活塞毛坯及活塞成型模组及多路顺序控冷成型方法技术

本发明专利技术提供一种活塞毛坯及活塞成型模组及多路顺序控冷成型方法，包括活塞本体，活塞本体的裙部设有1～1.5mm裙部外圆，活塞本体的镶圈外围设有6～10mm镶圈鼓包，活塞本体的头部外周面设有1.5～2mm头部外圆、活塞本体的头部顶面设有4～8mm头部积渣顶面，头部积渣顶面的内侧设有3～5mm头部内圈顶面，头部内圈顶面与冒口之间设有3～6mm缩口区；裙部外圆、镶圈鼓包、头部外圆自下至上顺次连接；头部积渣顶面、头部内圈顶面、缩口区以及冒口自外至内顺次连接，冒口的直径为活塞毛坯外径的25％～35％。本申请有效地减少了活塞毛坯加工余量，节约材料，降低生产成本，采用顺序控冷方式，使活塞基体金相组织得以细化，避免产生铸造缺陷，有效地提升活塞成品质量。有效地提升活塞成品质量。有效地提升活塞成品质量。

【技术实现步骤摘要】
活塞毛坯及活塞成型模组及多路顺序控冷成型方法


[0001]本专利技术涉及活塞成型
，更具体地说，涉及一种活塞毛坯。还涉及一种用于成型及加工活塞毛坯的活塞成型模组。还涉及一种应用于活塞成型模组的多路顺序控冷成型方法。

