CN112916833A - 活塞毛坯浇注成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活塞毛坯浇注成型工艺，包括以下步骤：（1）预制渗铝耐磨环：将耐磨环进行预热，再放入渗铝装置中进行渗铝，使耐磨环表面形成一层铝；（2）在活塞毛坯成型模具的浇道中置入滤网；（3）将渗铝耐磨环放入活塞毛坯成型模具中；（4）通过活塞浇注成型合模装置让活塞毛坯成型模具合模；（5）通过容器将铝液通过活塞毛坯成型模具的浇道注入活塞毛坯成型模具的型腔内，使毛坯成型；（6）对活塞毛坯成型模具进行喷水降温，开模，取出活塞毛坯。通过该工艺可以让耐磨环与铝材更好地完成连接，并且方便活塞毛坯成型并降低活塞毛坯中杂质。

Description

活塞毛坯浇注成型工艺
技术领域
本发明涉及一种活塞毛坯浇注成型工艺。
背景技术
活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件，现有的活塞主体部件一般采用铝液浇注而成，在活塞在铸造过程中需要在活塞内置入耐磨环可以提高活塞的耐磨性能，而耐磨环直接放置模具中浇筑的话，则会造成耐磨环无法与铝材很好的连接。并且在浇注过程中，由于铝液中会含有一些杂质或大颗粒没有完全溶解掉，若该杂质或大颗粒进入活塞毛坯件中会影响活塞毛坯件的质量，造成不合格件或影响活塞的使用寿命等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活塞毛坯浇注成型工艺，通过该工艺可以让耐磨环与铝材更好地完成连接，并且方便活塞毛坯成型并降低活塞毛坯中杂质。
本发明的技术方案在于：一种活塞毛坯浇注成型工艺，包括以下步骤：
（1）预制渗铝耐磨环：将耐磨环进行预热，再放入渗铝装置中进行渗铝，使耐磨环表面形成一层铝；
（2）在活塞毛坯成型模具的浇道中置入滤网；
（3）将渗铝耐磨环放入活塞毛坯成型模具中；
（4）通过活塞浇注成型合模装置让活塞毛坯成型模具合模；
（5）通过容器将铝液通过活塞毛坯成型模具的浇道注入活塞毛坯成型模具的型腔内，使毛坯成型；
（6）对活塞毛坯成型模具进行喷水降温，开模，取出活塞毛坯。
进一步地，耐磨环在铝液中渗铝时间为3~5min，取出后马上置入活塞毛坯成型模具合模的型腔内；铝液通过浇道注入型腔后，静置1~2min再进行冷却降温。
进一步地，所述渗铝装置包括熔铝炉，所述熔铝炉的一侧壁固定有悬臂架，所述悬臂架的悬臂端竖向固定有位于熔铝炉上方的气缸，所述气缸的伸缩杆下端固定有悬挂架，所述悬挂架上至少悬挂有一个用于伸入熔铝炉内且高度可调的耐磨环悬吊组件，所述耐磨环悬吊组件上设置有杂质粘附板。
进一步地，所述悬挂架包括与气缸伸缩杆相连接的固定杆，所述固定杆的下端固定有环形体，所述环形体内沿圆周方向间隔设置有将环形分隔为若干区域的分隔杆体。
进一步地，所述耐磨环悬吊组件包括上端具有钩部的上挂杆，所述上挂杆的下端横向固定有立式设置的杂质粘附板，上挂杆的下部设置有经伸缩调节机构与上挂杆相连接且下端具有钩部的下挂杆。
进一步地，所述活塞毛坯成型模具包括模座，所述模座上侧设置有左凹模和右凹模，模座上设置有伸入左凹模和右凹模形成的凹腔内的下凸模，左凹模和右凹模形成凹腔内设置有与凹腔配合形成型腔的凸模镶块组件，位于左凹模和右凹模前侧分别设置有向前延伸的浇注部，两浇注部相贴合的分型面上设置有通入型腔的浇道，所述浇道内置放有滤网。
进一步地，所述左凹模的浇注部下方横向设置有向右凹模一侧延伸的支撑板，所述支撑板位于右凹模下侧的端部设置有向上凸起的防脱钩部，所述滤网的下端与支撑板相抵接并夹设于左凹模和右凹模的浇注部分型面之间。
