專利名稱：鋁活塞壓力鑄造機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鑄造機，具體地說是一種能適用于生產(chǎn)帶內(nèi)冷的壓力鑄造鋁活塞以 及生產(chǎn)帶內(nèi)冷的陶瓷纖維局部增強復(fù)合材料活塞的鋁活塞壓力鑄造機。
技術(shù)背景近年來，國內(nèi)外對內(nèi)燃機尾氣排放的要求越來越嚴(yán)格,內(nèi)燃機功率密度的不斷提髙，導(dǎo)致 了汽缸內(nèi)的溫度也不斷升高。鋁合金活塞是內(nèi)燃機的核心部件，由于活塞頭部直接接觸高溫 燃氣，承受了高溫高壓,工作環(huán)境非常惡劣,而鋁合金材料隨著溫度的上升,機械性能不斷的降 低，當(dāng)溫度達到一定程度后，鋁合金材料的強度等機械性己經(jīng)不能滿足發(fā)動機的工作要求， 特別是燃燒室喉口部分很容易產(chǎn)生熱疲勞破壞，所以人們通過以下兩種方案來解決以上問題。1. 在活塞頭部通過把可熔性型芯鑄造到活塞頭部后，用水溶解掉鹽芯形成空腔。在發(fā)動 機工作過程中，通過噴嘴向活塞內(nèi)部冷卻油道中噴入油來達到降低活塞頭部溫度。2. 使用鋁基陶瓷纖維復(fù)合材料增強燃燒室喉口部位的熱疲勞強度。 為了進一步提高發(fā)動機的功率密度，活塞制造使用以下二種方法1. 使用壓力鑄造的方式，鋁合金在壓力下結(jié)晶使材料的晶粒得到進一步細化，從而提高 活塞材料的強度特別是活塞材料的高溫疲勞性能。2. 使用壓力鑄造的方法制造陶瓷纖維局部增強的復(fù)合材料活塞。目前，有使用低壓鑄造的方式生產(chǎn)活塞的，但是壓力值比較低。鑄造機設(shè)計比較復(fù)雜而 且不能傾轉(zhuǎn)使用。陶瓷纖維增強復(fù)合材料活塞多是用擠壓鑄造的方法生產(chǎn)，加壓的壓力值過 大，模具壽命過短、成本高，不能生產(chǎn)有內(nèi)冷油道的活塞。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于0Mpa 5Mpa的壓力鑄造(氣 壓)，模具壽命長，可以傾轉(zhuǎn)使用，不但能生產(chǎn)帶內(nèi)冷的壓力鑄造鋁活塞而且能生產(chǎn)帶內(nèi)冷的 陶瓷纖維局部增強復(fù)合材料活塞的鋁活塞壓力鑄造機。本實用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種鋁活塞壓力鑄造機，包括床身，床 身上部設(shè)有滑臺，滑臺上面設(shè)有頂模機構(gòu)，滑臺上下設(shè)有外模及邊芯機構(gòu)，床身內(nèi)部設(shè)有中 芯機構(gòu)，床身內(nèi)部還設(shè)有傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，床身外部設(shè)有防護及自動開閉門機構(gòu)。所述的頂模機構(gòu)包括小頂模機構(gòu)和大頂模機構(gòu)，大頂模機構(gòu)和小頂模機構(gòu)通過連接板相 連接。所述的大頂模機構(gòu)包括臺板支柱、上臺板、導(dǎo)向桿和大油缸，臺板支柱下端固定于床身 的滑臺上，上端與上臺板連接，上臺板上設(shè)有導(dǎo)向桿和大油缸，大油缸的活塞桿與連接板連 接。所述的小頂模機構(gòu)包括小油缸固定板、小頂模連接板、小油缸，小油缸上端與連接板連 接，下端與小油缸固定板連接，小油缸的活塞桿與小頂模連接板連接，小頂模連接板下面設(shè) 有小頂模連接桿；小油缸固定板下部設(shè)有大頂模連接桿。所述的防護及自動開閉門機構(gòu)包括設(shè)于床身前后左右的罩，床身前面上半部分設(shè)有前上 罩，前上罩下部設(shè)有門，左右側(cè)罩上設(shè)有側(cè)罩窗；床身上部設(shè)有氣缸，門內(nèi)下部設(shè)有連接塊, 連接塊與氣缸連接；門內(nèi)床身上設(shè)有滑桿，滑桿上設(shè)有滑塊，滑塊與門連接。