技术介绍

[0002]铝合金活塞的基本结构可分解为内腔01、止口02、裙部03、头部04、燃烧室05，大部分活塞还包括镶圈06和油道07，如图1所示。铝合金活塞通过活塞毛坯加工得到，现有活塞毛坯的基本结构可分解为裙部外圆08、镶圈鼓包09、头部外圆010、头部顶面011、头部定位锥面012、冒口013，在止口02、裙部外圆08、头部04均设置了加工余量。活塞毛坯结构如图2所示。
[0003]然而，市面上的活塞毛坯燃烧室05和冒口013加工余量过大，加工浪费大，生产成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种活塞毛坯，能够减少活塞毛坯加工余量，减少材料耗损，降低生产成本。本专利技术还提供一种用于成型及加工活塞毛坯的活塞成型模组。本专利技术还提供一种应用于活塞成型模组的多路顺序控冷成型方法。
[0005]本专利技术提供一种活塞毛坯，包括活塞本体，所述活塞本体的裙部设有1～1.5mm裙部外圆，所述活塞本体的镶圈外围设有6～10mm镶圈鼓包，所述活塞本体的头部外周面设有1.5～2mm头部外圆、所述活塞本体的头部顶面设有4～8mm头部积渣顶面，所述头部积渣顶面的内侧设有3～5mm头部内圈顶面，所述头部内圈顶面与冒口之间设有3～6mm缩口区；所述裙部外圆、所述镶圈鼓包、所述头部外圆自下至上顺次连接；所述头部积渣顶面、所述头部内圈顶面、所述缩口区以及所述冒口自外至内顺次连接，所述冒口的直径为所述活塞本体外径的25％～35％。
[0006]优选的，所述头部内圈顶面的内侧设有头部定位锥面，所述缩口区设于所述定位锥面与所述冒口之间。
[0007]优选的，所述头部定位锥面为15
°
～45
°
的锥形面。
[0008]优选的，裙部止口设置15
°
～45
°
止口定位锥面。
[0009]本专利技术还提供一种活塞成型模组，用于对上述任一项的活塞毛坯进行成型和加工，包括活塞浇铸模，所述活塞浇铸模包括用于成型毛坯内腔的内模、用于成型毛坯外圆的外模和用于成型毛坯头部的模盖；所述内模设有环向分布的内模水道，所述内模水道的顶端为仿活塞内顶形状，所述外模设有用以冷却裙部外圆及部分镶圈鼓包且上下分布的裙部下端慢冷水道和裙部上端快冷水道；所述模盖设有用以冷却头部外圆的头部外圆长通激冷水道、用以冷却头部内圈的头部内圈快冷水道以及用以冷却头部缩口的头部缩口区慢冷水道；还包括保温冒口；所述内模水道、所述裙部下端慢冷水道、所述头部外圆长通激冷水道、
所述头部内圈快冷水道、所述头部缩口区慢冷水道以自下至上、自外至内多路顺序循环控冷方式对活塞毛坯顺序控冷。
[0010]优选的，所述外模包括分体设置的下外模及上外模，所述裙部下端慢冷水道和所述裙部上端快冷水道分设于所述下外模和所述上外模。
[0011]优选的，所述模盖包括外模盖、中模盖和内模盖，所述头部外圆长通激冷水道、所述头部内圈快冷水道以及所述头部缩口区慢冷水道分设于所述外模盖、所述中模盖和所述内模盖。
[0012]优选的，还包括用以定位活塞裙部的裙部定位夹具和用以定位头部定位锥面的头部定位夹具，所述裙部定位夹具的下端外沿和所述头部定位夹具的上端外沿切削形成外锥端面。
[0013]本专利技术还提供一种多路顺序控冷式成型方法，应用于上述任一项的活塞成型模组，包括如下步骤：
[0014]浇铸后开始计时，凝固时间为T；
[0015]滞后0秒，通水(0.6～1)T；
[0016]裙部下端慢冷水道通水冷却，滞后0～10秒，通水(0.1～0.3)T；
[0017]裙部上端快冷水道通水冷却，滞后5～10秒，通水(0.5～0.7)T；
[0018]头部外圆长通激冷水道通水冷却，滞后0秒，通水(0.6～1)T；
[0019]头部内圈快冷水道通水冷却，滞后10～20秒，通水(0.5～0.7)T；
[0020]头部缩口区慢冷水道通水冷却，滞后(0.3～0.4)秒，通水(0.3～0.6)T；
[0021]安装保温冒口对冒口凝固补缩。
[0022]优选的，还包括头部定位夹具和裙部定位夹具组合双向锥面定位活塞毛坯，所述头部定位夹具通过锥面配合定位活塞毛坯头部，所述裙部定位夹具通过锥面配合定位活塞毛坯裙部。
[0023]本申请中的活塞毛坯设计结构，采用在活塞本体的基础上，在裙部外圆增加不超过1.5mm的毛坯裙部外圆，在镶圈外围增设6～10mm的镶圈鼓包，在头部外圆增设不超过2mm的头部外圆，在活塞本体的头部外圈增加4～8mm的头部积渣顶面，在积渣顶面的内侧增设3～5mm的内圈顶面，头部内圈顶面与冒口之间的燃烧室增设3～6mm的少余量缩口区，相较于传统的活塞毛坯，显著地减少了毛坯加工余量，节省毛坯材料，降低生产成本。
[0024]本专利技术还提供一种用于生产活塞的活塞成型模组，通过在内模、裙部下端、裙部上端、头部外圆、头部内圈以及头部缩口区分别设置冷水道，极大地增加了浇铸模对活塞毛坯的冷却速度，提升了浇铸模对毛坯的顺序控冷效果，在快速凝固时不产生铸造缺陷，提高成品质量。
[0025]本专利技术还提供一种应用于活塞成型模组的多路顺序控冷式成型方法，针对活塞毛坯的凝固顺序采用从下到上，从外到内，通过多路水道对毛坯进行顺序控冷方式，缩短了毛坯凝固时间，细化了活塞基体金相组织，提升成品性能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1为现有技术中的活塞的示意图；
[0028]图2为现有技术中的活塞毛坯的剖视图；
[0029]图3为本专利技术所提供的活塞毛坯的剖视图；
[0030]图4为本专利技术所提供的活塞成型模组中活塞浇铸模与活塞毛坯处于装配状态下的剖视图；
[0031]图5为本专利技术所提供的活塞成型模组中头部定位夹具、活塞毛坯与裙部定位夹具的爆炸图；
[0032]图6为本专利技术所提供的活塞成型模组中头部定位夹具、活塞毛坯与裙部定位夹具处于装配状态下的剖视图。
[0033]其中，01
‑
内腔、02
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止口、03
‑
裙部、04
‑
头部、05
‑
燃烧室、06
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镶圈、07
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油道、08
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裙部外圆、09
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镶圈鼓包、010
‑
头部外圆、011<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活塞毛坯，其特征在于，包括活塞本体(1)，所述活塞本体(1)的裙部设有1～1.5mm裙部外圆(11)，所述活塞本体(1)的镶圈外围设有6～10mm镶圈鼓包(12)，所述活塞本体(1)的头部外周面设有1.5～2mm头部外圆(13)、所述活塞本体(1)的头部顶面设有4～8mm头部积渣顶面(14)，所述头部积渣顶面(14)的内侧设有3～5mm头部内圈顶面(15)，所述头部内圈顶面(15)与冒口(17)之间设有3～6mm缩口区(16)；所述裙部外圆(11)、所述镶圈鼓包(12)、所述头部外圆(13)自下至上顺次连接；所述头部积渣顶面(14)、所述头部内圈顶面(15)、所述缩口区(16)以及所述冒口(17)自外至内顺次连接，所述冒口(17)的直径为活塞毛坯外径的25％～35％。2.根据权利要求1所述的活塞毛坯，其特征在于，所述头部内圈顶面(15)的内侧设有头部定位锥面(18)，所述缩口区(16)设于所述头部定位锥面(18)与所述冒口(17)之间。3.根据权利要求2所述的活塞毛坯，其特征在于，所述头部定位锥面(18)为15
°
～45
°
的锥形面。4.根据权利要求1所述的活塞毛坯，其特征在于，裙部止口设置15
°
～45
°
止口定位锥面(19)。5.一种活塞成型模组，用于对上述权利要求1～4任一项的活塞毛坯进行成型和加工，其特征在于，包括活塞浇铸模(2)，所述活塞浇铸模(2)包括用于成型毛坯内腔的内模(21)、用于成型毛坯外圆的外模和用于成型毛坯头部的模盖；所述内模(21)设有环向分布的内模水道(211)，所述内模水道(211)的顶端为仿活塞内顶形状，所述外模设有用以冷却裙部外圆(11)及部分镶圈鼓包(12)且上下分布的裙部下端慢冷水道(221)和裙部上端快冷水道(231)；所述模盖设有用以冷却头部外圆(13)的头部外圆长通激冷水道(241)、用以冷却头部内圈的头部内圈快冷水道(251)以及用以冷却头部缩口的头部缩口区慢冷水道(261)；还包括保温冒口(20)；所述内模水...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏治涛，易绿林，王熹，胡忆明，黄德威，廖从来，郑鹏，王岳峰，
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：