[發明專利]一種局部高強化冷卻的活塞澆鑄裝置

有效

• 申請號: 201610176700.5
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105665683B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 景國璽;孫亞奇;文洋;趙振威;周慧芳;李鵬
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04;B22C9/22
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

技術領域

本發明屬于活塞澆鑄模具技術領域，尤其是涉及一種局部高強化冷卻的活塞澆鑄裝置。

背景技術

活塞是發動機的核心零部件之一，其工作好壞直接關系到發動機的整體性能及工作可靠性，因此越來越多的研究人員致力于活塞的設計與改進。活塞同時是發動機中承受機械載荷和熱載荷最嚴酷的部件之一，那么活塞鑄造的力學性能好壞直接影響到活塞工作的可靠性及壽命，所以為了提高活塞的力學性能，必須提高活塞的鑄造性能。

活塞鑄造凝固過程很大程度上影響材料組織和力學性能，對于活塞鑄鋁材料來所，冷卻條件越好晶粒越細小，力學性能也越好。活塞頂部和銷座部位為活塞高危險部位，該區域力學性能對活塞壽命有至關重要的影響。然而，現階段活塞模具設計過程忽略了此因素，往往導致在鑄造過程中這些關注部位力學性能不足，特別是活塞局部危險部位如活塞頂部喉口、活塞銷孔、活塞內腔等位置沒有充分冷卻，從而導致這些部位力學性能較差，進而影響活塞的強度。

另外在模具制作過程中，對于活塞頂部震蕩油腔的鹽芯與下模具的連接上定位不足，從而導致震蕩油腔的鑄造精度較低，也在一定程度上影響了活塞的強度。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種局部高強化冷卻的活塞澆鑄裝置，以解決澆鑄而成的活塞局部強度不高的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種局部高強化冷卻的活塞澆鑄裝置，包括頂部模具、底部模具、左模具和右模具，所述左模具和右模具組合圍成活塞澆鑄型腔的模具主體，所述頂部模具和底部模具分別安裝在模具主體的上下兩端；

所述頂部模具內設有對應活塞頂部喉口位置的頂部模具冷卻水腔，所述左模具內設有圍繞其內側面的左模具并聯圓孔冷卻水路，且左模具的銷孔內設有冷卻水路；所述右模具內設有圍繞其內側面的右模具并聯圓孔冷卻水路，且右模具的銷孔內設有冷卻水路。

進一步的，所述頂部模具包括可以上下組合在一起的頂部模具件一、頂部模具件二，所述頂部模具件二的外圓周和中心通孔之間設有環形槽，頂部模具件一上設有連通環形槽的頂部模具進水口和頂部模具回水口；所述頂部模具件一和頂部模具件二組合后對環形槽實現密封，密封后的環形槽成為頂部模具冷卻水腔。

進一步的，所述底部模具包括活塞震蕩油腔的鹽芯、底模頂部件和水腔形成體，所述水腔形成體從底部插入底模頂部件并與其通過間隙配合并裝配組成底部模具冷卻水腔，水腔形成體與底模頂部件之間采用密封圈密封，水腔形成體的底部設有連通底部模具冷卻水腔的底部模具進水口和底部模具回水口。

進一步的，所述底模頂部件的頂端前后側均具備兩個方形插針，用于在鑄造過程前插入于鹽芯底部的方形插針孔。

進一步的，所述左模具包括左模具體、左上冷卻水槽蓋、左上墊片、左銷孔模具、水堵一、左下墊片、左下冷卻水槽蓋，所述左模具體的內部圍繞其內側面設有若干平行的冷卻水道，所有平行的冷卻水道的上下兩端均連通，且上端通過左上冷卻水槽蓋和左上墊片密封，下端通過左下墊片和左下冷卻水槽蓋密封，形成左模具并聯圓孔冷卻水路，左上冷卻水槽蓋和左上墊片上設有與冷卻水道連通的左模具進水口和左模具回水口；

所述左銷孔模具過盈裝配到左模具體側面設置的銷孔內，其內端面與底部模具接觸，所述左銷孔模具內設有軸向的進水通道和回水通道，進水通道和回水通道的外端分別為左銷孔進水口和左銷孔回水口；所述水堵一裝配在左銷孔模具的外端，使其進水通道和回水通道形成左銷孔閉合水路。

進一步的，所述右模具包括右模具體一、右模具體二、右上冷卻水槽蓋、右上墊片、右銷孔模具、水堵二、右下墊片、右下冷卻水槽蓋，所述右模具體二與右模具體一組合形成具有澆注口的澆注通道；

所述右模具體一的內部圍繞其內側面設有若干平行的冷卻水道，所有平行的冷卻水道的上下兩端均連通，且上端通過右上冷卻水槽蓋和右上墊片密封，下端通過右下墊片和右下冷卻水槽蓋密封，形成右模具并聯圓孔冷卻水路；右上冷卻水槽蓋和右上墊片上設有與右模具并聯圓孔冷卻水路連通的右模具進水口和右模具回水口；

所述右銷孔模具過盈裝配到右模具體一側面設置的銷孔內，其內端面與底部模具接觸，所述右銷孔模具內設有軸向的進水通道和回水通道，進水通道和回水通道的外端分別為右銷孔進水口和右銷孔回水口；所述水堵二裝配在右銷孔模具的外端，使其進水通道和回水通道形成閉合水路。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：

(1)該活塞澆鑄裝置在活塞頂部喉口位置增加了冷卻水腔，加速了活塞喉口位置的冷卻，從而提高了該位置的力學性能。