一种局部高强化冷却的活塞浇铸装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于活塞浇铸模具技术领域，尤其是涉及一种局部高强化冷却的活塞浇铸
目.0
【背景技术】
[0002]活塞是发动机的核心零部件之一，其工作好坏直接关系到发动机的整体性能及工作可靠性，因此越来越多的研究人员致力于活塞的设计与改进。活塞同时是发动机中承受机械载荷和热载荷最严酷的部件之一，那么活塞铸造的力学性能好坏直接影响到活塞工作的可靠性及寿命，所以为了提尚活塞的力学性能，必须提尚活塞的铸造性能。
[0003]活塞铸造凝固过程很大程度上影响材料组织和力学性能，对于活塞铸铝材料来所，冷却条件越好晶粒越细小，力学性能也越好。活塞顶部和销座部位为活塞高危险部位，该区域力学性能对活塞寿命有至关重要的影响。然而，现阶段活塞模具设计过程忽略了此因素，往往导致在铸造过程中这些关注部位力学性能不足，特别是活塞局部危险部位如活塞顶部喉口、活塞销孔、活塞内腔等位置没有充分冷却，从而导致这些部位力学性能较差，进而影响活塞的强度。
[0004]另外在模具制作过程中，对于活塞顶部震荡油腔的盐芯与下模具的连接上定位不足，从而导致震荡油腔的铸造精度较低，也在一定程度上影响了活塞的强度。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提出一种局部高强化冷却的活塞浇铸装置，以解决浇铸而成的活塞局部强度不高的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种局部高强化冷却的活塞浇铸装置，包括顶部模具、底部模具、左模具和右模具，所述左模具和右模具组合围成活塞浇铸型腔的模具主体，所述顶部模具和底部模具分别安装在模具主体的上下两端；
[0008]所述顶部模具内设有对应活塞顶部喉口位置的顶部模具冷却水腔，所述左模具内设有围绕其内侧面的左模具并联圆孔冷却水路，且左模具的销孔内设有冷却水路;所述右模具内设有围绕其内侧面的右模具并联圆孔冷却水路，且右模具的销孔内设有冷却水路。
[0009]进一步的，所述顶部模具包括可以上下组合在一起的顶部模具件一、顶部模具件二，所述顶部模具件二的外圆周和中心通孔之间设有环形槽，顶部模具件一上设有连通环形槽的顶部模具进水口和顶部模具回水口；所述顶部模具件一和顶部模具件二组合后对环形槽实现密封，密封后的环形槽成为顶部模具冷却水腔。
[0010]进一步的，所述底部模具包括活塞震荡油腔的盐芯、底模顶部件和水腔形成体，所述水腔形成体从底部插入底模顶部件并与其通过间隙配合并装配组成底部模具冷却水腔，水腔形成体与底模顶部件之间采用密封圈密封，水腔形成体的底部设有连通底部模具冷却水腔的底部模具进水口和底部模具回水口。[0011 ]进一步的，所述底模顶部件的顶端前后侧均具备两个方形插针，用于在铸造过程前插入于盐芯底部的方形插针孔。
[0012]进一步的，所述左模具包括左模具体、左上冷却水槽盖、左上垫片、左销孔模具、水堵一、左下垫片、左下冷却水槽盖，所述左模具体的内部围绕其内侧面设有若干平行的冷却水道，所有平行的冷却水道的上下两端均连通，且上端通过左上冷却水槽盖和左上垫片密封，下端通过左下垫片和左下冷却水槽盖密封，形成左模具并联圆孔冷却水路，左上冷却水槽盖和左上垫片上设有与冷却水道连通的左模具进水口和左模具回水口；
[0013]所述左销孔模具过盈装配到左模具体侧面设置的销孔内，其内端面与底部模具接触，所述左销孔模具内设有轴向的进水通道和回水通道，进水通道和回水通道的外端分别为左销孔进水口和左销孔回水口；所述水堵一装配在左销孔模具的外端，使其进水通道和回水通道形成左销孔闭合水路。
[0014]进一步的，所述右模具包括右模具体一、右模具体二、右上冷却水槽盖、右上垫片、右销孔模具、水堵二、右下垫片、右下冷却水槽盖，所述右模具体二与右模具体一组合形成具有浇注口的浇注通道；
[0015]所述右模具体一的内部围绕其内侧面设有若干平行的冷却水道，所有平行的冷却水道的上下两端均连通，且上端通过右上冷却水槽盖和右上垫片密封，下端通过右下垫片和右下冷却水槽盖密封，形成右模具并联圆孔冷却水路;右上冷却水槽盖和右上垫片上设有与右模具并联圆孔冷却水路连通的右模具进水口和右模具回水口；
