CN220591435U - 一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于模具技术领域，具体的说是一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具。该预紧分块模具包括外套和环；所述外套和环过盈装配；所述环的外径为240.3±0.05mm；外套内与环配合的圆形槽直径为240±0.05mm，单面过盈量为0.15±0.05mm。所述外套的外套底面为完整平面，与模座上表面完全贴合。所述环的外侧上边缘设置有5×5的第一倒角缺口。所述外套内的圆形槽上边缘设置有5×5的第二倒角缺口。本实用新型结构简单，模具寿命大幅度提升，平均可达到5000件/套，模具成本大幅度降低至6.5元/件，同时锻件的表面质量、生产效率都得到了提高，解决了分块位置钻料产生毛刺及模具容易开裂两个问题。

Description

一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具

技术领域

本实用新型属于模具技术领域，具体的说是一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具。

背景技术

现有锻造活塞模具分块结构，采用模具外套+模具内芯过盈配合，如图1-图6所示。

这种模具分块结构存在以下两个缺点：

1、模具分块位置容易产生缝隙，坯料钻入缝隙后形成毛刺，导致模具无法继续使用；

2、模具容易开裂，部分模具生产100件左右就有开裂现象。

以上两个缺点最终导致模具寿命低且不稳定，一般为100～2000件/套不等，平均模具寿命1300件/套，模具成本一直居高不下，单件成本高达25元左右。

针对这两个缺点进行原因分析，如下所述：

缺点1原因分析：现有模具内芯7的底平面相对外套底平面凸起1mm，如，其目的是为了防止锻造时模具内芯下沉，导致分块位置出现缝隙。虽然现有机构在设计上考虑到这个问题，但并没有完全避免。因为模具受力后，模具外套会发生弹性变形，此时外套和内芯的分块位置会产生微小缝隙，坯料在锻造力作用下后会快速流动，并钻入该缝隙残留在此，随着钻入坯料的增多，分块位置8缝隙逐渐扩展变大，缝隙里的残留坯料会没有规律的掉落到模具型槽内，再生产下一件时会压入锻件表面产生毛刺压入缺陷，这种缺陷轻微时可以返工，严重时需要报废，导致生产效率下降和废品率升高；

缺点2原因分析：同样是由于现有模具内芯7底平面凸出外套底平面1mm，在锻造生产时，外套受到斜向下的力，此时现有模具外套6会产生弹性变形，由于存在1mm的间隙，现有模具外套6的弹性变形量很大，在锻造力反复作用下现有模具外套6会很快疲劳，并最终导致模具失效。

发明内容

本实用新型提供了一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具，结构简单，模具寿命大幅度提升，平均可达到5000件/套，模具成本大幅度降低至6.5元/件，同时锻件的表面质量、生产效率都得到了提高，解决了分块位置钻料产生毛刺及模具容易开裂两个问题。

本实用新型的技术方案结合附图说明如下：

一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具，包括外套1和环2；所述外套1和环2过盈装配；所述环2的外径为240.3±0.05mm；外套1内与环2配合的圆形槽直径为240±0.05mm，单面过盈量为0.15±0.05mm。

所述外套1的外套底面4为完整平面，与模座上表面完全贴合。

所述环2的外侧上边缘设置有5×5的第一倒角缺口。

所述外套1内的圆形槽上边缘设置有5×5的第二倒角缺口。

在环2压入外套1内圆形槽后，将第一倒角缺口和第二倒角缺口处填平。

所述环2的环底面5上设置有1mm的台阶3。

本实用新型的有益效果为：

1)本实用新型的外套与环过盈装配后，环会一直受到外套向内的预应力F1，在锻造生产时模具型腔内坯料充填时会向外挤压环，此时环收到向外的挤压力F，向内的预应力F1与向外的挤压力F两个力方向相反，会相互抵消掉一部分，大幅度减少了环的变形趋势，对解决模具破裂的问题起到帮助；

2)本实用新型的外套与环的过盈量控制在0.15±0.05mm范围内，能解决模具装配时发生破裂和外套与环之间预应力太小发生松动的问题；

3)本实用新型中外套的底面与模座上表面完全贴合没有间隙，在模具受力时外套发生弹性变形的趋势非常小甚至可以忽略不计，极大的降低了现有模具结构中外套的弹性变形程度，大幅度延缓了模具疲劳程度，进而更加有效的解决模具破裂问题；