所述的傾轉(zhuǎn)機構(gòu)包括傾轉(zhuǎn)油缸支架、傾轉(zhuǎn)油缸、傾轉(zhuǎn)連接塊和傾轉(zhuǎn)軸，傾轉(zhuǎn)油缸支架固 定于床身內(nèi)底部，傾轉(zhuǎn)油缸支架上部連接傾轉(zhuǎn)油缸，傾轉(zhuǎn)油缸上端通過傾轉(zhuǎn)連接塊與床身平 臺板連接，床身平臺板下面設(shè)有傾轉(zhuǎn)軸。所述的外模及邊芯機構(gòu)包括滑臺、外模油缸、外模油缸支架、外模聯(lián)塊、邊芯油缸和邊 芯連接塊，滑臺上面左側(cè)和右側(cè)分別固定有外模油缸左支架和外模油缸右支架，左、右外模 油缸支架上面分別固定外模左油缸和外模右油缸，外模左、右油缸分別通過外模左、右聯(lián)塊 與對應(yīng)的外模相連；滑臺下面分別固定有左邊芯油缸和右邊芯油缸，左、右邊芯油缸分別通 過左邊芯連接塊和右邊芯連接塊與邊芯相連。所述的中芯機構(gòu)包括中芯連接板、中芯連接塊、導(dǎo)向軸、中芯油缸和油缸固定板，油缸 固定板通過連接桿固定于滑臺下面，油缸固定板下部固定有中芯油缸，中芯油缸的活塞桿穿 過油缸固定板與設(shè)于中芯連接板上的中芯連接塊連接，中芯連接板與下部的油缸固定板之間 設(shè)有導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸一端固定于中芯連接板，另一端穿過油缸固定板上的導(dǎo)向孔。本實用新型根據(jù)壓力鑄造理論、鋁活塞鑄造順序凝固理論和各鑄造動作環(huán)節(jié)自動控制技 術(shù)，提出本鋁活塞壓力鑄造機，其主機結(jié)構(gòu)主要由外模及邊芯機構(gòu)、中芯機構(gòu)、傾轉(zhuǎn)機構(gòu)、 頂模機構(gòu)、防護及自動開閉門機構(gòu)組成，通過電氣系統(tǒng)及液壓、氣動系統(tǒng)連接為一體。完成 鋁活塞鑄造過程中開合模、抽取型芯、加壓、開閉門等動作的自動化。 本實用新型機械部分與其它鋁活塞鑄造設(shè)備的不同處是1、 頂模機構(gòu)采取了立柱式結(jié)構(gòu)，使頂模缸直接豎直與頂模相連減少了中間過多的過渡部 件，使連接、傳遞更可靠、穩(wěn)定。并且，頂模合模時合模性更好，減少了模具間的磕碰、磨 損。同時，增加了合模后模具的密封性進一步保證壓力鑄造情況下的鑄造要求和安全性。同 時，四立柱結(jié)構(gòu)容易實現(xiàn)全封閉防護罩結(jié)構(gòu)，增加操作安全性及設(shè)備的美觀性。2、 頂模采用了分體式頂模，實現(xiàn)了壓力鑄造情況下，帶鑲?cè)?、?nèi)冷和陶瓷纖維局部增強 復(fù)合材料活塞的鑄造。本實用新型的顯著特點是1、 采用了分體頂模機構(gòu)，由大、小油缸分別帶動分體頂模的不同部分動作。使之不僅能 生產(chǎn)帶內(nèi)冷的壓力鑄造鋁活塞而且能生產(chǎn)帶內(nèi)冷的陶瓷纖維局部增強復(fù)合材料活塞。2、 采用了全封閉防護罩結(jié)構(gòu)，保證了壓力鑄造情況下有意外發(fā)生時的操作工人的安全。 全封閉防護罩面對操作者的面采用了自動開閉門，保證了鑄造時的工作節(jié)拍和操作的方便性。
3、采用了氣壓、液壓的壓力檢測報警，更進一步確保了操作的安全性。

