本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械加工工藝，尤其是一種組合活塞的制造工藝。

背景技術(shù)：

活塞被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞直接與瞬時(shí)溫度2200攝氏度的高溫氣體接觸，其頂部溫度達(dá)300℃~400℃，承受交變的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，是發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最惡劣的關(guān)鍵零部件之一。活塞的功用是承受氣體壓力，并通過活塞銷軸傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞的失效會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失去動(dòng)力，甚至導(dǎo)致整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。近十幾年來，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)得以迅速提高，特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都在向大功率、高負(fù)荷方向發(fā)展，強(qiáng)化程度不斷提高，爆發(fā)力已經(jīng)超過20mpa，同時(shí)排放要求越來越嚴(yán)格，原鋁制活塞雖然有重量輕的優(yōu)點(diǎn)，但是鋁合金材料只能在350℃下穩(wěn)定工作，因此，鋁活塞已經(jīng)不能滿足一些大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，為解決以上問題出現(xiàn)了整體鍛鋼活塞、鑄鐵活塞，但整體鍛鋼活塞和鑄鐵活塞由于密度大，難以加工等缺點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到批量生產(chǎn)。

結(jié)合鋁活塞和鍛鋼活塞兩者的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)了鋼頂鋁裙活塞，一種是鋼頭和鋁裙通過活塞銷連接的鉸接式活塞，鉸接式活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，活塞頭和活塞裙可以自由擺動(dòng)，工作中活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，由于活塞頭與氣缸壁接觸增加了氣缸的磨損，在發(fā)達(dá)國(guó)家已逐步淘汰。另一種是活塞頭部和裙部通過螺栓連接的組合式活塞，由于螺栓穿過活塞裙部，造成活塞強(qiáng)度減低，并存在著螺母脫落的可能，提高了連接失效的風(fēng)險(xiǎn)。隨著爆發(fā)壓力的增大，鋼頂鋁裙活塞雖然頂部滿足了要求，但由于活塞裙部大部分為重力鑄造，活塞銷孔的部位的強(qiáng)度卻不能滿足要求。另外鋁合金熔煉和澆注保溫過程中需要大量的電能，熔煉過程中原材料的燒損嚴(yán)重，并揮發(fā)產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)人體產(chǎn)生危害。這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種組合活塞的技術(shù)方案。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的：一種組合活塞的制造工藝，對(duì)鍛造后的活塞頭部進(jìn)行粗加工，將粗加工的活塞頭部放入擠壓模具的底模上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，最終形成活塞整體。

本發(fā)明可以采用以下步驟進(jìn)行操作，

步驟一，對(duì)鍛造后的活塞頭部毛坯，進(jìn)行淬火、調(diào)制處理；

步驟二，在活塞頭部加工出環(huán)形油槽、活塞頭部和活塞裙部的結(jié)合部位、連接盲孔和通氣孔；

步驟三，將按成分比例配好的鹽芯壓入到加工好的環(huán)形油槽內(nèi)；

步驟四，將多余的鹽芯車掉，并在環(huán)形油槽的側(cè)壁加工出內(nèi)螺紋；

步驟五，對(duì)活塞頭部烘烤加熱，去掉鹽芯中的水分；

步驟六，將步驟五獲得的活塞頭部放入擠壓模具的底模上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，形成活塞內(nèi)腔和裙部短軸外偏，并使活塞頭部和活塞裙部組合成一個(gè)整體；

步驟七，鉆出進(jìn)油孔和出油孔，沖出冷卻油腔中的鹽芯，形成冷卻油腔，獲得活塞毛坯；

步驟八，對(duì)活塞毛坯進(jìn)行熱處理、機(jī)加工、表面處理等，最后到成品活塞。

本發(fā)明可以采用以下步驟進(jìn)行操作，

步驟一，對(duì)鍛造后的活塞頭部毛坯，進(jìn)行淬火、調(diào)制處理；

步驟二，在活塞頭部加工出環(huán)形油槽、活塞頭部和活塞裙部的結(jié)合部位、連接盲孔和通氣孔；

步驟三，在環(huán)形油槽的側(cè)壁加工出內(nèi)螺紋；

步驟四，在內(nèi)螺紋的上端安裝油道隔板；

步驟五，對(duì)帶有油道隔板的活塞頭部進(jìn)行烘烤加熱；

步驟六，將步驟五獲得的活塞頭部放入擠壓模具的底模上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，形成冷卻油腔、活塞內(nèi)腔和裙部短軸外偏，并使活塞頭部和活塞裙部組合成一個(gè)整體；

步驟七，在油道隔板上鉆出進(jìn)油孔和出油孔，獲得活塞毛坯；

步驟八，對(duì)活塞毛坯進(jìn)行熱處理、機(jī)加工、表面處理等，最后到成品活塞。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，所述活塞頭部采用鋼、鐵或其他復(fù)合材料，所述活塞裙部采用鋁合金。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，所述活塞頭部采用42crmo，活塞裙部采用4a11鋁棒。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，所述鋁合金棒料的加熱溫度是445～455℃。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，所述鋁合金棒料的加熱溫度是450℃。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，采用壓力機(jī)對(duì)加熱后的鋁合金棒料進(jìn)行擠壓。

本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，本發(fā)明通過高溫?cái)D壓的方式將活塞裙部和活塞頭部連接形成一個(gè)整體，擠壓過程使活塞的抗拉強(qiáng)度、金相組織、體積穩(wěn)定性都有明顯提高。這種組合活塞的結(jié)構(gòu)由于活塞頭部的膨脹系數(shù)小于活塞裙部的膨脹系數(shù)，在工作過程中活塞頭部始終緊緊的包裹在活塞裙部上，使連接更加可靠，使用更安全，而且耐高溫效果明顯提高。

