CN102844556A - 内燃机用活塞的制造方法以及可用该方法制成的活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由活塞顶部(11，111，211)和活塞底部(15)构成的活塞(10)的制造方法。其中，提供由金属材料构成的带状或板状半成品(22)，用所述半成品冲压出环形活塞顶部(11，111，211)，或者用所述半成品冲压出环形坯件(25)并将所述坯件加工成成品活塞顶部(11，111，211)，将所述活塞顶部(11，111，211)与活塞底部(15)连接成活塞(10)。

Description

内燃机用活塞的制造方法以及可用该方法制成的活塞
技术领域
本发明涉及一种制造内燃机用活塞的方法以及一种可用该方法制成的活塞。
背景技术
DE 103 11 149 A1揭示一种由活塞顶部和活塞底部构成的活塞，该活塞顶部和活塞底部用最少数量的焊点固定，随后通过锻造将其连接起来。这类活塞的活塞顶部由特别耐热、特别坚固的材料制成，以防盆形燃烧室区域内起皮。但这种活塞制造起来比较麻烦，成本也很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造内燃机用活塞的方法，这种方法不仅简单，成本也相对较低。
本发明用以达成上述目的的第一解决方案为：提供由金属材料构成的带状或板状半成品，用所述半成品冲压出环形坯件，再将所述环形坯件加工成成品活塞顶部，将所述成品活塞顶部与活塞底部连接成活塞。
本发明用以达成上述目的的第二解决方案为：提供由金属材料构成的带状或板状半成品，对所述带状或板状半成品的至少一面进行成品加工，用所述半成品冲压出环形活塞顶部，最后将所述活塞顶部与活塞底部连接成活塞。
本发明还提供一种可用上述方法制成的活塞。
本发明所提供的活塞制造方法特别简单，制造步骤少，因而成本低廉。特别是，活塞顶部的形成方式非常简单，材料可任意选择。这样就能以简单而低成本的方式提供活塞顶部特别坚固、特别耐热的活塞。
本发明的有利改进方案请参阅从属权利要求。
优选使用由钢材构成的半成品，以便成品活塞能以最佳方式满足电动机模式的运行要求。具体而言，热轧或冷轧钢材为特别合适之选。
在用所述半成品冲压出坯件的情况下，例如以车削或磨削的方式优选沿至少一面对该坯件进行平整加工。活塞制成后，经平整加工的这个面将构成活塞头。
在用所述半成品冲压出成品活塞顶部的情况下，优选在冲压之前对所述半成品的至少一面进行平整加工。活塞制成后，经平整加工的这个面将构成活塞头。当然，可以在冲压之后按具体需要对活塞顶部进行成品处理。
根据具体情况所提出的具体要求，可以分别使用厚度不超过15mm的半成品。
根据一种优选改进方案，在用相应形状的冲压工具进行冲压时，在所述坯件或所述活塞顶部形成环绕式下凹槽，以及/或者在所述坯件或所述活塞顶部形成至少一个环绕式侧凹槽。活塞制成后，所述下凹槽将构成冷却通道的至少一部分。外凹槽例如构成环形槽的一部分。内凹槽例如可以构成盆形燃烧室的一部分。
举例而言，可以通过焊接或钎焊将制成后的活塞顶部与活塞底部连接成成品活塞。之后就可以按具体需要对该活塞进行成品加工。
附图说明
下文将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。以下为不按比例绘制的示意图：
图1为本发明所提供的活塞的实施例剖面图；
图2为应用于本发明方法的带状半成品的俯视图；
图3为按本发明方法制成的活塞顶部的另一实施例的剖面图；以及
图4为按本发明方法制成的活塞顶部的另一实施例的剖面图。
具体实施方式
图1为活塞10的实施例。本发明适用于任何一种类型的活塞和活塞材料，因此下文仅以其中一种活塞类型为例对本发明进行说明。
本实施例的活塞10是一个由两部分构成的焊接型箱式活塞，这种活塞的结构属于公知技术。活塞10具有包含环绕式火力岸12的活塞顶部11。活塞顶部11构成活塞头11a和盆形燃烧室13的一部分，并且在火力岸12下方具有活塞环形槽14。活塞10还具有活塞底部15，该活塞底部包含两个活塞环形槽16、17以及相对于活塞环形槽14、16、17内凹的活塞毂18。活塞毂18上设有用于容置活塞销(未图示)的毂孔19。活塞顶部11和活塞底部15共同形成环绕式冷却通道21。
图2为应用于本发明方法的半成品22(在此为带状半成品)的实施例。半成品22例如由厚度为10mm的热轧或冷轧42CrMo4钢材构成。23和24表示切割线，本发明设计沿这些切割线冲压出环形坯件或环形活塞顶部。
如果在不作进一步加工的情况下就对半成品22进行使用，就冲压出环形坯件25。例如以磨削或车削的方式沿至少一面对坯件25进行平整加工。活塞10制成后，这个面将构成活塞顶部11上的活塞头11a。活塞顶部11制成后，例如通过钎焊或焊接工艺(如摩擦焊接、焊条焊接或激光焊接)将其与活塞底部15连接成活塞10。之后就可以根据具体需要将活塞10加工成成品。
但是在冲压之前可以对半成品22作进一步加工处理，例如以磨削或车削的方式对该半成品的至少一面26进行平整加工。而后冲压出环形活塞顶部11。活塞10制成后，经平整加工的这个面26将构成活塞顶部11上的活塞头11a。随后按上述方式将制成后的活塞顶部11与活塞底部15连接成活塞10。
图3为用半成品22冲压而成的环形活塞顶部111的实施例。活塞顶部111具有环绕式下凹槽127，活塞制成后，这个凹槽将构成环绕式冷却通道(参见图1中的冷却通道21)的一部分。通过以已知方式在冲压工具上设置相应的成型模，就可以形成凹槽127。因此，凹槽127是随冲压过程同时形成。活塞制成后，环形活塞顶部111的中央开口113将构成盆形燃烧室(参见图1中的盆形燃烧室13)的一部分。当然，用半成品22制造坯件的方法也是如此。
图4为用半成品22冲压而成的环形活塞顶部211的另一实施例。活塞顶部211同样具有环绕式下凹槽227，活塞制成后，这个凹槽将构成环绕式冷却通道(参见图1中的冷却通道21)的一部分。活塞顶部211还具有环绕式外凹槽228，活塞制成后，这个凹槽将构成活塞环形槽(参见图1中的活塞环形槽14)的一部分。通过以已知方式在冲压工具上设置相应的成型模，就可以形成凹槽227和228。因此，凹槽227和228是随冲压过程同时形成。活塞制成后，环形活塞顶部211的中央开口213将构成盆形燃烧室(参见图1中的盆形燃烧室13)的一部分。当然，用半成品22制造坯件的方法也是如此。