圖l是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的頂模機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是本實用新型的防護及自動開閉門機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4的左視圖；圖6是本實用新型的外模及邊芯機構(gòu)、傾轉(zhuǎn)機構(gòu)和中芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是圖6的左視圖；其中1床身，2.外模左油缸，3.外模左油缸支架，4.外模左聯(lián)塊，5.滑臺，6.外模右聯(lián) 塊，7.外模右油缸支架，8.外模右油缸，9.右邊芯油缸，10，傾轉(zhuǎn)軸，11.右邊芯連接塊， 12.中芯連接塊，13.中芯連接板，14.導(dǎo)向軸，15.中芯油缸，16.油缸固定板，17.左邊芯連接 塊，18.左邊芯油缸，19.傾轉(zhuǎn)連接塊，20.傾轉(zhuǎn)油缸，21.傾轉(zhuǎn)油缸支架，22.臺柱支板，23. 小頂模連接板，24.小油缸固定板，25.連接板，26.上臺板，27.導(dǎo)向桿，28.氣缸，29.大油缸， 30.小油缸，31.小頂模連接桿，32.大頂模連接桿，33.門，34.左側(cè)罩，35.前上罩，36.右側(cè)罩， 37.后罩，38.側(cè)罩窗，39.連接塊，40滑桿，41.滑塊，42，連接桿。.具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1中，床身1上部設(shè)有滑臺5,滑臺5上面設(shè)有頂模機構(gòu)，滑臺5上下設(shè)有外模及邊 芯機構(gòu)，床身1內(nèi)部設(shè)有中芯機構(gòu)和傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，床身l外部設(shè)有防護及自動開閉門機構(gòu)。圖2、圖3中，外模機構(gòu)由小頂模機構(gòu)和大頂模機構(gòu)構(gòu)成。其中大頂模機構(gòu)由臺板支柱 22、上臺板26、導(dǎo)向桿27、大油缸29組成，臺板支柱22下端固定于床身1的滑臺5上，上 端與上臺板26連接，上臺板26上設(shè)有導(dǎo)向桿27和大油缸29,大油缸29的活塞桿與連接板 25連接。小頂模機構(gòu)由小油缸固定板24、小頂模連接板23、小油缸30組成。小油缸30上端與連 接板25連接，下端與小油缸固定板24連接，小油缸30的活塞桿與小頂模連接板23連接， 小頂模連接板23下面設(shè)有小頂模連接桿31;小油缸固定板24下部設(shè)有大頂模連接桿32。大 頂模機構(gòu)和小頂模機構(gòu)通過連接板25連接。大頂模連接桿32和小頂模連接桿31分別與大頂 模和小頂模相連。工作原理大頂模通過大頂模連接桿32、小頂模機構(gòu)和連接板25與大油缸29相連，通 過大油缸的動作帶動整個頂模(包括小頂模機構(gòu))作整個頂模的開閉動作；小頂模通過小頂 模連接桿31、小頂模連接板23與小油缸相連，通過小油缸的動作帶動小頂模開閉動作。圖4、圖5中，防護及自動開閉門機構(gòu)包括前上罩35、左側(cè)罩34、門33、右側(cè)罩36、 側(cè)罩窗38、后罩37、氣缸28、連接塊39、滑塊41、滑桿40組成。床身1前面上半部分設(shè)
有前上罩35，前上罩35下部設(shè)有門33，左、右側(cè)罩34、 36上設(shè)有側(cè)罩窗38;床身1上部 設(shè)有氣缸28，門33內(nèi)下部設(shè)有連接塊39，連接塊39與氣缸28連接；門33內(nèi)床身1上設(shè)有 滑桿40，滑桿40上設(shè)有滑塊41，滑塊41與門33連接。工作原理門33通過連接塊39與氣缸28相連，通過氣缸動作帶動門通過滑塊41在滑 桿40上移動。圖6、圖7中，外模及邊芯機構(gòu)主要由床身1、外模左油缸2、外模左油缸支架3、外模 左聯(lián)塊4、滑臺5、外模右聯(lián)塊6、外模右油缸支架7、外模右油缸8、右邊芯油缸9、右邊芯 連接塊11、左邊芯油缸18、左邊芯連接塊17組成。本機構(gòu)以床身1為支撐，床身1的滑臺 5上面左側(cè)和右側(cè)分別固定有外模油缸左支架3和外模油缸右支架7，左、右外模油缸支架3、 7上面分別固定外模左油缸2和外模右油缸8，外模左、右油缸2、 8分別通過外模左、右聯(lián) 塊4、 6與對應(yīng)的外模相連?