1保證零件的主要加工精度

　　眾所周知，渦旋壓縮機(jī)零件精度一般要求微米級（μm），因?yàn)樗鼘嚎s機(jī)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(jī)制冷量的*主要因素。它主要包括渦旋型線輪廓度即實(shí)際值與理論漸開線渦線（也有用其它線型構(gòu)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)中一般不再測量）。渦旋線的輪廓度要保證在10～15μm以內(nèi)，平面度和平行度一般應(yīng)控制在5μm以內(nèi)。渦旋型線精度可用日本東京測試株式會社（Tosokcorporation）的渦線精度生產(chǎn)線檢測儀。

　　（2）鍵槽"三度"鍵槽"三度"是指動盤，機(jī)架上安裝十字滑環(huán)的鍵槽兩側(cè)面的平面度，平行度，垂直度。

　　它是影響壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的關(guān)鍵，一般都應(yīng)控制在715μm以內(nèi)，需要用三坐標(biāo)測量機(jī)在計量室檢測或用意大利馬波斯（MARPOSS）專用檢查裝置在生產(chǎn)線檢測。

　?。?）曲軸的平行度和偏心量曲軸除了要保證主軸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，偏心量，可用生產(chǎn)線專用檢測設(shè)備測試，保證渦旋線良好的嚙合狀態(tài)。

　?。?）機(jī)架的同軸度和垂直度機(jī)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(jī)架端面的垂直度，需要用專用生產(chǎn)線檢測設(shè)備測試，保證主軸良好的運(yùn)動性能。

　?。?）殼體內(nèi)徑的精度不論高壓腔還是低壓腔渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)，電動機(jī)的定子都是熱套在管殼內(nèi)的。

　　為了保證轉(zhuǎn)子氣隙的均勻性，殼體的內(nèi)徑一般都需要經(jīng)過粗，精整形才能達(dá)到要求的內(nèi)徑精度。

　　3渦旋盤加工專機(jī)及刀具

　　311加工專機(jī)

　　（1）機(jī)床的加工原理通過大量的實(shí)踐證明：靠加工中心的X，Y軸圓弧插補(bǔ)很難加工出高精度渦旋壁（誤差在微米級內(nèi)），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(zhuǎn)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(jī)來實(shí)現(xiàn)，它的加工原理是采用X，Y，Z，C軸四軸聯(lián)動和閉環(huán)控制，以展成法為基礎(chǔ)的漸開線插補(bǔ)來完成渦旋盤的加工。

　?。?）專機(jī)的主要精度要求專機(jī)的靜態(tài)精度是渦旋盤加工動態(tài)精度的基礎(chǔ)。其主要靜態(tài)精度有：主軸軸向跳動，徑向跳動，X軸運(yùn)動的直線度，X，Y，Z，C軸的重復(fù)定位精度，工件夾具定位面的跳動。動態(tài)精度（參照日本kashifuji株式會社提供KY20專機(jī)的技術(shù)資料）：渦旋壁的外壁上，下，內(nèi)壁上，下的漸開線曲線誤差MIN為-0.0075mm，MAX為0.0075mm，F(xiàn)ORM=MAX-MIN≤0.0125mm，渦旋壁底面的平面度為0.005mm.（3）專機(jī)的主要生產(chǎn)廠家國外從80年代就開始渦旋壓縮機(jī)制造技術(shù)的研究，經(jīng)過了十多年的不懈努力，其中*關(guān)鍵的技術(shù)之一DDD渦旋盤數(shù)控加工專機(jī)，已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(jì)性。國外生產(chǎn)渦旋盤加工專機(jī)的主要公司有德國的Excello公司，日本的東洋公司（Toyoadvance），日本精工（Hitachi seiki），堅藤公司（Kashifuji），三井精機(jī)（Mitsuiseiki），美國的波士頓數(shù)字公司（BostonDigitalcorporation），瑞士的威力銘（Willemin）等公司。我國還剛剛開始此方面的研制，僅有青海第二機(jī)床廠一家生產(chǎn)了渦旋盤專機(jī)。

