[发明专利]一种活塞内冷用盐芯压制模具及其制造工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种活塞内冷用盐芯压制模具及其制造工艺。尤其涉及一种双侧同向截面盐芯压制模具及制造工艺。

技术背景

随着人们对环境问题重视程度的不断提升，对内燃机性能的要求也在不断提高：功率大、油耗低、噪音小、排放低等。而活塞作为内燃机一个重要的核心部件，其性能的优劣更是变得尤为重要。为了提高活塞高温往复工作条件下的性能，现在活塞经常采用同向倾斜的回转结构内冷通道。以使机油能够在活塞的往复工作中，在内冷通道形成一个闭合的循环，提高冷却效率。 

这种同向倾斜的内冷盐芯在传统的制作工艺中，因一侧无法出模，因此不能进行一次性压制，需要后续使用异形的不对称盐芯刀进行车制成型。在车制反向斜度时加工余量大、需加工尺寸长，经常会产生盐芯强度低及盐芯易缺肉的问题。

在专利申请文件CN 102489671A 公开了一种盐芯压制模具及其制造盐芯的方法，该方法是正弦或余弦波浪式盐芯的压制，该方法只能适用于压制传统的“八”字式两侧异向截面的普通盐芯或波浪式盐芯，无法压制本发明所述的两侧同向截面的普通盐芯和异形盐芯。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了解决目前传统盐芯压制模具及工艺无法一次性压制的两侧同向倾斜盐芯的问题，尤其是提供一种新型的结构简单、可靠性高、制作工艺更简便的盐芯压制成型模具及盐芯制造工艺，以简化目前双侧同向截面盐芯的制造工艺，满足高性能柴油机活塞高功率、低排放的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种活塞内冷用盐芯压制模具，包括上模和下模，所述的下模包括下模外圈和下模内圈，所述的下模内圈和下模外圈之间形成盐芯加料区，且下模内圈的中心的轴向方向设有一个万向固定孔，所述的上模和下模外圈的出模角度相反。

所述的上模的上设有0.2-0.3mm的小平台。

一种活塞内冷用盐芯压制模具的制造工艺，步骤如下：

步骤（1）将双侧同向截面中不能同时出模的两个同向面，分别分配到出模斜度相反的上模和下模外圈中；

步骤（2）将下模内圈上升到设定位置；

步骤（3）在下模内圈配合圆柱面和下模外圈所形成的空腔中加入盐；

步骤（4）上模往下移动，当接触下模内圈时，上模和下模内圈组合成一体一同向下压制；

步骤（5）下模内圈到达下模外圈定位面时，上模、下模内圈及下模外圈共同组合成一个封闭的盐芯截面区域，按照设定的时间进行保压，然后上模向上运行，到位后下模内圈将盐芯毛坯顶出；

竖直方向上盐芯毛坯投影面积施加的压力为1400-1600Kgf/cm²。所述的1400-1600Kgf/cm²的单位压力为压力机上压缸施加在盐芯毛坯竖直投影面积上的单位压力，按不同产品计算投影面积后换算为上压缸的系统压力进行设定。

所述的上模往下移动，当接触下模内圈时，上模和下模内圈组合成一体一同向下压制，上压缸有效行程：400mm；压制有效行程：≥30mm。 

所述的模具组成封闭的盐芯截面区域后，下压缸保压压制的工作压力：2～5MPa。所述的2～5MPa压力为下压缸的系统压力，作为模具封闭后压制盐芯压力的补充，以加强盐芯下模内圈侧的致密度。

本发明的有益效果如下：

本发明避免了目前同向倾斜内冷盐芯无法进行一次性压制，需要后续使用异形不对称盐芯刀进行车制成型。本发明能完全代替传统的压制及车制盐芯工艺，解决了因车制反向斜度所带来的加工余量大、需加工尺寸长、盐芯强度低及盐芯易缺肉的难题，具有模具结构简单，制作工艺简便，能够压制所有两侧同向倾斜截面的盐芯。本发明生产效率高，制造成本低，由于是整体压制成型，特别是压制成形过程中模具型腔中的盐颗粒受到上方和侧面的持续挤压，盐芯的强度、韧性等都有所提高，因此拥有更高的可靠性，能更好的满足活塞对内冷的质量要求。为保证上模1强度而增加的0.2-0.3mm的小平台，其结构为整体压制出盐芯毛坯后，通过去毛刺机打磨掉盐芯周圈小平台，然后在空气湿度≤35%RH的干燥室内自然蒸发干燥不少于8小时，即可进行钻孔和烧结。

本发明由于是盐芯整体压制一次成型，因而具有更高的设计强度和表面光洁度，特别是压制成形过程中模具型腔中的盐颗粒受到上方和侧面的持续挤压，盐芯的强度、韧性等都有所提高，因此拥有更高的可靠性，能更好的满足活塞对内冷的质量要求。