本發(fā)明涉及金屬塑性成形領(lǐng)域，更具體地說是用于新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤的成形方法和成形模具。

背景技術(shù)：

渦旋式壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能高效、微振低噪及工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于新能源汽車的空調(diào)裝置，渦旋盤是渦旋式壓縮機(jī)的核心構(gòu)件，分為動(dòng)盤和靜盤，其成形質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到汽車空調(diào)能否正常工作。

傳統(tǒng)的渦旋盤靜盤沒有外圈，只有高度一致的渦旋體置于底座上，動(dòng)靜盤相互配合置于壓縮機(jī)殼體內(nèi)。常用的加工方法有重力鑄造、液態(tài)模鍛、機(jī)械加工、低壓鑄造和背壓擠壓等。其中重力鑄造和液態(tài)模鍛生產(chǎn)效率較低；機(jī)械加工不僅生產(chǎn)效率低，而且材料利用率低，成本較高；低壓鑄造易產(chǎn)生氣孔等內(nèi)部缺陷，產(chǎn)品報(bào)廢率高且產(chǎn)品機(jī)械性能較差；基于流動(dòng)控制成形技術(shù)的背壓擠壓工藝成形出的零件具有機(jī)械性能好，生產(chǎn)效率高，材料利用率高，成形缺陷少、產(chǎn)品報(bào)廢率低等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)在國(guó)外得到普遍應(yīng)用，國(guó)內(nèi)也開始逐漸采用。

用于新能源汽車的新型渦旋盤，其如圖4所示的靜盤帶有具有一定高度和厚度的靜盤外圈32，處在中部的渦旋體31的高度低于靜盤外圈32的高度，以該靜盤外圈32替代傳統(tǒng)的壓縮機(jī)殼體，實(shí)現(xiàn)靜盤與壓縮機(jī)殼體的一體化，這樣可以大大減小壓縮機(jī)的重量，更符合節(jié)能環(huán)保的要求。由于靜盤外圈的高度和厚度均大于中部的渦旋體部分，在背壓擠壓一次成形時(shí)，中部的渦旋體金屬流動(dòng)速度快，靜盤外圈金屬流動(dòng)速度慢，一方面導(dǎo)致靜盤外圈的高度難以滿足要求，另一方面當(dāng)渦旋體部分高度達(dá)到要求后，該處金屬開始形成飛邊，導(dǎo)致終鍛凹模渦旋通孔部分應(yīng)力急劇增大，容易發(fā)生斷裂失效，這一狀況嚴(yán)重影響了靜盤的成形質(zhì)量及批量化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤兩步成形法，以克服一次背壓成形靜盤時(shí)外圈高度難以保證和模具容易斷裂失效的缺點(diǎn)，提高模具的使用壽命，提高產(chǎn)品成形質(zhì)量。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤兩步成形法的特點(diǎn)是：在完成下料和坯料處理獲得坯料后，首先將坯料置于預(yù)鍛模具中進(jìn)行預(yù)鍛制坯，使坯料成形為具有預(yù)設(shè)高度預(yù)鍛外圈的毛坯；再將毛坯置于終鍛模具中，通過背壓擠壓成形為靜盤。

本發(fā)明新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤兩步成形法的特點(diǎn)也在于：按如下步驟完成下料、坯料處理和鍛壓：

步驟1、下料：以鋁合金棒材為原料，采用鋸床下料，獲得坯料的直徑與靜盤外圈(32)的外徑相等，根據(jù)體積不變?cè)瓌t確定坯料的高度；

步驟2、坯料處理：首先將坯料預(yù)熱到200℃，將預(yù)熱的坯料浸石墨，再將浸石墨的坯料加熱至450℃并保溫，完成坯料的處理；

步驟3、預(yù)鍛：將處理好的坯料放入預(yù)熱至200℃的預(yù)鍛模具中進(jìn)行預(yù)鍛制坯，將坯料成形為具有預(yù)鍛外圈的毛坯，預(yù)鍛外圈的高度為靜盤外圈的高度的30％；

步驟4、終鍛：將所述具有預(yù)鍛外圈的毛坯放入預(yù)熱至200℃的終鍛模具中進(jìn)行，通過背壓擠壓成形為靜盤。

本發(fā)明新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤兩步成形法的特點(diǎn)也在于：所述預(yù)鍛模具是將預(yù)鍛凸模利用預(yù)鍛凸模固定圈固定在預(yù)鍛上模座的底面，預(yù)鍛凹模置于預(yù)鍛凹模套圈中，預(yù)鍛凹模墊塊置于預(yù)鍛凹模的型腔中，預(yù)鍛打料桿貫穿預(yù)鍛下模座和預(yù)鍛凹模墊塊。