；_5下面分別固定有左邊芯油缸18和右邊芯油缸9，左邊芯 油缸18和右邊芯油缸9分別通過左邊芯連接塊17和右邊芯連接塊11與邊芯相連。工作原理外模在滑臺05上通過外模聯(lián)塊04、 06與外模油缸02、 08相連，由PLC控制 外模油缸電磁閥通斷，實現(xiàn)外模油缸02、 08帶動外模完成開合動作。側(cè)芯由邊芯油缸09、 18通過邊芯連接塊11、 17與邊芯相連，由PLC控制邊芯油缸電磁閥通斷，實現(xiàn)邊芯油缸09、 18帶動邊芯完成進退動作。中芯機構(gòu)主要由中芯連接板13、中芯連接塊12、導(dǎo)向軸14、中芯油缸15、油缸固定板 16組成，油缸固定板16通過連接桿42固定于滑臺5下面，油缸固定板16下部固定有中芯 油缸15,中芯油缸15的活塞桿穿過油缸固定板16與設(shè)于中芯連接板13上的中芯連接塊12 連接，中芯連接板13與下部的油缸固定板16之間設(shè)有導(dǎo)向軸14，導(dǎo)向軸14一端固定于中 芯連接板12，另一端穿過油缸固定板16上的導(dǎo)向孔。該機構(gòu)固定在床身l里面。工作原理活塞模具中芯通過中芯連接塊12與中芯油缸15相連，活塞桿上下移動時， 帶動中芯完成上下動作。傾轉(zhuǎn)機構(gòu)主要由傾轉(zhuǎn)油缸支架21、傾轉(zhuǎn)油缸20、傾轉(zhuǎn)連接塊19、傾轉(zhuǎn)軸10組成，該機 構(gòu)固定于床身1里面，傾轉(zhuǎn)油缸支架21固定于床身1內(nèi)底部，傾轉(zhuǎn)油缸支架21上部連接傾 轉(zhuǎn)油缸20，傾轉(zhuǎn)油缸20上端通過傾轉(zhuǎn)連接塊19與床身平臺板連接，床身平臺板下面設(shè)有傾 轉(zhuǎn)軸10。工作原理床身平臺通過傾轉(zhuǎn)連接塊19與傾轉(zhuǎn)油缸20相連而傾轉(zhuǎn)油缸20通過傾轉(zhuǎn)油缸 支架21固定于床身底部，傾轉(zhuǎn)油缸動作時帶動床身平臺繞傾轉(zhuǎn)軸IO旋轉(zhuǎn)。 本實用新型單機全自動工作循環(huán)如下(以準(zhǔn)備澆注為起始狀態(tài))邊芯退一小頂模下一中芯上一放纖維一放鹽芯一外模合一機床臺板傾轉(zhuǎn)一整機保持一放 環(huán)圈一大頂?？煜乱淮箜斈Ｂ乱粷沧⒁粌A轉(zhuǎn)復(fù)位一門關(guān)一凝固計時一加壓一門開一小頂模 上一大頂模上一外模開一中芯下一邊芯進一開模狀態(tài)一清理頂模毛刺。
權(quán)利要求1. 一種鋁活塞壓力鑄造機，包括床身，床身上部設(shè)有滑臺，滑臺上面設(shè)有頂模機構(gòu)，滑臺上下設(shè)有外模及邊芯機構(gòu)，床身內(nèi)部設(shè)有中芯機構(gòu)，其特征在于床身內(nèi)部還設(shè)有傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，床身外部設(shè)有防護及自動開閉門機構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的頂模機構(gòu)包括小頂模 機構(gòu)和大頂模機構(gòu)，大頂模機構(gòu)和小頂模機構(gòu)通過連接板相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的大頂模機構(gòu)包括臺板 支柱、上臺板、導(dǎo)向桿和大油缸，臺板支柱下端固定于床身的滑臺上，上端與上臺板連接， 上臺板上設(shè)有導(dǎo)向桿和大油缸，大油缸的活塞桿與連接板連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的小頂模機構(gòu)包括小油 