一种活塞及其成型方法技术

本发明专利技术公开了一种活塞及其成型方法，活塞包括活塞本体和活塞环套，活塞本体于上部外侧设有外侧环形内冷油槽，活塞环套于内侧设有内侧环形内冷油槽，活塞环套的顶面与活塞本体焊接连接，活塞环套的内侧壁与活塞本体压紧密封，内侧环形内冷油槽与外侧环形内冷油槽共同形成环形内冷油道。方法包括以下步骤：S1：毛坯成型；S2：油槽和环槽成型；S3：强化或改性处理；S4：外圆加工；S5：成型上断面和下断面；S6：装配环套；S7：装配活塞上部和活塞下部。本发明专利技术具有制造成本低、易于成型、可延长使用寿命的优点。

A piston and its forming method

【技术实现步骤摘要】
一种活塞及其成型方法
本专利技术主要涉及内燃机
，尤其涉及一种活塞及其成型方法。
技术介绍
内燃机的活塞、活塞环、缸套是燃烧室中三个最重要的摩擦配副零件，内燃机的运行功率很大程度上与活塞、活塞环、缸套的磨损情况有关，近年来排放要求的升级，汽缸的爆发压力和热负荷进一步提高，活塞头部设置内冷却油道是降低钢结构活塞头部的热负荷的重要手段，封闭式油腔是提高环槽强度的主要方法，同时、活塞环表面硬度的提升（HV1300以上），对活塞强度及环槽的硬度提出了更高的适配要求。钢结构活塞在适应这一技术要求、满足活塞环槽硬度和强度提升方面优于铝合金，但钢活塞特别是全钢结构活塞锻造成形难度大、环形内冷却油腔加工困难、钢结构活塞环槽的强化手段和工艺方法不多。简化钢结构活塞特别是内冷却油道的成型、改善和提高活塞环槽抭磨损能力，提高活塞环槽的硬度和强度，现有技术提供了很好的思路和方法，围绕全钢结构活塞及内冷却油道的成型、钢结构活塞环槽强化，国内外有多种解决方案。如CN201210531420.3涉及的铁基活塞环槽侧面激光淬火工艺，对活塞环槽侧面激光淬火提高环槽表面硬度，但硬化层较薄，一般只有1mm左右，激光表面淬火会发生表面微熔现象，当环槽较窄时，激光难以直接对环槽面作用，造成环槽硬度不均匀；CN200480018072.3涉及的制造内燃机整体式活塞的方法，活塞毛坯整体锻造，锻造成本高，内冷却油道加工难度大、加工效率低；CN103124841A涉及的用于内燃机的活塞以及活塞的制造方法，活塞毛坯整体锻造，锻造成本高，内冷却油道摩擦焊接成型，油道内焊接飞边表面的氧化皮在反复振荡冲击下脱落，对内燃机的运行带来了很大的风险；CN200880122140.9涉及用于在内燃机用活塞上固定环形件的方法，CN101265854B-带封闭内冷油腔的激光焊接制锻钢整体活塞及其制造工艺，活塞毛坯整体锻造，锻造成本高，内冷却油道由环形件围成，活塞顶部焊接区特别是排气门对应区域热应力较大，有较大的失效风险。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制造成本低、易于成型、可延长使用寿命的活塞及其成型方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种活塞，包括活塞本体和活塞环套，所述活塞本体于上部外侧设有外侧环形内冷油槽，所述活塞环套于内侧设有内侧环形内冷油槽，所述活塞环套的顶面与活塞本体焊接连接，活塞环套的内侧壁与活塞本体压紧密封，所述内侧环形内冷油槽与外侧环形内冷油槽共同形成环形内冷油道。作为上述技术方案的进一步改进：所述活塞本体上部在外侧环形内冷油槽的外侧设有横向延伸的横壁，活塞环套外侧设有至少一个外侧环槽，所述活塞环套的顶面与横壁的底面焊接连接，所述外侧环槽设有耐磨层。所述活塞本体上部在外侧环形内冷油槽的外侧设有向下延伸的竖壁，所述竖壁和活塞环套外侧均设有至少一个外侧环槽，所述活塞环套的顶面与竖壁底面焊接连接，所述环形内冷油道顶部设有延伸至竖壁上外侧环槽附近的油道延伸段。所述活塞环套于内侧环形内冷油槽下方设有止口。所述活塞本体包括活塞上部和活塞下部，所述外侧环形内冷油槽设置在活塞上部外侧，所述活塞上部和活塞下部连接。所述活塞上部的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面，所述活塞下部的顶部设有与所述上断面相对应的下断面，所述上断面与下断面配合压紧并连接，所述上断面和下断面设置为平直面。所述活塞上部的底部设有上销孔段，所述上断面设置在上销孔段开口的两侧，所述活塞下部的顶部设有下销孔段，所述下断面设置在下销孔段开口的两侧，所述上断面与下断面配合压紧连接、且上销孔段与下销孔段围合形成销孔。所述上断面与下断面焊接连接。还包括紧固螺栓，所述活塞上部和活塞下部通过紧固螺栓紧固连接并驱使上断面与下断面配合压紧。一种基于上述的活塞的成型方法，包括以下步骤：S1：毛坯成型：分别成型出活塞上部、活塞下部和活塞环套的粗坯结构；S2：油槽和环槽成型：机械加工外侧环形内冷油槽、内侧环形内冷油槽和外侧环槽；S3：强化或改性处理：对活塞环套进行强化或改性处理，在外侧环槽上下两侧面形成耐磨层；S4：外圆加工：机械加工活塞上部、活塞下部和活塞环套外圆；S5：成型上断面和下断面：采用机械加工，分别在活塞上部和活塞下部加工出上断面和下断面；S6：装配环套：将活塞环套与活塞上部外侧焊接连接，使内侧环形内冷油槽与外侧环形内冷油槽共同形成环形内冷油道，热处理，消除焊接应力，达到活塞机械性能要求，加工其它机械尺寸；S7：装配活塞上部和活塞下部：将活塞上部和活塞下部的上断面和下断面对应放置，并与活塞外圆配合把活塞上部和活塞下部安装在装配夹具内，使上断面和下断面连接在一起。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的活塞，括活塞本体和活塞环套，活塞本体于上部外侧设有外侧环形内冷油槽，活塞环套于内侧设有内侧环形内冷油槽，活塞环套的顶面与活塞本体焊接连接，活塞环套的内侧壁与活塞本体压紧密封，内侧环形内冷油槽与外侧环形内冷油槽共同形成环形内冷油道。该结构中，将活塞环套与活塞本体设置为分体式结构，使得活塞环套能独立成型，利用活塞环套的顶面与活塞本体焊接连接，活塞环套的内侧壁与活塞本体压紧密封，使得顶部焊缝和压紧密封位均相当于内置在活塞内部，一方面使消除了焊接飞边，另一方面保证了活塞本体顶面的完整性；而且，顶部焊缝和侧部压紧密封位在横向和竖向方面形成了相互作用，即不管是横向还是竖向受力，活塞环套均有强大的支撑，提高了整体结构的稳定性；环形内冷油道由外侧环形内冷油槽与内侧环形内冷油槽焊接包围而成，有利于环形内冷油道的加工及成型，并且不需要专门油封部件，减小了毛坯成型难度，降低了制造成本，可以实现大容量的环形内冷油道，提高了活塞本体上部的冷却效果。本专利技术的基于上述活塞的成型方法，具备上述活塞相应的技术效果。附图说明图1是本专利技术活塞实施例1的主视结构示意图。图2是图1的A-A剖视结构示意图。图3是本专利技术活塞实施例1中活塞上部的主视结构示意图。图4是本专利技术活塞实施例1中活塞上部的俯视结构示意图。图5是图4的B-B剖视结构示意图。图6是本专利技术活塞实施例1中活塞下部的主视结构示意图。图7是本专利技术活塞实施例1中活塞下部的俯视结构示意图。图8是本专利技术活塞实施例1中活塞下部的侧视结构示意图。图9是本专利技术活塞实施例1中活塞环套的主视结构示意图。图10是本专利技术活塞实施例1中活塞环套的侧视结构示意图。图11是本专利技术活塞实施例2的主视结构示意图。图12是本专利技术活塞实施例3的主视结构示意图。图13是本专利技术活塞实施例4的主视结构示意图。图14是本专利技术活塞成型方法的流程图。图中各标号表示：1、活塞本体；11、外侧环形内冷油槽；12、横壁；13、竖壁；14、活塞上部；141、上断面；15、活塞下部；151、下断面；16、上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞，其特征在于：包括活塞本体（1）和活塞环套（2），所述活塞本体（1）于上部外侧设有外侧环形内冷油槽（11），所述活塞环套（2）于内侧设有内侧环形内冷油槽（21），所述活塞环套（2）的顶面与活塞本体（1）焊接连接，活塞环套（2）的内侧壁与活塞本体（1）压紧密封，所述内侧环形内冷油槽（21）与外侧环形内冷油槽（11）共同形成环形内冷油道（4）。/n