本發(fā)明新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤兩步成形法的特點(diǎn)也在于：

所述終鍛模具中的終鍛上模具是將終鍛凸模通過終鍛凸模固定圈固定在終鍛上模座的底面；

所述終鍛模具中的終鍛下模具置于下模套中，在下模套頂部設(shè)置有模套壓板，下模具中的終鍛凹模置于凹模套圈中，在所述終鍛凹模的型腔底部設(shè)置有螺旋形通孔，所述螺旋通孔的形狀與靜盤渦旋部分的形狀相一致，終鍛凹模墊板位于終鍛凹模和終鍛凹模套圈的底部；

設(shè)置在所述終鍛模具中的背壓裝置的結(jié)構(gòu)形式是：背壓體位于所述終鍛凹模的型腔底部螺旋通孔中，背壓體的底部設(shè)置有背壓頂桿，背壓頂桿貫穿終鍛凹模墊板置于彈簧壓板的頂面，彈簧壓板的底面呈“t”型設(shè)置有頂料桿；所述碟形彈簧置于彈簧套筒中，在所述碟形彈簧的頂部設(shè)置有彈簧壓板，彈簧壓板置于壓板套圈中，在所述碟形彈簧的底部設(shè)置有彈簧墊板。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明采用先預(yù)鍛制毛坯，然后再終鍛成形的工藝方法，有效解決了一次背壓擠壓成形時(shí)模具應(yīng)力過大，模具容易損壞的缺點(diǎn)，大大提高了模具的使用壽命；

2、本發(fā)明以預(yù)鍛制得的預(yù)制坯帶有一定高度的預(yù)鍛外圈，在終鍛成形時(shí)有效利用了預(yù)鍛外圈的導(dǎo)向作用，可以提高外圈金屬的流動(dòng)速度，保證成形結(jié)束時(shí)外圈高度和平整度滿足要求；

3、本發(fā)明在終鍛成形時(shí)，背壓裝置通過碟形彈簧提供背壓力，能有效控制靜盤渦旋部分金屬流動(dòng)不均勻的現(xiàn)象，保證成形結(jié)束時(shí)渦旋部分的高度和平整度滿足要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中預(yù)鍛模具示意圖；

圖2為本發(fā)明中終鍛模具示意圖；

圖3為本發(fā)明中預(yù)鍛件示意圖；

圖4為本發(fā)明中靜盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1預(yù)鍛上模座；2預(yù)鍛凸模；3預(yù)鍛凸模固定圈；4預(yù)鍛凹模；5預(yù)鍛凹模套圈；6預(yù)鍛凹模墊塊；7預(yù)鍛頂料桿；8預(yù)鍛下模座；9終鍛上模座；10終鍛凸模；11終鍛凸模固定圈；12導(dǎo)套；13導(dǎo)柱；14終鍛凹模；15終鍛凹模套圈；16終鍛凹模墊板；17壓板套圈；18彈簧壓板；19彈簧套筒；20終鍛頂料桿；21終鍛下模座；22彈簧墊板；23碟形彈簧；24背壓頂桿；25背壓體；26下模套；27模套壓板；28打料桿；29推料塊；30預(yù)鍛外圈；31渦旋體；32外圈；33底座。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)靜盤兩步成形法是在完成下料和坯料處理獲得坯料后，首先將坯料置于預(yù)鍛模具中進(jìn)行預(yù)鍛制坯，使坯料成形為具有預(yù)設(shè)高度預(yù)鍛外圈的毛坯；再將毛坯置于終鍛模具中，通過背壓擠壓成形為靜盤。具體按如下步驟完成下料、坯料處理和鍛壓：

步驟1、下料：以鋁合金棒材為原料，采用鋸床下料，獲得坯料的直徑與靜盤外圈的外徑相等，根據(jù)體積不變?cè)瓌t確定坯料的高度。

步驟2、坯料處理：首先將坯料預(yù)熱到200℃，將預(yù)熱的坯料浸石墨，再將浸石墨的坯料加熱至450℃并保溫，完成坯料的處理。

步驟3、預(yù)鍛：將處理好的坯料放入預(yù)熱至200℃的預(yù)鍛模具中進(jìn)行預(yù)鍛制坯，將坯料成形為具有預(yù)鍛外圈30的毛坯，預(yù)鍛外圈30的高度為靜盤外圈32的高度的30％。

