專利名稱：帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種活塞，尤其是一種帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞。
背景技術(shù)：
目前用于載重汽車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車以及輪船等高性能柴油機(jī)要求功率大、油耗低、噪音小、排放低，其強(qiáng)化程度日趨提高。目前國內(nèi)開發(fā)的車用柴油機(jī)爆發(fā)壓力已超過 20MPa，傳統(tǒng)鑄鋁活塞已難以滿足高性能柴油機(jī)可靠性的要求。針對大功率、高負(fù)荷的柴油機(jī)活塞，鉸接式結(jié)構(gòu)活塞和鍛鋼活塞便應(yīng)運(yùn)而生。鉸接擺體式結(jié)構(gòu)活塞，即活塞頭與活塞裙分開加工制造，通過活塞銷連接起來，活塞頭采用鑄鐵或鍛鋼材料，活塞裙采用鋁材料制造。這種活塞因?yàn)榛钊^與活塞裙分開制造，增加了加工成本，并且難以形成封閉的冷卻油腔，活塞冷卻效果差，同時因?yàn)樾枰L的活塞銷進(jìn)行連接，總體重量也有所增加。鍛鋼活塞在毛坯鍛造生產(chǎn)時不能像鑄造鋁活塞那樣澆鑄出內(nèi)冷卻油腔，因此目前鍛鋼活塞普遍的生產(chǎn)工藝有以下幾種中國專利CN1610601A公開了一種制造鍛鋼活塞的方法，該方法是活塞毛坯一體式鍛造，用一個另外加工的環(huán)蓋，與活塞頭部加工出的環(huán)形溝槽組裝，行成封閉油腔。但其制作工藝復(fù)雜，制造成本高，活塞的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有待提高。中國專利CN2851607Y公開了另一種制造鍛鋼活塞的方法，該方法是頭部與裙部分別鍛造，內(nèi)冷卻油腔是在頭部與裙部分別加工后通過摩擦焊接形成，摩擦焊接受其工藝方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)性能、精度所限，同批生產(chǎn)的摩擦焊活塞其長度尺寸的一致性較差，導(dǎo)致活塞重量和焊接后所產(chǎn)生的內(nèi)冷卻油腔尺寸相差很大，從而使焊接廢品率很高，直接影響發(fā)動機(jī)性能，而且焊接飛邊大(一般在4-8_)，需要對其露在外面的焊接飛邊進(jìn)行專門加工處理，但內(nèi)冷卻油腔里面的焊接飛邊無法去除，會影響到活塞冷卻效果。中國專利CN101265854A公開了另一種制造鍛鋼活塞的方法，該方法是活塞本體和活塞環(huán)體分別鍛造和加工，然后通過激光焊接使其成為一體，焊接后兩者間形成內(nèi)冷卻油腔。激光焊接由于為熔化焊，特別是激光技術(shù)采用偏光鏡反射激光產(chǎn)生的光束使其集中在聚焦裝置中產(chǎn)生巨大能量的光束，焊件會在幾毫秒內(nèi)熔化和蒸發(fā)，焊縫區(qū)化學(xué)成分因高溫蒸發(fā)而與母材稍有不同，冷卻時焊縫區(qū)容易出現(xiàn)氣孔、偏析、夾雜和裂紋等鑄造組織的結(jié)晶缺陷。激光焊接設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)高，使用維護(hù)技術(shù)要求高、焊件厚度尺寸受激光器功率限制，對焊件清整、裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格，因而其應(yīng)用有很大的局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞，該活塞一體鍛造，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，冷卻效果好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞，所述活塞為旋壓制鍛整體式鍛鋼活塞，所述活塞頭部內(nèi)設(shè)有旋壓成型的內(nèi)冷卻油腔，活塞頭部外面設(shè)有若干活塞環(huán)槽，活塞環(huán)槽的底部設(shè)有一道焊縫。本實(shí)用新型的活塞為整體式鍛鋼活塞，內(nèi)冷卻油腔是通過旋壓工藝形成。本實(shí)用新型是整體式鍛造毛坯，粗加工后旋壓形成內(nèi)冷卻油腔，內(nèi)冷卻油腔的形成工藝更簡便。(通過機(jī)械加工加工出內(nèi)冷卻油腔內(nèi)側(cè)部分和封堵內(nèi)冷卻油腔的遮擋部分, 然后采用旋壓工藝將活塞內(nèi)冷卻油腔遮擋部分向下旋壓與內(nèi)冷卻油腔內(nèi)側(cè)部分接觸，形成完整的內(nèi)冷卻油腔)活塞燃燒室和環(huán)槽區(qū)等高壓力區(qū)域均為均質(zhì)的鍛造材料，旋壓成形過程中金屬纖維保持連續(xù)完整，金屬晶格產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)變，旋壓區(qū)域的強(qiáng)度、硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服極限都有所提高，并由此在活塞工作的高壓力區(qū)域具有更高的安全系數(shù)。所述內(nèi)冷卻油腔的高度尺寸由于為加工形成，一致性好。內(nèi)冷卻油腔內(nèi)側(cè)部分與遮擋部分縫隙可不作處理，保留縫隙或進(jìn)行簡單封閉。封閉時在活塞環(huán)槽區(qū)2的下端形成內(nèi)冷卻油腔封閉焊縫，內(nèi)冷卻油腔封閉焊縫采用普通焊接工藝如氬弧焊等對內(nèi)冷卻油腔內(nèi)側(cè)部分與遮擋部分縫隙進(jìn)行封閉形成的。本實(shí)用新型之前申請的結(jié)構(gòu)不同之處在于內(nèi)冷卻油腔是在粗加工半成品后通過旋壓形成，使活塞的內(nèi)冷卻油腔的形成工藝減化，尺寸一致性好，特別是環(huán)槽區(qū)、燃燒室等高壓力區(qū)域?yàn)橐惑w鍛造，材料一致性好，不存在焊接可能導(dǎo)致的材料性能差異風(fēng)險(xiǎn)，活塞的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。本結(jié)構(gòu)活塞只有在活塞環(huán)槽的底部形成一道焊縫，而之前的鍛鋼活塞在活塞環(huán)槽區(qū)的中部和下部有兩道焊縫。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的俯視圖；其中I.活塞頭部，2.內(nèi)冷卻油腔，3.活塞環(huán)槽，4.焊縫。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。如圖1、2所示，一種帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞，所述活塞為旋壓制鍛整體式鍛鋼活塞，所述活塞頭部I內(nèi)設(shè)有旋壓成型的內(nèi)冷卻油腔2，活塞頭部I外面設(shè)有三道活塞環(huán)槽3，活塞環(huán)槽3的底部設(shè)有一道焊縫4。上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞，其特征是，所述活塞為旋壓制鍛整體式鍛鋼活塞，所述活塞頭部內(nèi)設(shè)有旋壓成型的內(nèi)冷卻油腔，活塞頭部外面設(shè)有若干活塞環(huán)槽， 活塞環(huán)槽的底部設(shè)有一道焊縫。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶內(nèi)冷卻油腔的旋壓制鍛鋼整體活塞，所述活塞為旋壓制鍛整體式鍛鋼活塞，所述活塞頭部內(nèi)設(shè)有旋壓成型的內(nèi)冷卻油腔，活塞頭部外面設(shè)有若干活塞環(huán)槽，活塞環(huán)槽的底部設(shè)有一道焊縫。該活塞一體鍛造，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，冷卻效果好。
文檔編號F02F3/22GK202348466SQ201120428899
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者宋文平, 張國華, 張屹林, 林風(fēng)華 申請人:山東濱州渤?；钊煞萦邢薰?br>