【技术特征摘要】
1.一种活塞，其特征在于：包括活塞本体（1）和活塞环套（2），所述活塞本体（1）于上部外侧设有外侧环形内冷油槽（11），所述活塞环套（2）于内侧设有内侧环形内冷油槽（21），所述活塞环套（2）的顶面与活塞本体（1）焊接连接，活塞环套（2）的内侧壁与活塞本体（1）压紧密封，所述内侧环形内冷油槽（21）与外侧环形内冷油槽（11）共同形成环形内冷油道（4）。


2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于：所述活塞本体（1）上部在外侧环形内冷油槽（11）的外侧设有横向延伸的横壁（12），活塞环套（2）外侧设有至少一个外侧环槽（3），所述活塞环套（2）的顶面与横壁（12）的底面焊接连接，所述外侧环槽（3）设有耐磨层。


3.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于：所述活塞本体（1）上部在外侧环形内冷油槽（11）的外侧设有向下延伸的竖壁（13），所述竖壁（13）和活塞环套（2）外侧均设有至少一个外侧环槽（3），所述活塞环套（2）的顶面与竖壁（13）底面焊接连接，所述环形内冷油道（4）顶部设有延伸至竖壁（13）上外侧环槽（3）附近的油道延伸段（41）。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的活塞，其特征在于：所述活塞环套（2）于内侧环形内冷油槽（21）下方设有止口（22）。


5.根据权利要求4所述的活塞，其特征在于：所述活塞本体（1）包括活塞上部（14）和活塞下部（15），所述外侧环形内冷油槽（11）设置在活塞上部（14）外侧，所述活塞上部（14）和活塞下部（15）连接。


6.根据权利要求5所述的活塞，其特征在于：所述活塞上部（14）的底部设有至少两个呈间隔对称布置的上断面（141），所述活塞下部（15）的顶部设有与所述上断面（141）相对应的下断面（151），所述上断面（141）与下断面（151）配合压紧并连接，所述上断面（141）和下断面（151）设置为平直面。


7.根据权利要求6所述的活塞，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：强莉莉，
申请(专利权)人：强莉莉，
类型：发明
国别省市：湖南;43