进一步地，所述浇道包括设置于左凹模浇注部的分型面上部的浇口道凹部，所述右凹模浇注部的分型面上部设置有与浇口道凹部相配合并向下延伸的浇口道连接部，所述左凹模浇注部的分型面下部设置有与浇口道连接部的下部相连通的主流道凹部，所述主流道凹部的另一端与型腔相连通，所述左凹模和右凹模的浇注部分型面之间还竖向设置有排气道，所述滤网设置于浇口道连接部与主流道凹部之间。
进一步地，所述活塞浇注成型合模装置包括用于安装模座的基座，位于左凹模和右凹模的外侧对应设置有驱动左凹模和右凹模实现相向扣合的驱动机构，左凹模和右凹模上还分别横向设置有由安装于驱动机构上的推动机构驱动的侧抽芯，所述基座上设置有驱动下凸模伸入由左凹模和右凹模配合形成的凹腔内的立式油缸，位于基座的上方还设置有用于驱动凸模镶块组件实现嵌合的升降机构。
进一步地，所述驱动机构包括安装于基座上的固定座，所述左凹模和右凹模的外侧部分别连接有与对应的固定座横向滑动配合的滑座，所述固定座的外侧端横向固定有伸缩杆与滑座相连接第一卧式油缸；所述推动机构包括横向固定在滑座外侧端的第二卧式油缸，所述滑座的中部横向设置有与其滑动配合且一端与第二卧式油缸的伸缩杆相连接的滑柱，所述滑座的另一端经连接块与侧抽芯相连接；所述滑座靠近侧抽芯一端设置有用于侧抽芯滑动的避让槽。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
1. 通过该工艺可以让耐磨环与铝材更好地完成连接，并且方便活塞毛坯成型并降低活塞毛坯中杂质。
2. 通过渗铝装置方便用于耐磨环进行渗铝处理，操作使用简便；并在渗铝的过程中有效防止杂质粘附在耐磨环上。同时，通过在熔铝炉上设置有悬臂杆来使耐磨环进行预热，从而使铝液可以更好的粘附在耐磨环上。
3. 活塞毛坯成型模具结构紧凑，方便用于活塞毛坯浇注成型时对铝液进行过滤，剔除杂质，从而降低活塞毛坯件中杂质含量，提高活塞品质。
4. 通过合模装置可以让活塞毛坯成型模具更好地完成合模，以便活塞后续完成浇注成型。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为本发明的渗铝装置的结构示意图；
图3为本发明的耐磨环悬吊组件结构示意图；
图4为本发明的悬挂架俯视示意图；
图5为本发明的活塞毛坯成型模具的结构示意图；
图6为本发明的图5的A-A剖视图；
图7为本发明的图6的B-B剖视图；
图8为本发明的活塞浇注成型合模装置的结构示意图；
图9为本发明的图8的C 区放大图；
图中：1-耐磨环 10-熔铝炉 11-固定套 12-连接杆 13-悬臂杆 14-定位杆20-悬臂架 30-气缸 40-悬挂架 41-固定杆 42-环形体 43-分隔杆体 50-耐磨环悬吊组件 51-杂质粘附板 52-上挂杆 53-下挂杆 54-锁定套 55-导向套 56-锁紧螺栓；
110-模座 120-左凹模 130-右凹模 131-型腔 140-下凸模 151-左凸模镶块 152-右凸模镶块 153-镶嵌块 154-活动镶嵌件 1541-中部嵌块 1542-凸头销钉1543-滑动镶块 1544导向滑槽 155-连接杆 160-浇注部 161-滤网 162-支撑板1621-防脱钩部 1631-浇口道凹部 1632-浇口道连接部 1633-主流道凹部 1634-排气道 170-侧抽芯 180-立式油缸；
210-固定座 211-第一卧式油缸 212-横向滑槽 220-滑座 221-滑块 222-降温喷水管 223-避让槽 231-第二卧式油缸 232-滑柱 233-连接块 241-固定板242-升降油缸 243-连接块 244-导柱。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1至图9
一种活塞毛坯浇注成型工艺，包括以下步骤：
（1）预制渗铝耐磨环：将耐磨环1进行预热，再放入渗铝装置中进行渗铝，使耐磨环表面形成一层铝层；
（2）在活塞毛坯成型模具的浇道中置入滤网，从而在浇注时对铝液进行过滤；
（3）将渗铝耐磨环放入活塞毛坯成型模具中；
