[實用新型]一種輕量化活塞用模具

有效

• 申請號: 201220275299.8
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN202667555U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 顏君衡;孔濤;齊鵬;顏魯濱;孔祥凱
• 申請（專利權）人: 曲阜金皇活塞股份有限公司
• 主分類號: B22C9/06
• 分類號: B22C9/06;B22C9/22;B23P15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種內燃機活塞，具體為一種輕量化活塞用鑄造模具。

背景技術：

活塞在新材料、新工藝、新技術應用的同時，開始向輕量化結構設計發展。同時隨著其配偶件（如汽缸、缸蓋、活塞壞、活塞銷等）新技術的應用，活塞也要做適應性的提升。目前，活塞在新結構設計方面的應用之一為活塞裙部窗口處承載力及輕量化設計，窗口處即要有足夠的強度、成壓面積、彈性，還要在此處進行輕量化設計。輕量化活塞的結構形狀更為復雜，給活塞鑄造用模具的設計、加工等方面帶來了較大困難。以前普通輕量化活塞金屬型模具采用獨模方式生產，活塞內腔拔模為正錐度，內腔頂部尺寸小，活塞底部內腔尺寸大，利于內模的脫模。但最近活塞油環槽區域減重的新型活塞，內腔及銷孔窗口處有臺階，不能用獨模直接生產。現有資料記載活塞油環槽區域減重模具將外模鑲塊加工成斜滑塊結構，通過銷芯水平開模，迫使外模鑲塊作垂直方向運動，當外模鑲塊與活塞毛坯完全脫離后，再和外模一起水平開模，合模動作與此相反。這種方法雖然解決了傳統模具無法實現的銷芯、外模與外模鑲塊問的獨立開合模問題，但該活塞模具對模具的配合間隙、模具的制造精度、模具材料、模具潤滑等提出了比傳統模具更高的要求，否則在實際生產中容易因模具開合不到位造成鑄造廢品，甚至損壞模具，模具制造成本高。

發明內容：

本實用新型的目的是在現有活塞鑄造模具基礎上進行改進，以提高活塞鑄造用模具的質量及生產效率，縮短設計及制造周期，降低生產成本，最大限度地提高模具制造精度及使用壽命。

本發明的目的是以如下方式實現的：一種輕量化活塞用模具，包括外模、內模，內模包括兩個內模大側瓣及中間夾持的一內模中芯，在內模大側瓣的頂部對稱設有“L”形縮臺，縮臺上配合設有活塊，活塊上有芯軸銷孔及定位銷孔，所述芯軸銷孔與穿過外模的銷孔芯軸相配合，所述定位銷孔與內模大側瓣上相應位置凸出的定位銷相配合，活塊下平面的一部分和側面與所述縮臺密配合，活塊下平面的其余部分與定位圈密配合，活塊的外側圓面與外模內徑密配合。

一種輕量化活塞用模具的制造方法，加工步驟為：先按照一般活塞鑄造用模具加工內模，內模外形整體加工完成后再線切割出所述的縮臺，切出的部分用作活塊；在活塊及外模相應位置增加定位銷孔及定位銷，內模運行到位后，以定位銷定位活塊。

內模形狀整體加工完成后再線切割分割，主要目的是保證內模基準面與切割面的配合精度；在外模非活塞鑄造面處增加定位銷；內模運行到位后，以定位銷定位，把線切割分割的活塊安裝在外模配合處；外模運行到位頂模落下與內模形成活塞形狀，進行澆注成型；打開外模取下毛坯，活塊隨毛坯一體，然后取下活塊，完成活塞的鑄造加工。

所述的一種輕量化活塞用模具內模的加工工藝流程為：下料—鍛打—去應力退火處理—粗加工外形—半精加工—精加工內模形狀—線切割—精加工線切割分割的活塊—合模—鉗修。

所述的一種輕量化活塞用模具內模的工藝條件為：精加工切割面基準，與端面垂直度小于0.01mm；對活塞模具形狀采用SolidWorks三維實體軟件進行設計和G代碼輸出進行內腔形狀的精加工。模具采用加工中心加工，確保模具尺寸的一致性和精確性。

澆鑄機澆注時活塞頂部向上，內模向上。內模由下向上運動，與外模、頂面組成活塞鑄件形狀。澆注鋁液凝固后，內模下抽，外模向兩邊開，頂模上抽，活塞鑄件出模。通過模具內外模順序通水冷卻方式實現活塞合金在型腔內的順序凝固，保證活塞各部分組織均勻、致密，宏觀組織98%以上（合格），產品外觀質量好，效率高，工藝出品率高。

本實用新型的有益效果：模具的加工沒有較大改變，只需設計一活塊就能解決模具開模問題。無需對模具、鑄造設備進行大的改動，就能實現活塞油環槽區域減重，進而實現活塞輕量化，設計簡便，方便加工，能滿足產品的結構特點，又能保證產品的質量。模具采用加工中心加工，確保模具尺寸的一致性和精確性，能降低生產成本，縮短生產周期，提高產品的開發速度。

附圖說明：

圖1為本發明輕量化活塞用模具裝配圖；

圖2為本發明輕量化活塞用模具活塊主視結構示意圖；

圖3為?圖2中的A-A剖視圖；

圖4為本發明活塞模具內模與活塊配合示意圖。

1.頂模，2.外模，3.銷孔芯軸，4.活塊，5.定位銷，6.定位圈，7.模板，8.內模大側瓣，9.內模中芯，9.內模中芯，8.內模大側瓣，4.活塊，10.縮臺，11.芯軸銷孔，12.定位銷孔。