Claims (13)

1.一种制造内燃机用活塞(10)的方法，其特征在于下列处理步骤：
a)提供由金属材料构成的带状或板状半成品(22)，
b)用所述半成品(22)冲压出环形坯件(25)，
c)将所述坯件(25)加工成成品活塞顶部(11，111，211)，
d)将所述活塞顶部(11，111，211)与活塞底部(15)连接成活塞(10)。
2.一种制造内燃机用活塞(10)的方法，其特征在于下列处理步骤：
a)提供由金属材料构成的带状或板状半成品(22)，
b)对所述带状或板状半成品(22)的至少一面(26)进行成品加工，
c)用所述半成品(22)冲压出环形活塞顶部(11，111，211)，
d)将所述活塞顶部(11，111，211)与活塞底部(15)连接成活塞(10)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用由钢材构成的半成品(22)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用由热轧或冷轧钢材构成的半成品(22)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c)中沿至少一面对所述坯件(25)进行平整加工。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤b)中对所述半成品(22)的至少一面(26)进行平整加工。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，实施过步骤c)后对所述活塞顶部(11，111，211)进行成品加工。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用厚度不超过15mm的半成品(22)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冲压时在所述坯件(25)或所述活塞顶部(11，111，211)形成环绕式下凹槽(127，227)。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冲压时在所述坯件(25)或所述活塞顶部(11，111，211)形成至少一个环绕式侧凹槽(228)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个环绕式侧凹槽(228)形成于所述坯件(25)或所述活塞顶部(11，111，211)的外周边或内周边。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过焊接或钎焊将所述活塞顶部(11，111，211)和所述活塞底部(15)连接起来。
13.一种可用如权利要求1或2所述的方法制成的内燃机用活塞(10)。
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