活塞浇铸设备及其外模和冷却方法技术

本发明专利技术公开一种活塞浇铸设备及其外模，包括模具本体，模具本体内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔和连通圆柱型腔的浇道，模具本体内部对称设置有围绕圆柱型腔的两个弯折水道，弯折水道的中部平行于圆柱型腔的直径，弯折水道的两端向内弯折并靠近圆柱型腔。由于弯折水道的结构，弯折水道距活塞毛坯的距离基本一致，使得活塞毛坯四周均匀冷却，确保活塞组织均匀，性能稳定一致。弯折水道可以使得圆柱型腔的周围均匀冷却，使得整个外模的温度分布变得均匀。本发明专利技术还公开一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。

【技术实现步骤摘要】
活塞浇铸设备及其外模和冷却方法
本专利技术涉及浇铸设备领域，特别是涉及一种活塞浇铸设备及其外模。此外，本专利技术还涉及一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。
技术介绍
金属活塞广泛应用于多种领域，活塞毛坯外形为圆柱形，头部壁厚，裙部壁薄，具有壁厚不均的特点，一般通过活塞浇铸设备浇铸出活塞毛坯，然后活塞毛坯再通过机械加工等工序，加工出活塞成品。一般活塞浇铸设备包括外模、内模、模盖、导向套等部件。各部件组合产生用于成型活塞毛坯的模具型腔，在外模上设置了一个浇道，合金溶液通过浇道进入模具型腔，然后凝固形成活塞毛坯。其中外模与活塞毛坯的接触面积最大，是活塞毛坯由液态变为固态的最大传热部件，也是整个模具上决定活塞毛坯凝固质量的最重要的部件。外模的温度分布决定外模的对活塞毛坯的传热效果，外模的温度分布均匀，则对活塞毛坯的传热降温就均匀。活塞毛坯被传热降温均匀，则活塞金相组织均匀、致密、细化，活塞的材料性能更好更一致。现有模具外模上只有两条直型水道，当水道中通过冷却水给外模降温时，由于直型水道并不是围绕模具型腔圆周布置的，故不能让外模的温度围绕模具型腔圆周分布均匀，从而使得外模中的活塞毛坯四周不能均匀冷却，接近水道的毛坯部位冷却快，远离水道的毛坯部位冷却慢，造成活塞四周凝固不均匀，使得毛坯金相组织不均匀，活塞性能不稳定。并且由于金属从外模浇道流入，会使得外模浇道周围位置的温度最高，但外模浇道的位置又离冷却水道最远，从而使得模具浇道周围的温度最高，此处对应的活塞毛坯凝固也最慢，是最后凝固区域，会产生铸造热节，从而产生活塞裙部缩松缺陷。因此，现有技术不能满足外模对毛坯的均匀散热需求，也不能解决浇道周围温度过高的缺陷，不能消除铸造热节。因此，如何在结构不均匀的活塞浇铸设备的外模上，实现活塞毛坯四周均匀快速冷却，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种活塞浇铸设备及其外模，在圆柱型腔的两侧设置弯折水道，弯折水道的两端向内弯折并靠近圆柱型腔，实现活塞毛坯四周均匀快速冷却。本专利技术的另一目的是提供一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种活塞浇铸设备的外模，包括模具本体，所述模具本体内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔和连通所述圆柱型腔的浇道，所述模具本体内部对称设置有围绕所述圆柱型腔的两个弯折水道，所述弯折水道的中部平行于所述圆柱型腔的直径，所述弯折水道的两端向内弯折并靠近所述圆柱型腔。优选地，所述弯折水道包括中部水道、前端水道和后端水道；所述中部水道平行于所述圆柱型腔的直径，且所述中部水道的一端位于所述模具本体内部，另一端的开口位于所述模具本体的后面；所述前端水道水平设置并与所述中部水道交叉，所述前端水道的一端位于所述模具本体内部，另一端开口位于所述模具本体的侧面，所述前端水道的中部连通所述中部水道位于所述模具本体内部的一端；所述后端水道水平设置并与所述中部水道交叉，所述后端水道的一端位于所述模具本体内部，另一端开口位于所述模具本体的侧面，所述后端水道的中部连通所述中部水道的中部；所述中部水道、所述前端水道和所述后端水道位于所述模具表面的开口处均设置有堵头。优选地，还包括进水道和出水道，所述进水道水平设置并垂直于所述中部水道，所述进水道的一端连通所述前端水道位于所述模具本体内部的一端，另一端开口位于所述模具本体的侧面并连通外界；所述出水道平行于所述中部水道，所述出水道的一端连通所述后端水道位于所述模具本体内部的一端，另一端开口位于所述模具本体的后面并连通外界。优选地，所述前端水道和所述后端水道表面开口端的距离小于内部端的距离。优选地，包括多组成对设置的所述弯折水道，多组所述弯折水道沿竖直方向依次设置。优选地，所述模具本体内部对称设置有位于所述浇道两侧的两个U型水道，所述U型水道的中部竖直设置，位于所述浇道的侧面并靠近所述浇道，所述U型水道的两端向所述模具本体的前面弯折并连通外界。优选地，所述U型水道包括竖直水道、上端水道和下端水道；所述竖直水道位于所述浇道的侧面并靠近所述浇道，所述竖直水道的下端位于所述模具本体内部，上端的开口位于所述模具本体的上面并设置有堵头；所述上端水道水平设置并与所述竖直水道交叉，所述上端水道的一端连通所述竖直水道的中部，另一端开口位于所述模具本体的前面并连通外界；所述下端水道水平设置并与所述竖直水道交叉，所述下端水道的一端连通所述竖直水道的下端，另一端开口位于所述模具本体的前面并连通外界。优选地，所述模具本体包括左右对称设置的两个半模，两个所述弯折水道分别设置于两个所述半模内，两个所述U型水道分别设置于两个所述半模内。本专利技术还提供一种活塞浇铸设备，包括外模和内模，所述外模具体为上述任意一项所述的外模。本专利技术还提供一种活塞浇铸设备的冷却方法，包括步骤：浇铸完成后再经过第一预设时长后向浇道两侧的U型水道内通入冷却水；所述U型水道通入第二预设时长的冷却水后立即向圆柱型腔两侧的弯折水道(2)内通入冷却水；所述弯折水道通入第三预设时长的冷却水，使所述外模降温至需求范围。本专利技术提供一种活塞浇铸设备的外模，包括模具本体，模具本体内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔和连通圆柱型腔的浇道，模具本体内部对称设置有围绕圆柱型腔的两个弯折水道，弯折水道的中部平行于圆柱型腔的直径，弯折水道的两端向内弯折并靠近圆柱型腔。由于弯折水道的结构，弯折水道距活塞毛坯的距离基本一致，使得活塞毛坯四周均匀冷却，确保活塞组织均匀，性能稳定一致。弯折水道可以使得圆柱型腔的周围均匀冷却，使得整个外模的温度分布变得均匀。同时，弯折水道比直线水道的总长度更长，则传热降温速度更快，更快的传热降温可以细化活塞金相组织，使其材料性能更好。在活塞毛坯凝固的后期，外模不通水，则外模又会适当升温，目的是避免外模温度过低，以免造成下一个活塞毛坯出现浇铸冷隔等缺陷。本专利技术还提供一种包括上述外模的活塞浇铸设备及其冷却方法，由于上述外模具有上述技术效果，上述活塞浇铸设备及其冷却方法也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。附图说明图1为本专利技术所提供的外模的一种具体实施方式的俯视剖面图；图2为本专利技术所提供的外模的一种具体实施方式的侧视示意图；图3为本专利技术所提供的外模的一种具体实施方式中U型水道的局部剖面图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种活塞浇铸设备及其外模，在圆柱型腔的两侧设置弯折水道，弯折水道的两端向内弯折并靠近圆柱型腔，实现活塞毛坯四周均匀快速冷却。本专利技术的另一核心是提供一种上述活塞浇铸设备的冷却方法。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图3，图1为本专利技术所提供的外模的一种具体实施方式的俯视剖面图；图2为本专利技术所提供的外模的一种具体实施方式的侧视示意图；图3为本专利技术所提供的外模的一种具体实施方式中U型水道的局部剖面图。本专利技术具体实施提供的一种活塞浇铸设备的外模，包括模具本体1，模具本体1内部设置有用于活塞毛坯外部成型的竖直的圆柱型腔11和连通圆柱型腔11的浇道12，模具本体1内部对称设置有围绕圆柱型腔11的两个弯折水道2，弯折水道2的中部平行于圆柱型腔11的直径，弯折水道2的两端向内弯折并靠近圆柱型腔11。由于弯折水道2的结构，弯折水道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞浇铸设备的外模，包括模具本体(1)，所述模具本体(1)内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔(11)和连通所述圆柱型腔(11)的浇道(12)，其特征在于，所述模具本体(1)内部对称设置有围绕所述圆柱型腔(11)的两个弯折水道(2)，所述弯折水道(2)的中部平行于所述圆柱型腔(11)的直径，所述弯折水道(2)的两端向内弯折并靠近所述圆柱型腔(11)。