　?。?）渦旋盤專機(jī)的基本要求對于空調(diào)壓縮機(jī)鑄鐵件的精加工，刀具主軸的轉(zhuǎn)速一般為3000～10000r/min，而對于渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的動定盤鋁合金材料的精加工，如日本東洋的T-402SCY專機(jī)，3個刀具主軸轉(zhuǎn)速分別為20000，30000，40000 r/min，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11，11，715kW；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(jī)床各運(yùn)動部件也應(yīng)適合高速運(yùn)動，X，Y，Z軸脈沖*小單位應(yīng)為01001mm，工件旋轉(zhuǎn)C軸的*小旋轉(zhuǎn)單位為01001°（3.6″）；機(jī)床的控制系統(tǒng)必須帶RDQ控制功能，可以實(shí)現(xiàn)展成法加工，具有漸開線插補(bǔ)功能，能用于手工編寫渦旋線加工程序；工件卡盤的外徑要比工件法蘭外徑小0102～0.04mm，卡盤工件定位面的平面度應(yīng)為3μm以內(nèi)，夾具的夾緊力應(yīng)有2級轉(zhuǎn)換功能，*后一次精加工渦壁夾緊力應(yīng)調(diào)低，減少夾持變形；機(jī)床要帶恒溫冷卻裝置和切削油霧收集裝置。

　　312加工刀具

　　影響渦旋壓縮機(jī)制造成本*主要的一項(xiàng)是渦旋盤型線精銑銑刀。使用好這些高精度的銑刀，對于降低渦旋壓縮機(jī)制造成本至關(guān)重要。

　?。?）加工刀具材質(zhì)及精度要求材質(zhì)為整體硬質(zhì)

　　合金（內(nèi)含特殊成分，耐磨性較好），主要精度要求：刃口直線度<3μm；徑向跳動<3μm；底刃跳動<3μm；刃部錐度<2μm；硬度>60HRC；右刃右旋旋角30°；刃口圓刃帶表面粗糙度Ra0.4μm；短齒刃帶表面粗糙度Ra0.4μm；齒數(shù)=6.（2）刀具的使用結(jié)合被加工材質(zhì)，通過反復(fù)實(shí)

　　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(zhuǎn)速和進(jìn)給量）應(yīng)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(zhì)量對銑刀的壽命影響較大。銑刀柄應(yīng)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徑的2倍處測量銑刀的徑向跳動應(yīng)在3μm以內(nèi)。如果銑刀徑向跳動大于3μm，刀具磨損加劇，壽命縮短。

　?。?）刀具的重磨渦旋壓縮機(jī)主要靠銑削加工，銑刀較貴，用量大，易磨損。因此，不但要重磨，也要解決重磨精度的問題。應(yīng)進(jìn)口一臺高精度銑刀重磨機(jī)床，可選用瑞士Schneeberger公司的5軸數(shù)控工具磨床。

　?。?）技術(shù)難點(diǎn)我們在使用日本專用銑刀的同時，為了降低成本也試圖用其它國家進(jìn)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(nèi)目前還不能解決此類刀具的精度問題，刀具材質(zhì)發(fā)脆且易磨損。

　　3零件精度在機(jī)檢測和離機(jī)檢測

　　311在機(jī)檢測

　?。?）渦旋線精度的在機(jī)檢測有些渦旋盤專機(jī)在加工完型線后，可以自動檢測出渦線精度，如日本東洋，堅藤的渦旋盤專機(jī)就帶有此功能。

　?。?）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(yán)格控制在一定范圍內(nèi)，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(zhuǎn)磨床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。

　?。?）曲軸主軸頸，偏心軸頸磨削的在機(jī)檢測在機(jī)床行業(yè)，數(shù)控內(nèi)外圓磨床利用MARPOSS在機(jī)測量技術(shù)已相當(dāng)成熟。渦旋壓縮機(jī)曲軸主軸頸，偏心軸頸的數(shù)控外圓磨床也都采用此技術(shù)，才能保證穩(wěn)定的批質(zhì)量。

