CN103072301A - 一种酚醛活塞的模具及其酚醛活塞的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酚醛活塞的模具及其酚醛活塞的制作方法，属于模具技术领域。它解决了现有的酚醛活塞成品质量差的问题。本酚醛活塞的模具，包括上模体和下模体，在上模体和下模体上设有若干加热孔，直接进行电加热，另外在上下模体上设置脱料件，避免了酚醛活塞粘附在模具上，脱模稳定性高。其制作方法是通过打饼、模具加热、合模、烘烤完成的，直接对上模体和下模体加热，酚醛活塞毛坯成型后，通过烘烤保温，进一步的提升了酚醛活塞的内部性能，不仅强度较高，而且不易脆化。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具，特别是酚醛活塞的模具以及采用该模具制作酚醛活塞的制作方法。
背景技术
活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
为了达到上述工作场合的需求人们设计出了酚醛活塞，但现有的酚醛活塞是通过模具一次成型的，其各项指标系数偏低。中国专利其公开号CN1464207A提供了一种“汽车制动器复合材料活塞的生产方法”它以改性硅灰石纤维为原料，以酚醛树脂为辅料，按一定的比例混合烘干，利用模具热压制坯，再经机械加工成形。具体而言，上述生产方法包括以下步骤：①按一定比例选料混合烘干选取改性硅灰石纤维为原料，并进行筛选；再选取酚醛树脂为辅料；原料按76-78%，辅料按22-24%，倒入混料机内混合，再烘干，烘干温度为50℃；②利用模具热压制成毛坯将烘干的混合料装模于模具中的上模具和下模具之间，再对模具的上加热板和下加热板加热，加热温度为165-175℃，再压制后即可使活塞的毛坯出模；③经机加工成形活塞的毛坯经检验后再机加工，主要是磨外圆，最后检验入库。可以看出，上述方法中是直接将原料一次压制成型，由于没有保温处理其成品质量较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种脱模稳定、结构简单的酚醛活塞的模具。
本发明的另一个目的在于提供一种易于实施且生产率较高的酚醛活塞的制作方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种酚醛活塞的模具，包括上模体和下模体，所述上模体与下模体扣合后在两者之间形成用于成型酚醛活塞的成型腔，其特征在于，所述上模体上具有与酚醛活塞内腔相匹配的凸模，所述下模体上具有与酚醛活塞外侧相匹配的凹模，所述凸模上具有能将粘附在其上的酚醛活塞分离的脱料件一，所述凹模处具有能将粘附在其内的酚醛活塞分离的脱料件二，所述上模体和下模体上均具有若干加热孔。
模具使用前将电加热杆放入加热孔处，上模体和下模体都加热到一定温度时，将杯状的酚醛活塞毛坯放入上模体与下模体之间，上模体与下模体扣合后将位于两者之间的酚醛活塞毛坯成型。脱模过程中，酚醛活塞内侧可能会粘附在凸模上，酚醛活塞外侧可能会粘附在凹模上。此时，通过脱料件一使酚醛活塞内侧与凸模顺畅的分离，通过脱料件二使酚醛活塞外侧与凹模顺畅分离。
在上述酚醛活塞的模具中，所述凸模呈圆筒状，所述的脱料件一包括上模体内部的导向腔和位于导向腔内的脱模板一、脱模杆一，所述脱模板一与导向腔相匹配，上述脱模杆一上端与脱模板一固连，脱模杆一下端位于凸模内，且当上述脱模板一下移上述脱模杆一下端能伸出凸模。