4)本实用新型的环的外侧上边缘设计了5×5的倒角缺口，外套内的圆形槽上边缘也设计了5×5的倒角缺口，在环压入外套内圆形槽后，通过焊接工艺将倒角缺口处填平，焊接的主要目的是防止“环”上下方向及轴向旋转位移，外套与环之间相对处于半整体状态，半整体状态的优势很明显，它兼具了整体模和分块模结构两者的优点，整体模优点不会发生分块位置钻毛刺现象，分块模优点是降低模具应力集中，这样就杜绝了分块位置产生缝隙的现象，坯料不会被挤入缝隙，彻底解决了分块位置钻料产生毛刺压入锻件的问题；

5)本实用新型的环的底面设计了1mm的台阶，能够减少环与套配合时接触面积，降低模具加工精度，保证环与套配合时完全贴合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有模具的外套的结构示意图；

图2为现有模具的内芯的结构示意图

图3为现有模具的外套和内芯组合后一个角度的示意图；

图4为现有模具的外套和内芯组合后另一个角度的示意图；

图5为现有模具分块结构的剖视图；

图6为现有模具分块结构的受力分析图；

图7为本实用新型中外套的结构示意图；

图8为本实用新型中环的结构示意图；

图9为本实用新型的整体结构示意图；

图10为本实用新型的剖视图；

图11为本实用新型中环的受力分析图；

图12为本实用新型中环的剖视图。

图中：

1、外套；2、环；3、台阶；4、外套底面；5、环底面；6、现有模具外套；7、现有模具内芯；8、分块位置；9、模座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参阅图7-图10，本实用新型提供了一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具，包括外套1和环2。

参阅图11，所述外套1和环2过盈装配；所述外套1和环2过盈装配后，环2会一直受到外套1向内的预应力F1，在锻造生产时模具型腔内坯料充填时会向外挤压环，此时环2收到向外的挤压力F，向内的预应力F1与向外的挤压力F两个力方向相反，会相互抵消掉一部分，大幅度减少了环2的变形趋势，对解决模具破裂的问题起到帮助。

所述环2的外径为240.3±0.05mm，所述外套1内与环2配合的圆形槽直径为240±0.05mm，单面过盈量为0.15±0.05mm，过盈量过大或过小都不合适，过盈量太大时外套1与环2所承受的预应力太大会导致模具装配时发生破裂，过盈量过小时会导致外套1与环2之间预应力太小发生松动问题。因此经过长时间的摸索，过盈量控制在0.15±0.05mm范围内比较理想。

所述环2的外侧上边缘设计了5×5的第一倒角缺口，外套1内的圆形槽上边缘也设计了5×5的第二倒角缺口，在环2压入外套1内圆形槽后，通过焊接工艺将倒角缺口处填平，焊接的主要目的是防止“环”上下方向及轴向旋转位移，外套1与环2之间相对处于半整体状态，半整体状态的优势很明显，它兼具了整体模和分块模结构两者的优点(整体模优点不会发生分块位置钻毛刺现象，分块模优点是降低模具应力集中)，这样就杜绝了分块位置产生缝隙的现象，坯料不会被挤入缝隙，彻底解决了分块位置钻料产生毛刺压入锻件的问题。

参阅图12，环2的底平面设计了1mm的台阶，其目的是为了减少环2与外套1配合时接触面积，降低模具加工精度，保证环2与外套配合时完全贴合。

综上，本实用新型针对现有结构的弊端做出了有效的改进，通过对模具受力方式的分析找到了问题产生原因，彻底的解决了分块位置产生缝隙钻入坯料产生毛刺问题，以及模具外套在锻打时弹性变形，容易开裂的问题，模具寿命由平均1300件/套提高到5000件/套，模具成本大幅度降低，同时锻件的表面质量、生产效率也大幅度提升，为公司创造了巨大的收益，提高了在锻造活塞领域内的竞争力。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施模式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具，其特征在于，包括外套(1)和环(2)；所述外套(1)和环(2)过盈装配；所述环(2)的外径为240.3±0.05mm；外套(1)内与环(2)配合的圆形槽直径为240±0.05mm，单面过盈量为0.15±0.05mm；

所述外套(1)的外套底面(4)为完整平面，与模座上表面完全贴合；所述环(2)的外侧上边缘设置有5×5的第一倒角缺口；

所述外套(1)内的圆形槽上边缘设置有5×5的第二倒角缺口。

2.根据权利要求1所述的一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具，其特征在于，在环(2)压入外套(1)内圆形槽后，将第一倒角缺口和第二倒角缺口处填平。

3.根据权利要求1所述的一种用于锻造活塞的环焊接预紧分块模具，其特征在于，所述环(2)的环底面(5)上设置有1mm的台阶(3)。