（4）通过活塞浇注成型合模装置让活塞毛坯成型模具合模；
（5）通过容器将铝液通过活塞毛坯成型模具的浇道注入活塞毛坯成型模具的型腔内，使毛坯成型；
（6）对活塞毛坯成型模具进行喷水降温，开模，取出活塞毛坯。
本实施例中，耐磨环在铝液中渗铝时间为3~5min，取出后马上置入活塞毛坯成型模具合模的型腔内；铝液通过浇道注入型腔后，静置1~2min再进行冷却降温；待活塞毛坯浇注完成后需置入热处理炉中记性保温热处理。
本实施例中，所述渗铝装置包括熔铝炉10，所述熔铝炉的一侧壁固定有悬臂架20，所述悬臂架的悬臂端竖向固定有位于熔铝炉上方的气缸30，所述气缸的伸缩杆下端固定有悬挂架40，所述悬挂架上至少悬挂有一个用于伸入熔铝炉内且高度可调的耐磨环悬吊组件50，以便通过耐磨环悬吊组件来悬挂耐磨环1，所述耐磨环悬吊组件上设置有杂质粘附板51，防止杂质粘附在耐磨环上。
本实施例中，为了更好的拿取待处理的耐磨环，同时对待处理的耐磨环进行预热，所述熔铝炉的上端面还固定有连接杆12，所述连接杆上固定有用于悬挂待处理耐磨环的悬臂杆13，所述悬臂杆的中部上纵向固定有定位杆14，从而避免待处理耐磨环滑入连接杆，以便在悬臂杆上悬挂多个耐磨环。
本实施例中，为了固定悬臂架，所述熔铝炉的一侧壁固定有固定套11，所述悬臂架的下端插入固定套与固定套相连接。
本实施例中，为了更好的悬挂耐磨环悬吊组件，并便于耐磨环悬吊组件的拿取，所述悬挂架包括与气缸伸缩杆相连接的固定杆41，所述固定杆的下端固定有环形体42，所述环形体内沿圆周方向间隔设置有将环形分隔为若干区域的分隔杆体43，从而表面相邻两耐磨环悬吊组件触碰，造成耐磨环渗铝不均匀的情况发生。
本实施例中，为实现高度调节并挂设耐磨环，所述耐磨环悬吊组件包括上端具有钩部的上挂杆52，所述上挂杆的下端横向固定有立式设置的杂质粘附板51，上挂杆的下部设置有经伸缩调节机构与上挂杆相连接且下端具有钩部的下挂杆53。
本实施例中，所述上挂杆的下端固定有锁定套54和位于锁定套上侧的导向套55，所述下挂杆自下而上穿过锁定套及导向套，下挂杆经径向螺接在锁定套上的锁紧螺栓56与上挂杆相连接，从而根据高度需求调整下挂钩的高度。
使用时，预先将铝锭放入熔铝炉中熔化，将耐磨环挂在悬臂杆上进行预热；然后将耐磨环挂在耐磨环悬吊组件的下挂杆上，然后将耐磨环悬吊组件挂在悬挂架上，使耐磨环浸没在熔铝炉炉膛的铝液中。启动气缸，让气缸往复升降，在气缸往复升降的过程中耐磨环始终浸没在铝液中，并从而通过杂质粘附板防止铝液中的杂质粘附在耐磨环上。
本实施例中，所述活塞毛坯成型模具包括模座110，所述模座上侧设置有左凹模120和右凹模130，模座上设置有伸入左凹模和右凹模形成的凹腔内的下凸模140，左凹模和右凹模形成凹腔内设置有与凹腔配合形成型腔131的凸模镶块组件，位于左凹模和右凹模前侧分别设置有向前延伸的浇注部160，两浇注部相贴合的分型面上设置有通入型腔的浇道，所述浇道内置放有滤网161，从而通过滤网将铝液中的杂质剔除。
本实施例中，为了方便滤网上料定位，所述左凹模的浇注部下方横向设置有向右凹模一侧延伸的支撑板162，所述支撑板位于右凹模下侧的端部设置有向上凸起的防脱钩部1621，所述滤网的下端与支撑板相抵接并夹设于左凹模和右凹模的浇注部分型面之间。
本实施例中，所述浇道包括设置于左凹模浇注部的分型面上部的浇口道凹部1631，所述右凹模浇注部的分型面上部设置有与浇口道凹部相配合并向下延伸的浇口道连接部1632，所述左凹模浇注部的分型面下部设置有与浇口道连接部的下部相连通的主流道凹部1633，所述主流道凹部的另一端与型腔相连通，所述左凹模和右凹模的浇注部分型面之间还竖向设置有排气道1634；所述滤网设置于浇口道连接部与主流道凹部之间，以便铝液通过浇口道凹部进入浇口道连接部，并通过滤网过滤后进入主流道凹部内。
