专利名称：铸造铝活塞喷水冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铸件快速冷却技术领域，尤其涉及一种金属模铸造铝活塞喷 水快速冷却装置。
背景技术：
在金属铸造行业，铸件淬火工艺是生产中的重要环节，特别是铸造铝活塞的工艺 中，利用铸造余热淬火省时、节能，可以大大节约其生产成本；为方便描述，铸造的活塞称为 铸铝活塞。铸铝活塞的活塞基体为铸造铝合金，在铸铝活塞的头部镶有铸铁活塞镶圈，活塞 镶圈与活塞基体通过铸造的方式粘结为一体。在现有技术中，快速冷却装置为一个装有冷却水的水箱；快速冷却的环节是将热 的铸铝活塞整个浸入或者将铸铝活塞的裙部浸入装有冷却水的水箱，来实现铸铝活塞的快 速冷却。这种工艺虽然可以实现铸造铸铝活塞的快速冷却，但由于活塞镶圈的材料与活塞 基体的材料不同，在冷却过程中，两者粘结处浸入水分易发生开裂，影响铸铝活塞的内在质量。另外，在铸造铝活塞的工艺中，铸铝活塞的内冷油道是通过可溶性的成型盐芯实 现成型的；成型盐芯遇水则化。当铸铝活塞整体浸入冷却水或者其裙部浸入冷却水中时， 铸铝活塞的高温会造成冷却水溅射；溅起的水珠会与成型盐芯接触，导致成型盐芯的溶化； 成型盐芯溶化后，一部分成型盐芯的液体会流出进油孔或者出油孔，但还有一部分会附着 于铸铝活塞的内腔或其他非加工面；盐芯的溶液会对铸铝活塞的内腔或其他非加工面造成 腐蚀；这对保持活塞的外观质量以及内在质量非常不利。所以，在快速冷却的工艺过程中，如何保证铸铝活塞的活塞镶圈与活塞基体粘合 处的稳定性，减少快速冷却过程中成型盐芯溶化现象是本领域科技人员需要解决的技术问题。
实用新型内容因此，本实用新型的目的是提供一种铸造铝活塞喷水冷却装置，该铸造铝活塞喷 水冷却装置可以有效提高活塞镶圈与活塞基体粘合处的稳定性，减少了速冷却过程中成型 盐芯溶化现象，进而提高铸造铝活塞的质量。为解决实现上述技术问题，本实用新型提供的铸造铝活塞喷水冷却装置包括支撑 板和固定在所述支撑板下方的喷水装置；所述支撑板设置有在其厚度方向上将其贯穿的活 塞放置孔，所述活塞放置孔包括圆孔和位于圆孔一侧的长条形的缺口，所述圆孔与所述缺 口的一端相连；所述喷水装置设置有进水口，且具有多个喷水口 ；所述进水口与外部水管 相通，多个所述喷水口分布在所述活塞放置孔周围，并分别朝向所述圆孔的中心轴线。优选地，所述缺口的另一端的开口位于所述支撑板的侧面。[0011]优选地，所述喷水装置包括喷嘴，所述喷嘴上设置有喷水口 ；还包括喷嘴固定板， 所述喷嘴固定板与所述支撑板固定连接；所述喷嘴固定在所述喷嘴固定板的喷嘴固定孔 中。优选地，所述喷水装置包括至少一个沿所述活塞放置孔边缘延伸的管道，所述管 道上设置有喷水口与进水口 ；所述管道通过管道固定装置与所述支撑板连接。优选地，所述管道进水口形成进水管接头，所述进水管接头与外部水管相接。优选地，所述管道为圆管。优选地，所述管道固定装置为固定板，所述管道与所述固定板的开孔相配合。优选地，所述管道固定装置与所述支撑板的连接方式为焊接。优选地，所述喷水口为设置于所述管道上的圆形孔。优选地，所述喷水装置为至少三个具有所述进水口与喷水口的密封管道；所述密 封管道中心线与所述圆孔的中心轴线平行，且上端与所述支撑板的下表面固定连接。相对于上述技术背景，本实用新型提供的铸造铝活塞喷水冷却装置包括支撑板和 固定在支撑板下方的喷水装置；其中，所述支撑板设置有在其厚度方向上将其贯穿的活塞 放置孔，所述活塞放置孔包括一个尺寸与铸铝活塞裙部直径相适应的圆孔，还包括一个位 于圆孔一侧的长条形的缺口，所述圆孔与所述缺口的一端相连；所述支撑板的作用是支撑 铸铝活塞，同时在对铸铝活塞进行快速冷却时防止支撑板下方的冷却水溅射到铸铝活塞位 于支撑板上方的部分；所述喷水装置设置有进水口，且具有多个喷水口 ；所述进水口与外 部水管相通，多个所述喷水口分布在所述活塞放置孔周围，并分别朝向所述活塞放置孔圆 孔的中心轴线，所述喷水口的分布位置大体为圆环状，该圆环状的中心轴线与所述中圆孔 的中心轴线大体重合。进行快速冷却时，将铸铝活塞放置在所述支撑板的活塞放置孔处，所 述喷水装置的喷水口朝向铸铝活塞的裙部；冷却水通过所述喷水口喷到铸铝活塞的裙部， 进行冷却。因为活塞基体的导热性很好，仅靠冷却铸铝活塞的裙部也能起到快速冷却的效 果。