脱模过程中通过导向腔与脱模板一的配合，能使脱模杆一笔直的上下平移，脱模杆一随着下移后伸出凸模顶压酚醛活塞，稳定的将酚醛活塞与凸模分离。
为了简化结构，脱料件一为一根位于凸模内的脱模杆也是可行的，脱模杆外端伸出上模体。
在上述酚醛活塞的模具中，所述下模体底部具有脱模腔，所述的脱料件二包括脱模腔内的脱模板二和脱模杆二，所述脱模板二与脱模腔相匹配，上述脱模杆二下端固连在脱模板二上，脱模杆二上端穿过下模体并位于上述凹模底部处，当上述脱模板二上移能使脱模杆二上端伸于凹模内。
脱模过程中通过脱模腔与脱模板二的配合，能使脱模杆二笔直的上下平移，脱模杆二随着上移后伸出凹模顶压酚醛活塞，稳定的将酚醛活塞与凹模分离。
为了简化结构，脱料件二为一根位于凹模内的脱模杆也是可行的，脱模杆下端伸出下模体。
在上述酚醛活塞的模具中，所述上模体上固连有2—8个凸模，所述下模体上具有与上述凸模数量相同且位置相对应的凹模。
上、下模扣合后能一次成型多个酚醛活塞。
在上述酚醛活塞的模具中，所述凹模底部具有环形凹槽，上述脱模杆二位于环形凹槽处。
成型后的酚醛活塞在其筒状的封口端形成环形凸出的加强部。
在上述酚醛活塞的模具中，所述每个凹模处均具有两根脱模杆二。
通过两根脱模杆二能使位于凹模内的酚醛活塞顺畅的脱离。
在上述酚醛活塞的模具中，所述脱模板一上固连有导杆，所述下模体上具有导孔，上述导杆位于导孔处。
通过导杆使上模体与下模体之间不会偏移，保证上模体稳定的扣合在下模体上。
本发明的第二个目的在于利用上述模具制作酚醛活塞的制作方法，该方法包括以下步骤：
A、打饼：将颗粒状的酚醛通过冲压制造为呈杯状的饼料，然后将饼料加热至100—240℃；
B、模具预热：将上模体和下模体均加热至100—240℃，然后将上述的100—240℃的饼料放入上模体与下模体之间；
C、合模：将上模体与下模体扣合，然后对模具进行保温100—150秒，拆开上模体和下模体后得到酚醛活塞毛坯；
D、烘烤：将酚醛活塞毛坯在150—200℃的温度下，经10—15小时烘烤，烘烤后得到酚醛活塞毛坯。
酚醛颗粒经冲压后得到呈筒状且一端封闭的饼料。将饼料加热到100—240℃，同时，上模体、下模体均加热至100—240℃，上述100—240℃的饼料放入上模体与下模体之间，饼料的开口与凸模正对。
接着，将上模体与下模体扣合，位于上模体与下模体之间的饼料被成型为酚醛活塞毛坯。合模后对上模体、下模体保温100-150秒，最后对毛坯进行烘烤，得到强度较高、不易脆化的酚醛活塞。
在上述酚醛活塞的制作方法中，所述步骤A中在普通的冲床上采用5—8吨的压力将酚醛颗粒压制为杯状饼料。
这里采用普通模具盛装酚醛颗粒原料。通过普通的冲床冲压后得到杯状的饼料。
在上述酚醛活塞的制作方法中，所述步骤B中采用电加热的方法将上模体和下模体加热至100-240℃。
在上述酚醛活塞的制作方法中，所述步骤B中上模体和下模体加热至100-240℃后对其进行保温5-15分钟。保温过程中使得饼料有足够的时间被放入上模体与下模体之间，从而保证合模过程中上模体、下模体和饼料都在设定的温度范围内。
在上述酚醛活塞的制作方法中，所述步骤C中将模具放置于冲床上通过50—70吨的压力将上模体与下模体扣合。