本实施例中，为了配合形成型腔，所述凸模镶块组件包括左凸模镶块151和右凸模镶块152，所述左凸模镶块和右凸模镶块的内侧分别设置有镶嵌块153，位于两镶嵌块之间的设置有与升降机构相连接的活动镶嵌件154。为了方便各镶块拿取，所述左凸模镶块、右凸模镶块和镶嵌块的上上去分别固定有连接杆155。
本实施例中，为了更好的紧配形成型腔，所述活动镶嵌件包括前后侧面分别为向内倾斜斜面的中部嵌块1541，所述中部嵌块与升降机构相连接，所述中部嵌块前后侧的斜面上分别固定有凸头销钉1542并设置有与斜面相贴合的滑动镶块1543，所述滑动镶块斜向设置有与凸头销钉滑动配合的导向滑槽1544，以便活动镶嵌件在置入凹腔时，滑动镶块可以先进入，在通过中部嵌块下行使滑动镶块嵌紧。
该模具在使用时，先将滤网放置在支撑板上，再在左凹模或右凹模内放入渗铝耐磨环，然后通过手工在凹腔内放入左凸模镶块和右凸模镶块以及镶嵌块最后进行合模，并在合模过程中让活动镶嵌件下行与各部件配合形成型腔。
本实施例中，所述活塞浇注成型合模装置包括用于安装模座110的基座，位于左凹模120和右凹模130的外侧对应设置有驱动左凹模和右凹模实现相向扣合的驱动机构，左凹模和右凹模上还分别横向设置有由安装于驱动机构上的推动机构驱动的侧抽芯170，所述基座上设置有驱动下凸模140伸入由左凹模和右凹模配合形成的凹腔131内的立式油缸180，位于基座的上方还设置有用于驱动凸模镶块组件实现嵌合的升降机构。
本实施例中，为了驱动左凹模或右凹模横向移动，所述驱动机构包括安装于基座上的固定座210，所述左凹模和右凹模的外侧部分别连接有与对应的固定座横向滑动配合的滑座220，所述固定座的外侧端横向固定有伸缩杆与滑座相连接第一卧式油缸211。
本实施例中，所述固定座上端面的前后侧分别设置有横向滑槽212，所述滑座的下侧经滑块221与横向滑槽滑动配合。为了在浇筑成型后对模具进行降温，所述滑座的前后侧还设置有降温喷水管222。
本实施例中，所述推动机构包括横向固定在滑座外侧端的第二卧式油缸231，所述滑座的中部横向设置有与其滑动配合且一端与第二卧式油缸的伸缩杆相连接的滑柱232，所述滑座的另一端经连接块233与侧抽芯相连接，从而在左凹模和右凹模合模后驱动侧抽芯伸入凹模内，以便活塞上形成转轴安装孔；所述滑座靠近侧抽芯一端设置有用于侧抽芯滑动的避让槽223，以便侧抽芯横向移动。
本实施例中，所述升降机构包括四周经立柱与基座相连接的固定板241，所述固定板的上立式设置有升降油缸242，所述升降油缸的下端固定有与活动镶嵌件的中部嵌块固定连接的连接块243，所述连接块的两侧设置有与固定板滑动配合的导柱244。
该活塞浇注成型合模装置在使用时，将左凹模和右凹模分别与对应的滑座相连接，并将活动镶嵌件的中部嵌块与立式油缸相连接，从而通过驱动机构、推动机构、升降机构及立式油缸等使各部件完成合模；使左凹模、右凹模、侧抽芯、下凸模及活动镶嵌件相配合形成活塞型腔；然后通过浇道的浇口道凹部向型腔内注入铝液，以便铝液冷却形成活塞毛坯件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的活塞毛坯浇注成型工艺并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预制渗铝耐磨环：将耐磨环进行预热，再放入渗铝装置中进行渗铝，使耐磨环表面形成一层铝；
（2）在活塞毛坯成型模具的浇道中置入滤网；
（3）将渗铝耐磨环放入活塞毛坯成型模具中；
（4）通过活塞浇注成型合模装置让活塞毛坯成型模具合模；
（5）通过容器将铝液通过活塞毛坯成型模具的浇道注入活塞毛坯成型模具的型腔内，使毛坯成型；
（6）对活塞毛坯成型模具进行喷水降温，开模，取出活塞毛坯。
2.根据权利要求1所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，耐磨环在铝液中渗铝时间为3~5min，取出后马上置入活塞毛坯成型模具合模的型腔内；铝液通过浇道注入型腔后，静置1~2min再进行冷却降温。
