臺式鉆床上轉動刷子刷機架花紋面油槽斷續(xù)的切削邊毛刺。(2)定盤去毛刺工序定盤端面由螺栓座面密封面型線端面組成,它們之間用環(huán)形油槽隔開該油槽由車銑加工后還需要精磨平面,必然會產(chǎn)生毛刺,如果不除去毛刺會造成很大的隱患,因此,必須用帶磨料的尼龍刷在臺式鉆床上轉動刷除定盤端面的毛刺。(3)曲軸去毛刺工序曲軸也要經(jīng)過車磨工序,會造成棱邊毛刺,制造時用專用去毛刺設備(如日本新東)帶磨料刷鋼絲刷去除曲軸外表面吸油孔的毛刺及高頻淬火的氧化皮。機構部裝配時的自動定心裝置采用徑向柔性機構的渦旋壓縮機,其動定渦旋盤佳嚙合位置可以通過粗略找心后再用定位銷(定位精度也要達到允許值)定位,運轉時靠曲軸偏心量可以調的方式(即徑向柔性機構),在離心力的作用下保證良好的嚙合,因此,不需要高精度的自動定心裝置。對于恒定曲軸偏心量的渦旋壓縮機,機構部裝時必須準確找出動定渦旋盤最佳嚙合位置其自找心裝置的原理是:為使裝在壓縮機機架的機構部零件之間順暢運轉,零件之間需跑合;首先用傳感器檢空運轉時排氣口的壓力,再將曲軸加緊使之慢慢地轉動,壓縮機一邊轉動,工件壓板一邊從上部輕輕地壓住定盤,定盤在動盤的嚙合下產(chǎn)生微量移動,使定盤型線中心對機架準確定位,然后再對稱緊固螺栓;最后通扭矩檢測儀檢測定盤對機架定位是否準確壓縮機部機構零件負荷是否正確,最終再用手感確認曲軸運轉是否順暢有無死點。6動定盤磷化對壓縮機可靠性的影響8(1)磷化的目的 為了防止渦旋壁軸向的泄漏,動盤在平動時,通過動盤背面的中間壓力被推到定盤側(高壓腔結構),或在背壓腔壓力的作用下使定盤被推向動盤側(低壓腔結構),摩擦力較大如果將動盤定或動定盤均錳系磷化(磷化膜一般在3～1m),由于磷化膜具有存油作用,動定盤磷化處理后可使初期適應性好,不會造成異常磨損,對啟動性能也有利。(2)磷化工藝參數(shù)與正交試驗方法磷化處理要制的工藝參數(shù)有:總酸度游離酸度鐵分酸比磷化溫度和時間對于不同材質或材質相同但不同鑄造廠家的渦旋盤,在相同的磷化工藝參數(shù)下,磷化處理的膜厚有可能不同因此,應根據(jù)不同的材質,利用統(tǒng)計技術的正交試驗方法,通過多組試驗,才能尋找出適合不同材質的工藝參數(shù)。倒角去毛刺工序對壓縮機性能的影響771倒角于精銑渦旋壁及底面的銑刀會有一小刀尖半徑因此渦旋壁底部會留下倒角,一般要求R<0.2mm或C<02mm;動定渦旋壁上倒角與其配對的定動渦旋壁的下倒角相嚙合,如果不銑渦旋壁上倒角壓縮機功率會增大100～150W,因此,渦旋壁精加時,必須精銑上倒角,要求為0.02～0.25mm,并需要用形狀測量機放大測量其倒角值。72去毛刺(3)磷化膜的檢查外觀:均勻,致密,呈灰色或黑色,表面不應有未磷化的殘余空白或銹跡;膜厚:31m,最多不超過1m,用磁性測厚儀測量;耐性:3的氯化鈉溶液中,經(jīng)2h后取出,表面無銹跡合格出現(xiàn)銹跡時間越遲,說明磷化膜的耐蝕性越好。性能測試及壽命試驗9(1)性能測試綜合反映壓縮機制造的水平。(1)機架去毛刺工序34·我們對機架去毛刺工序對結構設計一定的前提下,測試每臺壓縮機的性能也制造技術與機床》2000年第5期?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.不可能在同一數(shù)值上,它反映壓縮機零件精度電動機的制造水平和裝配質量的狀況。利用性能測試的數(shù)不可能在同一數(shù)值上,它反映壓縮機零件精度電動機的制造水平和裝配質量的狀況。利用性能測試的數(shù)可分析發(fā)現(xiàn)問題通過測試壓縮機的制冷量輸入率振動噪聲及對電動機繞組溫度進行數(shù)據(jù)分析,可以發(fā)現(xiàn)壓縮機存在的問題,以便進一步改進設計改進制造工藝,不斷地提高壓縮機性能指標。(2)壽命試驗 加速壽命試驗是通過在最惡劣工況下進行500h或1000h工作,來評判同一批壓縮機的使用壽命是否達到設計的要求這屬壓縮機的持久性可靠性試驗內容,是評判壓縮機設計制造工藝材料改變時最有效的型式試驗方法。(1)零件加工精度,特別是渦旋線精度,對壓縮機性能影響至關重要(2)大批量生產(chǎn)渦旋壓縮機的工藝裝備技術已經(jīng)相當成熟;(3)零件精度測試和性能測試是確保壓縮機質量的必要手段;(4)未采用徑向柔性機構的渦旋壓縮機,機構部裝配的關鍵技術在于動定渦旋盤自動定心裝置;(5)倒角去毛刺工序對渦旋壓縮機性能一致性影響較大,可以使性能得到較大的提高;(6)零件的表面處理是確保壓縮機使用可靠性的關鍵技術之一。作者:謝利昌,珠海市九洲大道中段,凌達壓縮機有限公司技術部,郵編:519015(編輯 周富榮)(期:19990811)10 結束語通過八個方面的論述,說明在大批量生產(chǎn)中需要決好以上幾個關鍵技術問題,才能保證生產(chǎn)出質量穩(wěn)定品質優(yōu)良的渦旋壓縮機主要總結如下:服務熱線·目項目名稱:組建微型汽車后橋齒輪生產(chǎn)線(山東)建設周期:2000年1年投資總額:2960萬元RB進展階段:正在報批項目建議書(立項)需設備:(1)等溫退火生產(chǎn)線;(2)NC數(shù)控車床;(3)數(shù)控銑齒機;(4)淬火壓床低溫稀土滲碳技術;(5)數(shù)控研齒機等。設內容:引進關鍵設備,研制開發(fā)S4101020、S6480A等輕微形汽車后橋齒輪,使其精穩(wěn)定地