在上述酚醛活塞的制作方法中，所述步骤D中经1.5—2小时将酚醛活塞匀速加热至150—170℃后在该温度下保温1.5—2小时，然后再经1—2小时将酚醛活塞匀速加热至180—200℃后在该温度下保温4—5.5小时，最后经2—3.5小时使酚醛活塞匀速降至室温。对酚醛活塞匀速升温后再进行保温，保温后再次提升温度后将酚醛活塞匀速降至室温，从而改变了酚醛的内部结构，使酚醛活塞强度较高、不易脆化。
与现有技术相比，本酚醛活塞的模具上具有加热孔，对模具加热时直接将电热棒塞入加热孔即可，不需要将上模体和下模体另外置于加热件处单独加热，使用方便。同时，通过脱料件一和脱料件二能使酚醛活塞与模具顺畅的分离，有效的避免了酚醛活塞粘附在模具上，脱模稳定性高。
另外，本酚醛活塞的制作方法直接对上模体和下模体加热，酚醛活塞毛坯成型后，通过烘烤保温，进一步的提升了酚醛活塞的内部性能，不仅强度较高，而且不易脆化。显然，本方法不仅易于实施，而且成品率较高。
附图说明
图1是本本酚醛活塞的剖视结构示意图。
图2是本酚醛活塞的模具分离时的剖视结构示意图。
图3是本酚醛活塞的模具扣合时的剖视结构示意图。
图中，1、上模体；1a、凸模；1b、导向腔；2、下模体；2a、凹模；2b、脱模腔；2c、环形凹槽；3、脱模板一；4、脱模杆一；5、脱模板二；6、脱模杆二；7、导杆；8、加热孔。
具体实施方式
实施例一
如图2和图3所示，本酚醛活塞的模具包括上模体1和下模体2，上模体1与下模体2扣合后在两者之间形成用于成型酚醛活塞的成型腔。上模体1上具有与酚醛活塞内腔相匹配的凸模1a，下模体2上具有与酚醛活塞外侧相匹配的凹模2a，凸模1a上具有能将粘附在其上的酚醛活塞分离的脱料件一，凹模2a处具有能将粘附在其内的酚醛活塞分离的脱料件二。上模体1和下模体2上均具有若干加热孔8。
凸模1a呈圆筒状，脱料件一包括上模体1内部的导向腔1b和位于导向腔1b内的脱模板一3、脱模杆一4，脱模板一3与导向腔1b相匹配。脱模杆一4上端与脱模板一3固连，脱模杆一4下端位于凸模1a内，脱模板一3下移后脱模杆一4下端能伸出凸模1a。
下模体2底部具有脱模腔2b，脱料件二包括脱模腔2b内的脱模板二5和脱模杆二6，脱模板二5与脱模腔2b相匹配。脱模杆二6下端固连在脱模板二5上，脱模杆二6上端穿过下模体2并位于凹模2a底部处，脱模板二5上移后能使脱模杆二6上端伸于凹模2a内。本实施例中，上模体1上固连有2个凸模1a，下模体2上具有与两个与凸模1a一一对应的凹模2a。
另外，在凹模2a底部具有环形凹槽2c，脱模杆二6位于环形凹槽2c处。本实施例中，每个凹模2a处均具有两根脱模杆二6。
脱模板一3上固连有导杆7，下模体2上具有导孔，导杆7位于导孔处。
如图1和图2和图3所示，本酚醛活塞的制作方法包括以下步骤：
A、打饼：将颗粒状的酚醛通过冲压制造为呈杯状的饼料，本实施例中，在普通的冲床上采用5吨的压力将酚醛颗粒压制为杯状饼料。然后，将饼料加热至100℃。
B、模具预热：将上模体1和下模体2均加热至100℃，本实施例中，采用电加热的方法将上模体1和下模体2加热至100℃。然后，将上述的100℃的饼料放入上模体1与下模体2之间。本实施例中，上模体1和下模体2加热至100℃后对其进行保温5分钟。
C、合模：将模具放置在冲床上通过50吨的压力将上模体1与下模体2扣合。然后，对模具进行保温100秒，拆开上模体1与下模体2后得到酚醛活塞毛坯。