同时，由于铸铝活塞放置于所述活塞放置孔，且支撑板能起到阻隔作用，溅起的水珠被 所述支撑板阻隔；因为活塞镶圈与活塞基体的粘合处以及活塞内油冷通路没有处于所述 活塞放置孔的下方，冷却水不会直接与活塞镶圈与活塞基体的粘合处相接触，这样就有效 防止了活塞镶圈与活塞基体粘合处的浸水现象，提高了活塞镶圈与活塞基体粘合处的稳定 性；同时，冷却水也无法和成型盐芯直接接触，因此减少了成型盐芯溶化的现象，进而减少 盐芯的溶液对铸铝活塞的腐蚀，提高了铸铝活塞的质量。在进一步的技术方案中，所述缺口的另一端的开口位于所述支撑板的侧面上，即 所述缺口接通了所述支撑板的外缘与所述活塞放置孔的圆孔。这样可以使铸铝活塞更加容 易的放入所述活塞放置孔中，且可以使所述支撑板的重量降低，减少其制造成本。在进一步的技术方案中，所述喷水装置包括至少三个喷嘴，所述喷嘴上设置有喷 水口，且所述喷嘴与外部水管相通；还设有喷嘴固定板，所述喷嘴固定板与所述支撑板固定 连接；所述喷嘴固定在所述喷嘴固定板的喷嘴固定孔中。该技术方案中，因为每一个所述喷 嘴都是单独的，每个所述喷嘴的分布位置不受其他喷嘴位置的影响，这样可以使铸造铝活 塞喷水冷却装置在对铸铝活塞进行快速冷却时喷水的位置更加均勻；而且，所述喷嘴固定 板上可以设置有很多固定孔，所述喷嘴的位置可以根据需要进行位置调整。在进一步的技术方案中，所述喷水装置包括至少一个沿所述活塞放置孔外缘延伸的管道，所述管道上设置有喷水口与进水口 ；所述管道固定安装于管道固定装置，所述管道 固定装置与所述支撑板连接；这样，可以简化所述喷水装置的进水口结构，使所述喷水装置 具有较低的制造成本。在进一步的技术方案中，所述的管道固定装置可以为固定板，且所述管道与所述 固定板的开孔相配合。这样可以保证所述管道喷水时具有较高的稳定性，不产生晃动。在进一步的技术方案中，所述喷水装置为至少三个设置有所述进水口与所述喷水 口的密封管道，所述密封管道中心线与所述圆孔中心轴线平行，且其上端与所述支撑板的 下表面固定连接；此结构为所述喷水装置的另外一种结构。
图1为本实用新型实施例提供的一种铸造铝活塞喷水冷却装置的示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种喷水装置与铸铝活塞的配合示意图；图3为本实用新型实施例提供的喷水装置为环形管道的俯视示意图；图4为本实用新型实施例提供的喷水装置为竖直密封管道的示意图；图5为提供的铸造铝活塞喷水冷却装置的一种支撑板的示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种铸造铝活塞喷水冷却装置，该铸造铝活塞喷水冷却 装置设置有具有活塞放置孔的支撑板将铸铝活塞裙部与铸铝活塞顶部隔离，铸铝活塞快速 冷却时，冷却水很难与活塞镶圈和成型盐芯接触，防止了活塞镶圈与活塞基体粘合处浸水， 大大减少了粘合处的开裂，提高了活塞镶圈与活塞基体粘合处的稳定性，同时大大减少了 成型盐芯溶化的现象，提高了产品质量。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型所提供的技术方案，下面结合附 图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。为了描述的方便，还引入了铸铝活 塞的描述。请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的一种铸造铝活塞喷水冷却装置 的示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种喷水装置与铸铝活塞的配合示意图。如图1所示，本实施例中，铸造铝活塞喷水冷却装置包括支撑板1和固定在支撑板 1下方的喷水装置2 ；其中，支撑板1用来支撑需要进行快速冷却的铸铝活塞A，支撑板1设 置有在其厚度方向上将其贯穿的活塞放置孔11，活塞放置孔11包括圆孔112和位于圆孔的 一侧的条形的缺口 111，圆孔112与缺口 111的一端相接通，如图1所示；喷水装置2上设 置有进水口，而且具有多个喷水口，进水口与外部水管相通，多个喷水口分布在活塞放置孔 11的周围，并分别朝向圆孔112的中心轴线。