由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

圖1為采用擠壓模具進(jìn)行加工的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明組合活塞的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的仰視圖。

圖4為本發(fā)明中活塞頭部毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖2的左視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為活塞頭部，2為活塞裙部，3為壓力機(jī)壓頭，4為底模，5為鹽芯，6為冷卻油腔，7為油環(huán)槽，8為氣環(huán)槽，9為進(jìn)油孔，10為銷孔，11為環(huán)形油槽，12為通氣孔，13為內(nèi)螺紋，14為連接盲孔，15為活塞頭部與活塞裙部的結(jié)合部位，16為出油孔。

具體實(shí)施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)具體實(shí)施方式，并結(jié)合其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。

第一種具體實(shí)施方式：

一種組合活塞的制造工藝，對(duì)鍛造后的活塞頭部1進(jìn)行粗加工，將粗加工的活塞頭部1放入擠壓模具的底模4上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部1上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，最終形成活塞整體。

具體的，上述新型活塞的制造工藝，依次包括以下步驟，

步驟一，對(duì)鍛造后的活塞頭部毛坯，進(jìn)行淬火、調(diào)制處理；

步驟二，在活塞頭部1加工出環(huán)形油槽11、活塞頭部和活塞裙部的結(jié)合部位15、連接盲孔14和通氣孔12；

步驟三，將按成分比例配好的鹽芯5壓入到加工好的環(huán)形油槽11內(nèi)；

步驟四，將多余的鹽芯5車掉，并在環(huán)形油槽11的側(cè)壁加工出內(nèi)螺紋13；

步驟五，對(duì)活塞頭部1烘烤加熱，去掉鹽芯5中的水分；

步驟六，將步驟五獲得的活塞頭部1放入擠壓模具的底模4上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部1上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，形成活塞內(nèi)腔和裙部短軸外偏（活塞短軸方向上不加工的毛坯面窗），并使活塞頭部1和活塞裙部2組合成一個(gè)整體；

步驟七，鉆出進(jìn)油孔9和出油孔16，沖出冷卻油腔6中的鹽芯5，形成冷卻油腔6，獲得活塞毛坯；

步驟八，對(duì)活塞毛坯進(jìn)行熱處理、機(jī)加工、表面處理等，最后到成品活塞。

本方案中，采用壓力機(jī)對(duì)加熱后的鋁合金棒料進(jìn)行擠壓。所述活塞頭部1采用鋼、鐵或其他復(fù)合材料，所述活塞裙部2采用鋁合金，更進(jìn)一步的，所述活塞頭部1優(yōu)選采用42crmo，活塞裙部2優(yōu)選采用4a11鋁棒。所述鋁合金棒料的加熱溫度是445～455℃，更進(jìn)一步的，所述鋁合金棒料的加熱溫度優(yōu)選是450℃。

第二種具體實(shí)施方式：

一種組合活塞的制造工藝，對(duì)鍛造后的活塞頭部1進(jìn)行粗加工，將粗加工的活塞頭部1放入擠壓模具的底模4上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部1上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，最終形成活塞整體。

具體的，上述新型活塞的制造工藝，依次包括以下步驟，

步驟一，對(duì)鍛造后的活塞頭部毛坯，進(jìn)行淬火、調(diào)制處理；

步驟二，在活塞頭部1加工出環(huán)形油槽11、活塞頭部和活塞裙部的結(jié)合部位15、連接盲孔14和通氣孔12；

步驟三，在環(huán)形油槽11的側(cè)壁加工出內(nèi)螺紋13；

步驟四，在內(nèi)螺紋13的上端安裝油道隔板；

步驟五，對(duì)帶有油道隔板的活塞頭部1進(jìn)行烘烤加熱；

步驟六，將步驟五獲得的活塞頭部1放入擠壓模具的底模4上，將加熱后的鋁合金棒料放在活塞頭部1上，對(duì)鋁合金棒料直接擠壓，形成冷卻油腔6、活塞內(nèi)腔和裙部短軸外偏（活塞短軸方向上不加工的毛坯面窗），并使活塞頭部1和活塞裙部2組合成一個(gè)整體；

步驟七，在油道隔板上鉆出進(jìn)油孔9和出油孔16，獲得活塞毛坯；

步驟八，對(duì)活塞毛坯進(jìn)行熱處理、機(jī)加工、表面處理等，最后到成品活塞。

本方案中，采用壓力機(jī)對(duì)加熱后的鋁合金棒料進(jìn)行擠壓。所述活塞頭部1采用鋼、鐵或其他復(fù)合材料，所述活塞裙部2采用鋁合金，更進(jìn)一步的，所述活塞頭部1優(yōu)選采用42crmo，活塞裙部2優(yōu)選采用4a11鋁棒。所述鋁合金棒料的加熱溫度是445～455℃，更進(jìn)一步的，所述鋁合金棒料的加熱溫度優(yōu)選是450℃。

由于活塞裙部2鋁合金材料的導(dǎo)熱系數(shù)大約是鋼材料的3倍，為使燃燒室內(nèi)熱量迅速傳至活塞內(nèi)腔，可將活塞頭部1設(shè)置的很薄，達(dá)到1.5mm，節(jié)省了加工材料和成本。另外，因冷卻油道的下端也是鋁合金材料，這樣可以提高油道的散熱量。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。