专利名称：一种新型活塞销的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种活塞，尤其涉及一种用来连接活塞和连杆并将活塞承受的气 体作用力传给连杆的活塞销。
技术背景活塞是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条 件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲 轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工 作，活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很 差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600 700K，且温度分布很不均勻；活塞顶部承受 气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3 5MPa，柴油机高达6 9MPa，这 就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8 12m/s)往复 运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞 在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到 燃气的化学腐蚀作用。随着汽车整车对发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格，活 塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的 高技术含量的产品，以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减少 发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放。为满足以上的功能要求，通常将活塞的外圆 设计成异型外圆(中凸变椭圆)，即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆，且椭圆度 沿轴线方向按一定的规律变化，椭圆度精度达0. 005mm;活塞纵剖面的外轮廓为高次函数 的拟合曲线，轮廓精度为0. 005 0. Olmm ；为提高活塞的承载能力，以提高发动机的升功 率，通常将高负荷活塞的销孔设计成微内锥型或正应力曲面型(异型销孔)，销孔尺寸精度 达IT4级，轮廓精度为0. 003mm。活塞作为典型的汽车关键零部件，在切削加工方面具有很强的工艺特点。目前，国 内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因 此，专用设备就成为活塞切削加工的关键设备，其功能和精度将直接影响最终产品的关键 特性的质量指标。说明书附图2中Φ23. 812的产品是小型轻客发动机活塞销200，除个别公差低一 点，其它及工艺流程与Φ 18的产品相同。热处理前采用快速多工位冷墩机制坯，热处理采 用多功能箱式加热炉或连续推盘炉渗碳、淬火，热处理后所有工艺均与其它产品一样。附图 3中Φ61的产品是大型船舶或工程机械发动机活塞销300，其特点是耗材多，精度要求相对 低，热处理前只能采用车钻工艺，不能采用冷挤压制坯，由于壁厚只能有盐浴炉加热淬火， 班产量相对较低，但价值很高。附图4中Φ 45的产品是重载商用车发动机销400，工艺灵活 性强，上述两种制坯工艺及热处理工艺均可采用。附图5中Φ 75的产品是发电机组或特大 型航海船舶发动机销500，其工艺特点与图3中Φ61的产品相同。[0006]活塞销主要原材料是20Cr，20Cr是本质粗晶粒钢，在高温下(800度以上)加热一 定的时间，晶粒逐渐长大；但活塞销产品对强度要求高，不允许产生粗大晶粒，必须是细针 状回火马氏体。因此，该产品不能直接利用渗碳温度直接淬火，必须冷却至600°C左右重新 加热进行淬火，冷却的过程就是细化晶粒的过程，但这样一来能耗太大，产能也受到制约。目前国内外生产活塞销产品90%以上采用冷挤压工艺，挤压前毛坯的好坏直接影 响到挤压产品的质量，现在行业内制坯方法有带锯下料+车床平两端面，但它存在许多缺 点，主要是成本高、产能低、原材料浪费大
实用新型内容
本实用新型的目的是用来弥补现有技术的不足，而提供一种新型活塞销。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种新型活塞销，该活塞销主要包括外圆和内孔，所述外圆为圆柱形外圆，所述内 孔为圆锥形和圆形配合加工孔；所述内孔两端对称设置；所述内孔形状由外到里依次为圆锥孔、第一圆孔、第二圆孔，且其半径依次减小；所述第一圆孔和第二圆孔配合连接处设置有倒角；所述活塞销的两端面均设置有倒角。本实用新型一种新型活塞销，其活塞销壁厚< 5mm、渗碳时间不超过5小时，并且 可利用渗碳温度降至830°C左右直接淬火，其金相组织能满足产品要求，制造该活塞销工艺 的大大降低了生产成本，同时提高了产能，节约了原材料、提升了产能、降低了制造成本，同 时其质量也能得到相应的保证。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型剖视图图2为现有技术中小型轻客发动机活塞销剖视图图3为现有技术中大型船舶或工程机械发动机活塞销剖视图图4为现有技术中重载商用车发动机销剖视图图5为现有技术中发电机组或特大型航海船舶发动机销剖视图
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参考图1所示一种新型活塞销，该活塞销100主要包括外圆101和内孔102，外圆为圆柱形外圆 101，内孔102为圆锥形和圆形配合加工孔；内孔102两端对称设置；所述内孔102形状由外 到里依次为圆锥孔103、第一圆孔104、第二圆孔105，且其半径依次减小；第一圆孔104和 第二圆孔105配合连接处设置有倒角106 ；活塞销的两端面均设置有倒角。在加工制造本实用新型活塞销100的时候，采用了材料20Cr、20CrMnTi、20CrMo等低碳合金结构钢，减轻了活塞销100的重量，活塞销100用来连接活塞和连杆，并将活塞承 受的力传给连杆或相反。活塞销100在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活 塞销100在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销100 必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好 的表面质量。在一般情况下，活塞销100的刚度尤为重要，如果活塞销100发生弯曲变形， 可能使活塞销座损坏。在制造本活塞销100的时候主要由以下流程来完成整个制造过程原材料检查、 制坯、机加工、热处理、磨削加工、精加工、清洗、包装。其特点是耗材少，精度高，热处理前采 用快速多工位冷墩机制坯，采用多功能箱式加热炉或连续推盘炉渗碳、淬火，热处理后所有 工艺均与其它产品一样，并且采用了带锯下料+冲床整形的操作工艺。本实用新型一种新型活塞销，其活塞销壁厚< 5mm、渗碳时间不超过5小时，并且 可利用渗碳温度降至830°C左右直接淬火，金相组织能满足产品要求，制造该活塞销工艺的 大大降低了生产成本，同时提高了产能，节约了原材料、提升了产能、降低了制造成本，同时 其质量也能得到保证。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内 。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求一种新型活塞销，该活塞销主要包括外圆和内孔，其特征在于，所述外圆为圆柱形外圆，所述内孔为圆锥形和圆形配合加工孔；所述内孔两端对称设置；所述内孔形状由外到里依次为圆锥孔、第一圆孔、第二圆孔，且圆锥孔半径大于第一圆孔和第二圆孔半径。
2.根据权利要求1所述的一种新型活塞销，其特征在于，所述第一圆孔和第二圆孔配 合连接处设置有倒角。
3.根据权利要求1所述的一种新型活塞销，其特征在于，所述活塞销的两端面均设置 有倒角。
专利摘要本实用新型公开了一种新型活塞销，该活塞销主要包括外圆和内孔，所述外圆为圆柱形外圆，所述内孔为圆锥形和圆形配合加工孔；所述内孔两端对称设置；所述内孔形状由外到里依次为圆锥孔、第一圆孔、第二圆孔，且其半径依次减小；所述第一圆孔和第二圆孔配合连接处设置有倒角；所述活塞销的两端面均设置有倒角。本实用新型一种新型活塞销，其活塞销壁厚≤5mm、渗碳时间不超过5小时，并且可利用渗碳温度降至830℃左右直接淬火，金相组织能满足产品要求，制造该活塞销工艺的大大降低了生产成本，同时提高了产能，节约了原材料、提升了产能、降低了制造成本，同时其质量也能得到保证。
文档编号F16J1/16GK201661678SQ20102014092
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者李惠海 申请人:株洲湘火炬机械制造有限责任公司