在对铸铝活塞A进行快速冷却时，将铸铝活塞A放置于活塞放置孔11中，铸铝活 塞A的裙部穿过活塞放置孔11的圆孔112到达喷水装置2中喷水口所处的环中，活塞镶圈 4与圆孔112配合将铸铝活塞A的位置固定；铸铝活塞A的活塞浇口置于缺口 111中；支撑 板1通过活塞镶圈4与圆孔112的配合将铸铝活塞A的裙部与顶部隔开，冷却水从喷水装 置2的喷水口中喷出，喷在铸铝活塞A的裙部，铸铝活塞A不会直接处于冷却水中；而且，由 于铸铝活塞A温度很高，冷却水喷在铸铝活塞A裙部后，一部分冷却水直接汽化，另一部分冷却水会由于重力的原因快速的流走；同时由于支撑板1的隔挡，冷却水无法与铸铝活塞A 的顶部接触，能够防止溅起的水珠进入活塞镶圈4与铸铝活塞A铝基体的粘结处，进而能够 防止粘结处浸水现象，提高两者粘合处的稳定性；同时还能防止溅起的水珠与成型盐芯相 接触，避免成型盐芯溶化，进而减少因成型盐芯溶化对铸铝活塞造成的腐蚀，以提高铸造铝 活塞的质量。请参考图5，图5为提供的铸造铝活塞喷水冷却装置的一种支撑板的示意图。在上述技术方案的基础上，活塞放置孔11的缺口 111的另一端的开口位于支撑板 1的侧面，如图5所述，即缺口 111将圆孔112与支撑板1的外缘接通。这使得在对铸铝活 塞A进行快速冷却时，铸铝活塞A的放置更方便；同时，本实用新型的铸造铝活塞喷水冷却 装置在生产时，其支撑板1的尺寸较小，使其具有较低的生产成本。进一步的，本实用新型提供的铸造铝活塞喷水冷却装置，其喷水装置2可以由喷 嘴构成，且喷嘴上设置有喷水口，喷嘴的进水口直接与外部水管相通；喷水装置2中还设有 喷嘴固定板，喷嘴固定板与支撑板固定连接，喷嘴可以通过焊接等方式固定于喷嘴固定孔 中。在铸造铝活塞喷水冷却装置中，因为每一个所述喷嘴都是独立的，每个喷嘴的分 布位置不受其他喷嘴位置的影响，这样喷嘴的位置可以全方位的布置；可以使铸造铝活塞 喷水冷却装置在对铸铝活塞A进行快速冷却时喷水的位置更加均勻；而且，喷嘴还可以可 拆卸的与喷嘴固定板连接，同时喷嘴固定板上可以设置有多个用于固定喷嘴的喷嘴固定 孔，喷嘴的位置可以根据需要进行位置调整，满足更多冷却不同类型或型号的铸造铝活塞 的需要。请参考图2和图3，图2为本实用新型实施例提供的一种喷水装置与铸铝活塞的配 合示意图；图3为本实用新型实施例提供的喷水装置为环形管道的俯视示意图。在上述技术方案的基础上，本实用新型提供的铸造铝活塞喷水冷却装置中，喷水 装置2还可以为至少一个沿活塞放置孔11外缘分布的管道23，管道23可以形成环状通道， 形成的环状通道的内部直径大于圆孔112的直径；管道23组成的环形的内侧设置有喷水口 22，外侧设置有进水口接头21，外部水管与进水口接头21相连，管道23的两端封闭；喷水 装置2还包括管道固定装置3，管道23固定安装于管道固定装置，且管道固定装置3与支撑 板1连接。对铸铝活塞A进行快速冷却时，冷却水通过设置于管道23的进水口接头21进 入管道23，由于管道23的两端封闭，管道23内的冷却水具有较大的压力，所以冷却水只能 通过管道23上的喷水口 22喷出，冷却水喷射在铸铝活塞A的裙部，部分冷却水由于铸铝活 塞A的温度很高直接汽化，另一部分冷却水由于重力作用流走。喷水装置采用环形管道可 以使本实用新型具有简化的结构，冷却水的喷射比较均勻，能起到良好的冷却作用；而且较 上述的喷嘴结构，还具有较低的生产成本。上述实施例的管道固定装置3可以与支撑板1固定连接，以利于铸造铝活塞喷水 冷却装置的使用时的稳定性；还可以通过定位装置与支撑板1可拆卸的连接，便于铸造铝 活塞喷水冷却装置的移动搬运等；如可以在管道固定装置3上焊接定位销，支撑板1对应的 位置设置有定位孔，安装时将管道固定装置3的定位销插入支撑板1的定位孔中即可。进一步的，管道23也可以与管道固定装置3固定连接，且其固定方式有很多种，如 可以焊接，也可以通过螺栓、卡扣等连接，只要使管道23在喷射冷却水时具有良好的稳定性即可。进一步的，管道固定装置3可以具体为固定板。固定板上可以设置有与管道23的 横截面相对应的开孔，管道23贯穿于开孔中，与固定板固定连接；还可以直接将管道23焊 接于固定板上；同时管道固定装置3还可以为圆钢等，只要能起到支撑和固定作用即可。同时，喷水装置2中，管道23可以为圆管，还可为方管，扁管等，相应的，管道固定 板上的开孔可以为多样的，如方孔，圆孔等，这里不再赘述；而且管道23的数量可以为一 个，还可以为多个，具体数量可以根据具体情况而定。另外，管道23设置的喷水口 22的形状优选为圆形，其直径大小不限，分布位置大 体均勻即可；喷水口 22的形状还可以为方形、三角形等几何图形形状，还可以为非标准形 状，或者将其设置为细缝形状也可以，只要能均勻喷射，起到良好的冷却效果即可。