專利名稱：一種輕量化活塞用模具的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種內(nèi)燃機活塞，具體為一種輕量化活塞用鑄造模具。
背景技術(shù)：
活塞在新材料、新工藝、新技術(shù)應用的同時，開始向輕量化結(jié)構(gòu)設計發(fā)展。同時隨著其配偶件(如汽缸、缸蓋、活塞壞、活塞銷等)新技術(shù)的應用，活塞也要做適應性的提升。目 前，活塞在新結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǎn)，活塞內(nèi)腔拔模為正錐度，內(nèi)腔頂部尺寸小，活塞底部內(nèi)腔尺寸大，利于內(nèi)模的脫模。但最近活塞油環(huán)槽區(qū)域減重的新型活塞，內(nèi)腔及銷孔窗口處有臺階，不能用獨模直接生產(chǎn)?，F(xiàn)有資料記載活塞油環(huán)槽區(qū)域減重模具將外模鑲塊加工成斜滑塊結(jié)構(gòu)，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(tǒng)模具無法實現(xiàn)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(tǒng)模具更高的要求，否則在實際生產(chǎn)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(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是在現(xiàn)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(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造精度及使用壽命。本發(fā)明的目的是以如下方式實現(xiàn)的一種輕量化活塞用模具，包括外模、內(nèi)模，內(nèi)模包括兩個內(nèi)模大側(cè)瓣及中間夾持的一內(nèi)模中芯，在內(nèi)模大側(cè)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(nèi)模大側(cè)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(cè)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(cè)圓面與外模內(nèi)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(nèi)模，內(nèi)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(nèi)模運行到位后，以定位銷定位活塊。內(nèi)模形狀整體加工完成后再線切割分割，主要目的是保證內(nèi)?；鶞拭媾c切割面的配合精度；在外模非活塞鑄造面處增加定位銷；內(nèi)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(nèi)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(nèi)模的加工工藝流程為下料一鍛打一去應力退火處理一粗加工外形一半精加工一精加工內(nèi)模形狀一線切割一精加工線切割分割的活塊一合模一鉗修。[0011]所述的一種輕量化活塞用模具內(nèi)模的工藝條件為精加工切割面基準，與端面垂直度小于O. Olmm ;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(nèi)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(nèi)模向上。內(nèi)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(nèi)模下抽，外模向兩邊開，頂模上抽，活塞鑄件出模。通過模具內(nèi)外模順序通水冷卻方式實現(xiàn)活塞合金在型腔內(nèi)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(chǎn)品外觀質(zhì)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(xiàn)活塞油環(huán)槽區(qū)域減重，進而實現(xiàn)活塞輕量化，設計簡便，方便加工，能滿足產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，又能保證產(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的開發(fā)速度。