缸固定板、小頂模連接板、小油缸，小油缸上端與連接板連接，下端與小油缸固定板連接， 小油缸的活塞桿與小頂模連接板連接，小頂模連接板下面設(shè)有小頂模連接桿；小油缸固定板 下部設(shè)有大頂模連接桿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的防護及自動開閉門機 構(gòu)包括設(shè)于床身前后左右的罩，床身前面上半部分設(shè)有前上罩，前上罩下部設(shè)有門，左右側(cè) 罩上設(shè)有側(cè)罩窗；床身上部設(shè)有氣缸，門內(nèi)下部設(shè)有連接塊，連接塊與氣缸連接；門內(nèi)床身 上設(shè)有滑桿，滑桿上設(shè)有滑塊，滑塊與門連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的傾轉(zhuǎn)機構(gòu)包括傾轉(zhuǎn)油 缸支架、傾轉(zhuǎn)油缸、傾轉(zhuǎn)連接塊和傾轉(zhuǎn)軸，傾轉(zhuǎn)油缸支架固定于床身內(nèi)底部，傾轉(zhuǎn)油缸支架 上部連接傾轉(zhuǎn)油缸，傾轉(zhuǎn)油缸上端通過傾轉(zhuǎn)連接塊與床身平臺板連接，床身平臺板下面設(shè)有 傾轉(zhuǎn)軸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的外模及邊芯機構(gòu)包括 滑臺、外模油缸、外模油缸支架、外模聯(lián)塊、邊芯油缸和邊芯連接塊，滑臺上面左側(cè)和右側(cè) 分別固定有外模油缸左支架和外模油缸右支架，左、右外模油缸支架上面分別固定外模左油 缸和外模右油缸，外模左、右油缸分別通過外模左、右聯(lián)塊與對應(yīng)的外模相連；滑臺下面分 別固定有左邊芯油缸和右邊芯油缸，左、右邊芯油缸分別通過左邊芯連接塊和右邊芯連接塊 與邊芯相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁活塞壓力鑄造機，其特征在于所述的中芯機構(gòu)包括中芯連 接板、中芯連接塊、導(dǎo)向軸、中芯油缸和油缸固定板，油缸固定板通過連接桿固定于滑臺下 面，油缸固定板下部固定有中芯油缸，中芯油缸的活塞桿穿過油缸固定板與設(shè)于中芯連接板 上的中芯連接塊連接，中芯連接板與下部的油缸固定板之間設(shè)有導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸一端固定于 中芯連接板，另一端穿過油缸固定板上的導(dǎo)向孔。
專利摘要本實用新型涉及一種鋁活塞壓力鑄造機，包括床身，床身上部設(shè)有滑臺，滑臺上面設(shè)有頂模機構(gòu)，滑臺上下設(shè)有外模及邊芯機構(gòu)，床身內(nèi)部設(shè)有中芯機構(gòu)和傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，床身外部設(shè)有防護及自動開閉門機構(gòu)。本實用新型通過電氣系統(tǒng)及液壓、氣動系統(tǒng)連接為一體。完成鋁活塞鑄造過程中開合模、抽取型芯、加壓、開閉門等動作的自動化。本實用新型特點是1.采用了分體頂模機構(gòu)，不僅能生產(chǎn)帶內(nèi)冷的壓力鑄造鋁活塞而且能生產(chǎn)帶內(nèi)冷的陶瓷纖維局部增強復(fù)合材料活塞。2.采用了全封閉防護罩結(jié)構(gòu)，保證了操作工人的安全、工作節(jié)拍和操作的方便性。3.采用了氣壓、液壓的壓力檢測報警，更加確保了操作的安全性。
文檔編號B22D15/02GK201079828SQ200720027189
公開日2008年7月2日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者張國華, 永 李, 秦有志, 高曉波 申請人:山東濱州渤海活塞股份有限公司