请参考图4，图4为本实用新型实施例提供的喷水装置为竖直密封管道的示意图。进一步的，铸造铝活塞喷水冷却装置的喷水装置2还可以为至少三个两端密封的 密封管道对，密封管道M设置有喷水口 22和管道进水装置21，且密封管道M的中心线与 圆孔112的中心轴线平行；密封管道M的上端与支撑板1的下表面固定连；喷水口 22朝 向圆孔112的中心轴线，密封管道M与支撑板1之间的连接可通过焊接的方式实现。工作 时，其流程与环形管道相同，这里不再赘述。喷水装置2为竖直密封管道对，且竖直密封管道M直接与支撑板1直接固定连 接，精简了管道固定装置，降低了生产成本。进一步的，竖直密封管道M可以为圆管，还可以为方管；而且，其喷水口形状同上 述技术方案，这里不再赘述。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，包括支撑板和固定在所述支撑板下方 的喷水装置；所述支撑板设置有在其厚度方向上将其贯穿的活塞放置孔，所述活塞放置孔包括圆孔 和位于圆孔一侧的长条形的缺口，所述圆孔与所述缺口的一端相连；所述喷水装置设置有进水口，且具有多个喷水口 ；所述进水口与外部水管相通，多个所 述喷水口分布在所述活塞放置孔周围，并分别朝向所述圆孔的中心轴线。
2.根据权利要求1所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述缺口的另一端 的开口位于所述支撑板的侧面。
3.根据权利要求1或2所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述喷水装置包 括喷嘴，所述喷嘴上设置有喷水口 ；还包括喷嘴固定板，所述喷嘴固定板与所述支撑板固定 连接；所述喷嘴固定在所述喷嘴固定板的喷嘴固定孔中。
4.根据权利要求1或2所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述喷水装置包 括至少一个沿所述活塞放置孔边缘延伸的管道，所述管道上设置有喷水口与进水口 ；所述 管道通过管道固定装置与所述支撑板连接。
5.根据权利要求4所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述管道进水口形 成进水管接头，所述进水管接头与外部水管相接。
6.根据权利要求4所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述管道为圆管。
7.根据权利要求4所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述管道固定装置 为固定板，所述管道与所述固定板的开孔相配合。
8.根据权利要求4所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述管道固定装置 与所述支撑板的连接方式为焊接。
9.根据权利要求5-8任一项所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述喷水 口为设置于所述管道上的圆形孔。
10.根据权利要求1或2所述的铸造铝活塞喷水冷却装置，其特征在于，所述喷水装置 为至少三个具有所述进水口与喷水口的密封管道；所述密封管道中心线与所述圆孔的中心 轴线平行，且上端与所述支撑板的下表面固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种铸造铝活塞喷水冷却装置。公开的铸造铝活塞喷水冷却装置包括支撑板和固定在支撑板下方的喷水装置，支撑板设置有在其厚度方向上将其贯穿的活塞放置孔，活塞放置孔包括一个圆孔以及位于圆孔一侧的一个长条形缺口，圆孔与缺口的一端相连；喷水装置设置有进水口，且具有多个喷水口；进水口与外部水管相通，多个喷水口分布在活塞放置孔周围，并分别指向活塞放置孔的圆孔的中心轴线；该铸造铝活塞喷水冷却装置可以有效防止活塞镶圈与活塞基体粘合处浸水，有效避免冷却过程中成型盐芯溶化现象；进而提高产品质量。
文档编号B22D30/00GK201931073SQ20102069076
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者张文军, 易绿林, 李世环 申请人:湖南江滨机器(集团)有限责任公司