【技术特征摘要】
1.一种活塞浇铸设备的外模，包括模具本体(1)，所述模具本体(1)内部设置有用于活塞外部成型的竖直的圆柱型腔(11)和连通所述圆柱型腔(11)的浇道(12)，其特征在于，所述模具本体(1)内部对称设置有围绕所述圆柱型腔(11)的两个弯折水道(2)，所述弯折水道(2)的中部平行于所述圆柱型腔(11)的直径，所述弯折水道(2)的两端向内弯折并靠近所述圆柱型腔(11)。2.根据权利要求1所述的外模，其特征在于，所述弯折水道(2)包括中部水道(21)、前端水道(22)和后端水道(23)；所述中部水道(21)平行于所述圆柱型腔(11)的直径，且所述中部水道(21)的一端位于所述模具本体(1)内部，另一端的开口位于所述模具本体(1)的后面；所述前端水道(22)水平设置并与所述中部水道(21)交叉，所述前端水道(22)的一端位于所述模具本体(1)内部，另一端开口位于所述模具本体(1)的侧面，所述前端水道(22)的中部连通所述中部水道(21)位于所述模具本体(1)内部的一端；所述后端水道(23)水平设置并与所述中部水道(21)交叉，所述后端水道(23)的一端位于所述模具本体(1)内部，另一端开口位于所述模具本体(1)的侧面，所述后端水道(23)的中部连通所述中部水道(21)的中部；所述中部水道(21)、所述前端水道(22)和所述后端水道(23)位于所述模具表面的开口处均设置有堵头(4)。3.根据权利要求2所述的外模，其特征在于，还包括进水道(24)和出水道(25)，所述进水道(24)水平设置并垂直于所述中部水道(21)，所述进水道(24)的一端连通所述前端水道(22)位于所述模具本体(1)内部的一端，另一端开口位于所述模具本体(1)的侧面并连通外界；所述出水道(25)平行于所述中部水道(21)，所述出水道(25)的一端连通所述后端水道(23)位于所述模具本体(1)内部的一端，另一端开口位于所述模具本体(1)的后面并连通外界。4.根据权利要求3所述的外模，其特征在于，所述前端水道...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏治涛，易绿林，朱亿鹏，
申请(专利权)人：湖南江滨机器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43