圖I為本發(fā)明輕量化活塞用模具裝配圖；圖2為本發(fā)明輕量化活塞用模具活塊主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中的A-A剖視圖；圖4為本發(fā)明活塞模具內(nèi)模與活塊配合示意圖。I.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(nèi)模大側(cè)瓣，9.內(nèi)模中芯，9.內(nèi)模中芯，8.內(nèi)模大側(cè)瓣，4.活塊，10.縮臺，11.芯軸銷孔，12.定位銷孔。
具體實施方式
參照附圖，一種輕量化活塞用模具，包括外模2、內(nèi)模，內(nèi)模包括兩個內(nèi)模大側(cè)瓣8及中間夾持的一內(nèi)模中芯9，其特征在于在內(nèi)模大側(cè)瓣8的頂部對稱設有“L”形縮臺10，縮臺10上配合設有活塊4，活塊4上有芯軸銷孔11及定位銷孔12，所述芯軸銷孔11與穿過外模的銷孔芯軸3相配合，所述定位銷孔12與內(nèi)模大側(cè)瓣8上相應位置凸出的定位銷5相配合，活塊4下平面的一部分和側(cè)面與所述縮臺10密配合，活塊4下平面的其余部分與定位圈6密配合,活塊4的外側(cè)圓面與外模2內(nèi)徑密配合。上述輕量化活塞用模具的制造方法，加工步驟包括先按照一般活塞鑄造用模具加工內(nèi)模，內(nèi)模外形整體加工完成后再線切割出所述的縮臺10，切出的部分用作活塊4 ;在活塊4上設置芯軸銷孔11及定位銷孔12，所述芯軸銷孔11與穿過外模的銷孔芯軸3相配合，所述定位銷孔12與內(nèi)模大側(cè)瓣8上相應位置凸出的定位銷5相配合，內(nèi)模運行到位后，以定位銷5及銷孔芯軸3定位活塊4。所述的加工步驟為下料一鍛打一去應力退火處理一粗加工外形一半精加工一精加工內(nèi)模形狀一線切割一精加工線切割分割的活塊一合模一鉗修。本發(fā)明的重點在于內(nèi)模加工。先按內(nèi)模圖紙對內(nèi)模整體進行粗加工，再進行精加工。對內(nèi)模用線切割進行分割，按圖紙尺寸割出定位平面，定位平面粗糙度控制在Ra3. 2 μ m以下。把模具誤差產(chǎn)生的重點應定位在對基準尺寸的控制上，主要表現(xiàn)為內(nèi)模與活塊4配合面的配合間隙，因此線切割工序的尺寸控制尤為重要。活塞模具形狀采用SolidWorks三維實體軟件進行設計完成后輸出G代碼用加工中心進行活塞形狀的精加工。[0025]參照圖2本發(fā)明輕量化活塞用模具的活塊結(jié)構(gòu)示意圖，內(nèi)模采用整體加工，再用線切割分割活塊，既節(jié)約原材料又縮短生產(chǎn)時間。參照圖1，本發(fā)明輕量化活塞用模具裝配結(jié)構(gòu)示意圖，澆注時活塞頂部向上，內(nèi)模中芯9與內(nèi)模大側(cè)瓣8向上運動到位，外模2處于打開狀態(tài)，以銷孔芯軸3及定位銷5為基準，把活塊4定位。活塊4裝配完成后，外模2與銷孔芯軸3 —起向內(nèi)運動到閉合位置，活塊4下平面的一部分和側(cè)面與內(nèi)模大側(cè)瓣8密切配合，活塊4下平面的其余部分與定位圈6密切配合，活塊4外圓與外模2內(nèi)徑配合，頂模I向下運行到位，組成活塞 鑄件形狀，進行澆注成型。通過模具內(nèi)外模順序通水冷卻方式實現(xiàn)活塞合金在型腔內(nèi)的順序凝固，保證活塞各部分組織均勻、致密。澆注鋁液凝固后，內(nèi)模中芯9與內(nèi)模大側(cè)瓣8下抽，頂模I上抽，外模2向兩邊開，活塞鑄件出模，取下活塊4，完成活塞的鑄造加工。
權(quán)利要求1.一種輕量化活塞用模具，包括外模(2)、內(nèi)模，內(nèi)模包括兩個內(nèi)模大側(cè)瓣(8)及中間夾持的一內(nèi)模中芯(9)，其特征在于在內(nèi)模大側(cè)瓣(8)的頂部對稱設有“L”形縮臺(10)，縮臺(10)上配合設有活塊(4)，活塊(4)上有芯軸銷孔(11)及定位銷孔(12)，所述芯軸銷孔(11)與穿過外模的銷孔芯軸(3)相配合，所述定位銷孔(12)與內(nèi)模大側(cè)瓣(8)上相應位置凸出的定位銷(5)相配合，活塊(4)下平面的一部分和側(cè)面與所述縮臺(10)密配合，活塊(4)下平面的其余部分與定位圈( 6)密配合，活塊(4)的外側(cè)圓面與外模(2)內(nèi)徑密配合。
專利摘要本實用新型涉及一種輕量化活塞用鑄造模具，包括外模、內(nèi)模，內(nèi)模包括兩個內(nèi)模大側(cè)瓣及中間夾持的一內(nèi)模中芯，在內(nèi)模大側(cè)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(nèi)模大側(cè)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(cè)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(cè)圓面與外模內(nèi)徑密配合。本實用新型通過設置一活塊就能實現(xiàn)活塞油環(huán)槽區(qū)域減重，進而達到活塞輕量化，該發(fā)明模具設計簡便，方便加工。
文檔編號B23P15/24GK202667555SQ201220275299
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者顏君衡, 孔濤, 齊鵬, 顏魯濱, 孔祥凱 申請人:曲阜金皇活塞股份有限公司