[发明专利]补缩冒口的单腔模具及一种大缸径活塞

说明书

本发明提供了一种大缸径活塞，包括模具本体、模具本体内由内到外依次设置有型腔、主浇道以及冒口，主浇道呈水平设置；冒口呈倾斜设置，且远离主浇道一端的水平高度高于另一端的水平高度；一种大缸径活塞，使用上述任一的带有补缩冒口的单腔模具浇铸得到；包括活塞本体、浇道料以及冒口料，活塞本体、浇道料以及冒口料依次连接，浇道料呈水平设置，冒口料呈倾斜设置，且远离浇道料一端的水平高度高于与浇道料连接一端的水平高度；本发明的有益效果：主浇道设置为水平，避免型腔内铝水返流过热使主浇道温度变化不均匀，使裙部成型更稳定；冒口设置为倾斜，提高铝水的流动性；同时增加冒口的容积，使此处温度铝温降低变慢以提高补缩效果。

技术领域

本发明涉及活塞加工技术领域，尤其涉及补缩冒口的单腔模具及一种大缸径活塞。

背景技术

活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。活塞的工作条件相当恶劣，首先，它承受着很大的机械载荷，高速运动时还会产生巨大的往复运动惯性力，这种惯性力可达活塞重量的几百倍甚至更高；其次，它承受着较高的热负荷，活塞顶部直接与高温燃气周期性地接触，燃气的最高温度可达2000K以上，因此活塞的温度也很高。同时，活塞作高速运动时磨损还很严重。

为保证发动机的良好运行特性，对活塞合金材料性能有如下要求：密度小、热膨胀系数低、耐磨性好、热传导性及加工性能优越。为此，发动机目前采用的活塞材料是铝合金。

铝合金的成型方法主要有锻造和铸造，如图2所示，铸造活塞包括活塞本体21、浇道料22以及冒口料23，所述活塞本体21、浇道料22以及冒口料23依次连接。铸造活塞在高温时强度下降较小，制造成本低，但是铸件在冷却和凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩的结果，往往使铸件在最后凝固的地方出现空洞。容积大而集中的空洞称为缩孔，细小而分散的空洞称为缩松。缩孔和缩松都使铸件的实际强度降低，这一方面是由于缩孔和缩松减少了铸件受力的有效截面积，另一方面在缩孔和缩松的附近会产生应力集中现象，从而使该部分金属强度大为削弱。长期的生产实践经验表明，采用冒口补缩的办法来防止铸件产生缩孔和缩松，是一种行之有效的工艺措施。冒口的主要作用是储存足够的液态合金，使铸件在冷却和凝固过程中发生的体收缩能够不断地得到补充，从而防止在铸件内出现缩孔和缩松。此外，冒口还兼有出气、浮渣等作用。因此合理设计浇注结构，尽可能地提高活塞铸造质量是其面临的主要问题。

如图1所示，为现有技术中的单腔模具，包括模具本体1，所述模具本体1内由内到外依次设置有型腔11、主浇道12以及冒口13。目前，在铸造铝合金活塞时，多采用单冒口的浇注结构，这种结构由于冒口位置较低，致使排气和补缩的效果欠佳，无法弥补活塞裙部出现缩孔、缩松等缺陷，从而造成活塞裙部强度较低，影响了活塞的加工和使用性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了补缩冒口的单腔模具及一种大缸径活塞。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

补缩冒口的单腔模具，包括模具本体、所述模具本体内由内到外依次设置有型腔、主浇道以及冒口，所述主浇道呈水平设置；所述冒口呈倾斜设置，且远离主浇道一端的水平高度高于另一端的水平高度。

作为上述技术方案的改进，所述冒口的倾斜角度设置在15°-20°。

作为上述技术方案的改进，所述冒口的深度设置为20mm。

作为上述技术方案的改进，所述冒口的两侧均分布有保温孔，所述保温孔内填充有保温棉。

作为上述技术方案的改进，所述保温孔的直径设置为8mm，深度设置为15mm。