D、烘烤：经1.5小时将酚醛活塞匀速加热至150℃后在该温度下保温1.5小时，然后再经1小时将酚醛活塞匀速加热至180℃后在该温度下保温4小时，最后经2小时使酚醛活塞匀速降至室温。
在上述制作酚醛活塞的过程中，通过导杆7使上模体1与下模体2稳定的扣合在一起。拆模过程中，脱模板一3带动脱模杆一4下移，伸出凸模1a的脱模杆一4将粘附在凸模1a上的酚醛活塞顶开，使酚醛活塞内侧与凸模1a顺畅的分离。与此同时，脱模板二5带动脱模杆二6上移，伸于凹模2a内的脱模杆二6将粘附在凹模2a上的酚醛活塞顶开，使酚醛活塞外侧与凹模2a顺畅的分离。
实施例二
本实施例同实施例一的方案基本相同，不一样的地方在于：
A、打饼：将颗粒状的酚醛通过冲压制造为呈杯状的饼料，本实施例中，在普通的冲床上采用8吨的压力将酚醛颗粒压制为杯状饼料。然后，将饼料加热至240℃。
B、模具预热：将上模体1和下模体2均加热至240℃，本实施例中，采用电加热的方法将上模体1和下模体2加热至240℃。然后，将上述的240℃的饼料放入上模体1与下模体2之间。本实施例中，上模体1和下模体2加热至240℃后对其进行保温15分钟。
C、合模：将模具放置在冲床上通过70吨的压力将上模体1与下模体2扣合。然后，对模具进行保温150秒，拆开上模体1与下模体2后得到酚醛活塞毛坯。
D、烘烤：经2小时将酚醛活塞匀速加热至170℃后在该温度下保温2小时，然后再经2小时将酚醛活塞匀速加热至200℃后在该温度下保温5.5小时，最后经3.5小时使酚醛活塞匀速降至室温。
实施例三
本实施例同实施例一的方案基本相同，不一样的地方在于：
A、打饼：将颗粒状的酚醛通过冲压制造为呈杯状的饼料，本实施例中，在普通的冲床上采用6吨的压力将酚醛颗粒压制为杯状饼料。然后，将饼料加热至200℃。
B、模具预热：将上模体1和下模体2均加热至200℃，本实施例中，采用电加热的方法将上模体1和下模体2加热至200℃。然后，将上述的200℃的饼料放入上模体1与下模体2之间。本实施例中，上模体1和下模体2加热至200℃后对其进行保温10分钟。
C、合模：将模具放置在冲床上通过60吨的压力将上模体1与下模体2扣合。然后，对模具进行保温120秒，拆开上模体1与下模体2后得到酚醛活塞毛坯。
D、烘烤：经1.6小时将酚醛活塞匀速加热至160℃后在该温度下保温1.6小时，然后再经1.5小时将酚醛活塞匀速加热至190℃后在该温度下保温5小时，最后经3小时使酚醛活塞匀速降至室温。
实施例四
本实施例同实施例一的方案基本相同，不一样的地方在于：
A、打饼：将颗粒状的酚醛通过冲压制造为呈杯状的饼料，本实施例中，在普通的冲床上采用7吨的压力将酚醛颗粒压制为杯状饼料。然后，将饼料加热至180℃。
B、模具预热：将上模体1和下模体2均加热至180℃，本实施例中，采用电加热的方法将上模体1和下模体2加热至180℃。然后，将上述的180℃的饼料放入上模体1与下模体2之间。本实施例中，上模体1和下模体2加热至180℃后对其进行保温9分钟。
C、合模：将模具放置在冲床上通过55吨的压力将上模体1与下模体2扣合。然后，对模具进行保温130秒，拆开上模体1与下模体2后得到酚醛活塞毛坯。
D、烘烤：经1.7小时将酚醛活塞匀速加热至165℃后在该温度下保温1.8小时，然后再经1.7小时将酚醛活塞匀速加热至195℃后在该温度下保温4.5小时，最后经2.3小时使酚醛活塞匀速降至室温。
Claims (10)