　　312離機(jī)檢測

　?。?）主要精度測量儀器在生產(chǎn)線的使用零件主要*終精度的測試都需要用高精度快速檢測儀器，如氣動，電氣測微儀等（利用MARPOSS測頭），保證零件的主要尺寸公差要求。

　?。?）專用綜合量儀在生產(chǎn)線的使用由于測試技術(shù)的發(fā)展，以前一些在實(shí)驗(yàn)室的檢測項(xiàng)目也可以移到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行快速檢測。如日本東測（Tosokcorpora2 tion）的動定渦旋盤型線精度檢查儀，當(dāng)作一臺檢測工序使用。

　?。?）三坐標(biāo)測量機(jī)，圓度儀的使用利用計量室高精度三坐標(biāo)測量機(jī)，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*終判斷。三坐標(biāo)測量機(jī)還特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(jī)補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。

　　4重要裝配尺寸公差分組

　　為了降低加工成本，提高壓縮機(jī)裝配精度以及批整機(jī)性能的一致性，與活塞式，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)一樣，渦旋式壓縮機(jī)也需要采用分組裝配工藝。

　?。?）偏心套外徑與滾針軸承內(nèi)徑選配在渦旋式汽車空調(diào)壓縮機(jī)中，沖壓外圈滾針軸承是壓入動盤軸承孔里的，壓入后的滾針軸承內(nèi)徑的公差范圍很大。

　　為了得到良好的壓縮機(jī)性能，將內(nèi)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封技術(shù)，動定盤型線深度就必須采用分組配對，每3～5μm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5μm.大批量生產(chǎn)時也可以采用自動測量分組機(jī)完成。

　?。?）動盤端板厚與機(jī)架分組渦旋壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)部裝配后，要求手動確認(rèn)曲軸的軸向間隙，旋轉(zhuǎn)要順暢，軸向可微動。因此，動盤裝配后端板面要低于機(jī)架端面，一般為5～25μm.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(jī)架要分組裝配。

　　5機(jī)構(gòu)部裝配時的自動定心裝置

　　采用徑向柔性機(jī)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)，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(dá)到允許值）定位，運(yùn)轉(zhuǎn)時靠曲軸偏心量可以微調(diào)的方式（即徑向柔性機(jī)構(gòu)），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。

　　但對于恒定曲軸偏心量的渦旋壓縮機(jī)，機(jī)構(gòu)部裝配時必須準(zhǔn)確找出動，定渦旋盤*佳嚙合位置。其自動找心裝置的原理是：為使裝在壓縮機(jī)機(jī)架的機(jī)構(gòu)部零件之間順暢運(yùn)轉(zhuǎn)，零件之間需跑合；首先用傳感器檢測空運(yùn)轉(zhuǎn)時排氣口的壓力，再將曲軸加緊使之慢慢地轉(zhuǎn)動，壓縮機(jī)一邊轉(zhuǎn)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(jī)架準(zhǔn)確定位，然后再對稱緊固螺栓；*后通過扭矩檢測儀檢測定盤對機(jī)架定位是否準(zhǔn)確，壓縮機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)零件負(fù)荷是否正確，*終再用手感確認(rèn)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)是否順暢，有無死點(diǎn)。

　　6倒角，去毛刺工序?qū)嚎s機(jī)性能的影響

　　611倒角由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<012mm；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(jī)功率會增大100～150W，因此，渦旋壁精加工時，必須精銑上倒角，要求為0.02～0.25mm，并需要用形狀測量機(jī)放大測量其倒角值。