[0016]所述右销孔模具过盈装配到右模具体一侧面设置的销孔内，其内端面与底部模具接触，所述右销孔模具内设有轴向的进水通道和回水通道，进水通道和回水通道的外端分别为右销孔进水口和右销孔回水口；所述水堵二装配在右销孔模具的外端，使其进水通道和回水通道形成闭合水路。
[0017]相对于现有技术，本发明具有以下优势:
[0018](I)该活塞浇铸装置在活塞顶部喉口位置增加了冷却水腔，加速了活塞喉口位置的冷却，从而提高了该位置的力学性能。
[0019](2)该活塞浇铸装置在活塞销孔位置左右各增加了冷却水路，加速了活塞销孔的冷却，从而提高了活塞销孔的强度。
[0020](3)该活塞浇铸装置对活塞腔内部模具采用了组合式结构，形成冷却水腔，使得底部模具设计更加简单，同时也提高了活塞内腔的冷却能力。
[0021](4)该活塞浇铸装置在活塞群部周围建立了并联圆孔冷却水路结构，能够全方位对活塞周围进行及时冷却。
[0022](5)该活塞浇铸装置在活塞顶部震荡油腔的盐芯与下模具的连接上增加了双针定位，从而提尚了盐芯的稳定性。
【附图说明】
[0023]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1为本发明实施例所述活塞浇铸装置的结构示意图；
[0025]图2为本发明实施例所述顶部模具的分解结构示意图；
[0026]图3为本发明实施例所述底部模具的分解结构示意图；
[0027]图4为本发明实施例所述盐芯与底模顶部件方形插针装配的结构示意图；
[0028]图5为本发明实施例所述左模具的分解结构示意图；
[0029]图6为本发明实施例所述左模具并联圆孔冷却水路的结构示意图；
[0030]图7为本发明实施例所述左销孔模具的剖视图；
[0031 ]图8为本发明实施例所述右模具的分解结构示意图；
[0032]图9为本发明实施例所述活塞浇铸装置的工作原理图；
[0033]图10为本发明实施例所述活塞毛坯的结构示意图。
[0034]附图标记说明:
[0035]1-顶部模具，11-顶部模具件一，12-顶部模具件二，112_顶部模具进水口，113-顶部模具回水口，2-底部模具，21-盐芯，22-底模顶部件，23-水腔形成体，211-方形插针孔，221-方形插针，231-底部模具进水口，232-底部模具回水口，3-左模具，31-左模具体，32-左上冷却水槽盖，33-左上垫片，34-左销孔模具，35-水堵一，36-左下垫片，37-左下冷却水槽盖，311-左模具并联圆孔冷却水路，321-左模具进水口，322-左模具回水口，341-左销孔进水口，342-左销孔回水口，4-右模具，41-右模具体一，42-右模具体二，43-右上冷却水槽盖，44-右上垫片，45-右销孔模具，46-水堵二，47-右下垫片，48-右下冷却水槽盖，49-浇注口，431-右模具进水口，432_右模具回水口，451_右销孔进水口，452_右销孔回水口。
【具体实施方式】
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0038]—种局部高强化冷却的活塞浇铸装置，如图1所示，包括顶部模具1、底部模具2、左模具3和右模具4，所述左模具3和右模具4组合围成活塞浇铸型腔的模具主体，所述顶部模具I和底部模具2分别安装在模具主体的上下两端;所述顶部模具I内设有对应活塞顶部喉口位置的顶部模具冷却水腔，所述左模具3内设有围绕其内侧面的左模具并联圆孔冷却水路，且左模具3的销孔内设有冷却水路;所述右模具4内设有围绕其内侧面的右模具并联圆孔冷却水路，且右模具4的销孔内设有冷却水路。
[0039]所述顶部模具I包括可以上下组合在一起的顶部模具件一11、顶部模具件二 12，如图2所示，所述顶部模具件二 12的外圆周和中心通孔之间设有环形槽，顶部模具件一 11上设有连通环形槽的顶部模具进水口 112和顶部模具回水口 113;所述顶部模具件一 11中心处的冒口 111连通顶部模具件二 12的中心通孔。所述顶部模具件一 11和顶部模具件二 12组合后对环形槽实现密封，采用国标O型密封圈密封、螺栓紧固联接，密封后的环形槽成为顶部模具冷却水腔。所述顶部模具冷却水腔对应活塞顶部喉口位置，活塞浇铸装置在活塞顶部喉口位置增加了冷却水腔，加速了活塞喉口位置的冷却，从而提高了该位置的力学性