1.一种酚醛活塞的模具，包括上模体（1）和下模体（2），所述上模体（1）与下模体（2）扣合后在两者之间形成用于成型酚醛活塞的成型腔，其特征在于，所述上模体（1）上具有与酚醛活塞内腔相匹配的凸模（1a），所述下模体（2）上具有与酚醛活塞外侧相匹配的凹模（2a），所述凸模（1a）上具有能将粘附在其上的酚醛活塞分离的脱料件一，所述凹模（2a）处具有能将粘附在其内的酚醛活塞分离的脱料件二，所述上模体（1）和下模体（2）上均具有若干加热孔（8）。
2.根据权利要求1所述的酚醛活塞的模具，其特征在于，所述凸模（1a）呈圆筒状，所述的脱料件一包括上模体（1）内部的导向腔（1b）和位于导向腔（1b）内的脱模板一（3）、脱模杆一（4），所述脱模板一（3）与导向腔（1b）相匹配，上述脱模杆一（4）上端与脱模板一（3）固连，脱模杆一（4）下端位于凸模（1a）内，且当上述脱模板一（3）下移上述脱模杆一（4）下端能伸出凸模（1a）。
3.根据权利要求1所述的酚醛活塞的模具，其特征在于，所述下模体（2）底部具有脱模腔（2b），所述的脱料件二包括脱模腔（2b）内的脱模板二（5）和脱模杆二（6），所述脱模板二（5）与脱模腔（2b）相匹配，上述脱模杆二（6）下端固连在脱模板二（5）上，脱模杆二（6）上端穿过下模体（2）并位于上述凹模（2a）底部处，当上述脱模板二（5）上移能使脱模杆二（6）上端伸于凹模（2a）内。
4.根据权利要求1或2或3所述的酚醛活塞的模具，其特征在于，所述上模体（1）上固连有2—8个凸模（1a），所述下模体（2）上具有与上述凸模（1a）数量相同且位置相对应的凹模（2a）。
5.根据权利要求3所述的酚醛活塞的模具，其特征在于，所述每个凹模（2a）处均具有两根脱模杆二（6）。
6.根据权利要求2所述的酚醛活塞的模具，其特征在于，所述脱模板一（3）上固连有导杆（7），所述下模体（2）上具有导孔，上述导杆（7）位于导孔处。
7.一种酚醛活塞的制作方法，该方法包括以下步骤：
A、打饼：将颗粒状的酚醛通过冲压制造为呈杯状的饼料，然后将饼料加热至100—240℃；
B、模具预热：将上模体（1）和下模体（2）均加热至100—240℃，然后将上述的100—240℃的饼料放入上模体（1）与下模体（2）之间；
C、合模：将上模体（1）与下模体（2）扣合，然后对模具进行保温100—150秒，拆开上模体（1）和下模体（2）后得到酚醛活塞毛坯；
D、烘烤：将酚醛活塞毛坯在150—200℃的温度下，经10—15小时烘烤，烘烤后得到酚醛活塞毛坯。
8.根据权利要求7所述的酚醛活塞的制作方法，其特征在于，所述步骤A中在普通的冲床上采用5—8吨的压力将酚醛颗粒压制为杯状饼料。
9.根据权利要求7所述的酚醛活塞的制作方法，其特征在于，所述步骤B中采用电加热的方法将上模体（1）和下模体（2）加热至100—240℃。
10.根据权利要求7所述的酚醛活塞的制作方法，其特征在于，所述步骤D中经1.5—2小时将酚醛活塞匀速加热至150—170℃后在该温度下保温1.5—2小时，然后再经1—2小时将酚醛活塞匀速加热至180-200℃后在该温度下保温4-5.5小时，最后经2—3.5小时使酚醛活塞匀速降至室温。
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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