　　612去毛刺

　　（1）機(jī)架去毛刺工序我們對機(jī)架去毛刺工序?qū)嚎s機(jī)性能的影響程度做過一次試驗(yàn)分析。試驗(yàn)證明：機(jī)架"花紋面"（"花紋面"即鑄造的油槽，動盤與機(jī)架的接觸面，十字滑環(huán)與機(jī)架的接觸面均稱為"花紋面"）采用去毛刺工序后，壓縮機(jī)平均輸入功率會下降90W，制冷量會提高33W，性能系數(shù)（COP）會增加01062W/W，噪聲下降01588dB（A），振動下降01175m/s2。另外，機(jī)構(gòu)部裝配有死點(diǎn)而下線的臺數(shù)也大大減少了。去毛刺的方法：用帶磨料的尼龍刷在臺式鉆床上轉(zhuǎn)動刷子刷機(jī)架花紋面油槽斷續(xù)的切削邊毛刺。

　?。?）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(zhuǎn)動刷除定盤端面的毛刺。

　?。?）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(shè)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。

　　7動定盤磷化對壓縮機(jī)可靠性的影響

　?。?）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(cè)（高壓腔結(jié)構(gòu)），或在背壓腔壓力的作用下使定盤被推向動盤側(cè)（低壓腔結(jié)構(gòu)），摩擦力較大。如果將動盤，定盤或動定盤均錳系磷化（磷化膜一般在3～12μm），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(yīng)性好，不會造成異常磨損，對啟動性能也有利。

　?。?）磷化工藝參數(shù)與正交試驗(yàn)方法磷化處理要控制的工藝參數(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(zhì)或材質(zhì)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(yīng)根據(jù)不同的材質(zhì)，利用統(tǒng)計技術(shù)的正交試驗(yàn)方法，通過多組試驗(yàn)，才能尋找出適合不同材質(zhì)的工藝參數(shù)。

　　（3）磷化膜的檢查①外觀：均勻，致密，呈灰色或黑色，表面不應(yīng)有未磷化的殘余空白或銹跡；②膜厚：3～12μm，*多不超過15μm，用磁性測厚儀測量；③耐蝕性：3%的氯化鈉溶液中，經(jīng)2h后取出，表面無銹跡為合格。出現(xiàn)銹跡時間越遲，說明磷化膜的耐蝕性越好。

　　8性能測試及壽命試驗(yàn)

　　（1）性能測試①綜合反映壓縮機(jī)制造的水平。

　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計一定的前提下，測試每臺壓縮機(jī)的性能也不可能在同一數(shù)值上，它反映壓縮機(jī)零件精度，電動機(jī)的制造水平和裝配質(zhì)量的狀況。②利用性能測試的數(shù)據(jù)可分析發(fā)現(xiàn)問題。通過測試壓縮機(jī)的制冷量，輸入功率，振動，噪聲及對電動機(jī)繞組溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)存在的問題，以便進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計，改進(jìn)制造工藝，不斷地提高壓縮機(jī)性能指標(biāo)。

　　（2）壽命試驗(yàn)加速壽命試驗(yàn)是通過在*惡劣工況下進(jìn)行500h或1000h工作，來評判同一批壓縮機(jī)的使用壽命是否達(dá)到設(shè)計的要求。這屬壓縮機(jī)的持久性和可靠性試驗(yàn)內(nèi)容，是評判壓縮機(jī)設(shè)計，制造工藝，材料改變時*有效的型式試驗(yàn)方法。

　　9結(jié)束語

　　通過八個方面的論述，說明在大批量生產(chǎn)中需要解決好以上幾個關(guān)鍵技術(shù)問題，才能保證生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)優(yōu)良的渦旋壓縮機(jī)。主要總結(jié)如下：（1）零件加工精度，特別是渦旋線精度，對壓縮機(jī)性能影響至關(guān)重要（2）大批量生產(chǎn)渦旋壓縮機(jī)的工藝裝備技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟；（3）零件精度測試和性能測試是確保壓縮機(jī)質(zhì)量的必要手段；（4）未采用徑向柔性機(jī)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)，機(jī)構(gòu)部裝配的關(guān)鍵技術(shù)在于動，定渦旋盤自動定心裝置；（5）倒角，去毛刺工序?qū)u旋壓縮機(jī)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(jī)使用可靠性的關(guān)鍵技術(shù)之一。