3.根据权利要求1或2所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述渗铝装置包括熔铝炉，所述熔铝炉的一侧壁固定有悬臂架，所述悬臂架的悬臂端竖向固定有位于熔铝炉上方的气缸，所述气缸的伸缩杆下端固定有悬挂架，所述悬挂架上至少悬挂有一个用于伸入熔铝炉内且高度可调的耐磨环悬吊组件，所述耐磨环悬吊组件上设置有杂质粘附板。
4.根据权利要求3所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述悬挂架包括与气缸伸缩杆相连接的固定杆，所述固定杆的下端固定有环形体，所述环形体内沿圆周方向间隔设置有将环形分隔为若干区域的分隔杆体。
5.根据权利要求3所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述耐磨环悬吊组件包括上端具有钩部的上挂杆，所述上挂杆的下端横向固定有立式设置的杂质粘附板，上挂杆的下部设置有经伸缩调节机构与上挂杆相连接且下端具有钩部的下挂杆。
6.根据权利要求1所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述活塞毛坯成型模具包括模座，所述模座上侧设置有左凹模和右凹模，模座上设置有伸入左凹模和右凹模形成的凹腔内的下凸模，左凹模和右凹模形成凹腔内设置有与凹腔配合形成型腔的凸模镶块组件，位于左凹模和右凹模前侧分别设置有向前延伸的浇注部，两浇注部相贴合的分型面上设置有通入型腔的浇道，所述浇道内置放有滤网。
7.根据权利要求6所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述左凹模的浇注部下方横向设置有向右凹模一侧延伸的支撑板，所述支撑板位于右凹模下侧的端部设置有向上凸起的防脱钩部，所述滤网的下端与支撑板相抵接并夹设于左凹模和右凹模的浇注部分型面之间。
8.根据权利要求6或7所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述浇道包括设置于左凹模浇注部的分型面上部的浇口道凹部，所述右凹模浇注部的分型面上部设置有与浇口道凹部相配合并向下延伸的浇口道连接部，所述左凹模浇注部的分型面下部设置有与浇口道连接部的下部相连通的主流道凹部，所述主流道凹部的另一端与型腔相连通，所述左凹模和右凹模的浇注部分型面之间还竖向设置有排气道，所述滤网设置于浇口道连接部与主流道凹部之间。
9.根据权利要求6所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述活塞浇注成型合模装置包括用于安装模座的基座，位于左凹模和右凹模的外侧对应设置有驱动左凹模和右凹模实现相向扣合的驱动机构，左凹模和右凹模上还分别横向设置有由安装于驱动机构上的推动机构驱动的侧抽芯，所述基座上设置有驱动下凸模伸入由左凹模和右凹模配合形成的凹腔内的立式油缸，位于基座的上方还设置有用于驱动凸模镶块组件实现嵌合的升降机构。
10.根据权利要求9所述的活塞毛坯浇注成型工艺，其特征在于，所述驱动机构包括安装于基座上的固定座，所述左凹模和右凹模的外侧部分别连接有与对应的固定座横向滑动配合的滑座，所述固定座的外侧端横向固定有伸缩杆与滑座相连接第一卧式油缸；所述推动机构包括横向固定在滑座外侧端的第二卧式油缸，所述滑座的中部横向设置有与其滑动配合且一端与第二卧式油缸的伸缩杆相连接的滑柱，所述滑座的另一端经连接块与侧抽芯相连接；所述滑座靠近侧抽芯一端设置有用于侧抽芯滑动的避让槽。
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