步驟4、終鍛：將具有預(yù)鍛外圈30的毛坯放入預(yù)熱至200℃的終鍛模具中進(jìn)行，通過背壓擠壓成形為靜盤。

如圖1所示，本實(shí)施例中預(yù)鍛模具是將預(yù)鍛凸模2利用預(yù)鍛凸模固定圈3固定在預(yù)鍛上模座1的底面，預(yù)鍛凹模4置于預(yù)鍛凹模套圈5中，預(yù)鍛凹模墊塊6置于預(yù)鍛凹模4的型腔中，預(yù)鍛打料桿7貫穿預(yù)鍛下模座8和預(yù)鍛凹模墊塊6。

預(yù)鍛成形時(shí)，將處理好的坯料放入預(yù)鍛凹模4中，置于預(yù)鍛凹模墊塊6之上，預(yù)鍛凸模2下行擠壓坯料，金屬向上流動(dòng)，反擠出一定高度的外圈，成形結(jié)束后，預(yù)鍛凸模2上行，預(yù)鍛頂料桿7在壓力機(jī)液壓缸作用下向上頂出，將預(yù)鍛件頂出預(yù)鍛凹模4的模腔。

如圖2所示，本實(shí)施例中終鍛模具中的終鍛上模具是將終鍛凸模10通過終鍛凸模固定圈11固定在終鍛上模座9的底面；在終鍛凸模10中貫穿有打料桿28，并有推料塊29能夠抵于打料桿28；終鍛模具中的終鍛下模具置于下模套26中，在下模套26頂部設(shè)置有模套壓板27，下模具中的終鍛凹模14置于凹模套圈15中，在終鍛凹模14的型腔底部設(shè)置有螺旋通孔，螺旋通孔的形狀與靜盤中部的渦旋體的形狀相一致，終鍛凹模墊板16位于終鍛凹模14和終鍛凹模套圈15的底部；設(shè)置在終鍛模具中的背壓裝置的結(jié)構(gòu)形式是：背壓體25位于終鍛凹模14的型腔底部螺旋通孔中，背壓體25的底部設(shè)置有背壓頂桿24，背壓頂桿24貫穿終鍛凹模墊板16置于彈簧壓板18的頂面，彈簧壓板18的底面呈“t”型設(shè)置有頂料桿20；碟形彈簧23置于彈簧套筒19中，在碟形彈簧23的頂部設(shè)置彈簧壓板18，彈簧壓板18置于壓板套圈17中，在碟形彈簧23的底部設(shè)置有彈簧墊板22，彈簧墊板22置于終鍛下模座21上，在終鍛下模座21上設(shè)置導(dǎo)柱13，在終鍛上模座9上設(shè)置導(dǎo)套12，利用導(dǎo)套12和導(dǎo)柱13的配合進(jìn)行導(dǎo)向。

終鍛成形時(shí)，中間渦旋部分的金屬流動(dòng)速度大于外圈金屬的流動(dòng)速度，預(yù)鍛時(shí)成形出的外圈具有一定的導(dǎo)向作用，可以提高金屬的流動(dòng)速度，合理的外圈高度使外圈和渦旋體部分基本同時(shí)達(dá)到成形高度。將預(yù)鍛得到的毛坯放入終鍛凹模14中，終鍛凹模14下行擠壓毛坯，由于毛坯直徑小于靜盤底座33的直徑，因此擠壓時(shí)毛坯底部一部分金屬橫向流動(dòng)成形底座33，一部分金屬向下流動(dòng)成形渦旋體部分和靜盤外圈。渦旋體部分的金屬流動(dòng)不均勻，中間部分金屬流動(dòng)較快，率先接觸背壓體25，背壓體25受壓后通過背壓頂桿24向下擠壓彈簧壓板18，碟形彈簧23受力壓縮，從而產(chǎn)生向上的背壓力并作用于毛坯的渦旋體部分，使渦旋體31部分的高度逐漸趨于一致。終鍛凹模14和背壓體25使外圈形成一個(gè)閉塞型腔，預(yù)鍛得到的具有一定高度的外圈引導(dǎo)金屬向下流動(dòng)，外圈充填結(jié)束時(shí)，渦旋體部分也基本達(dá)到預(yù)定高度，從而保證外圈和渦旋體部分均達(dá)到目標(biāo)高度，而且端面平整。成形結(jié)束后，終鍛凸模10向上運(yùn)動(dòng)，若鍛件留在終鍛凸模10上，液壓缸作用于推料塊29，使打料桿28向下運(yùn)動(dòng)，將鍛件推出，之后推料塊29復(fù)位，打料桿28在下次成形時(shí)回到初始位置；若鍛件留在終鍛凹模14中，終鍛頂料桿20在液壓缸的作用下向上頂出，通過彈簧壓板18和背壓體25將鍛件頂出終鍛凹模14，同時(shí)碟形彈簧23復(fù)位，釋放彈力。