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CN104039475A - 制造活塞坯件的锻造装置以及用其制造活塞坯件的方法 - Google Patents

制造活塞坯件的锻造装置以及用其制造活塞坯件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制造活塞坯件(28)的锻造装置(1)，该锻造装置具有锻模(7、10、11)，该锻模具有大体上呈圆柱形的并且和活塞坯件(28)的径向外表面相对应的凹槽；该锻造装置还具有限定该凹槽的锻压底部(8)和中间凸模(14)，该中间凸模由冲头(21)和安装在其上的、具有和活塞坯件内表面形状相对应的锥形突出部(24)构成。为了形成壳壁(27、27’)的径向外部表面以及为了在活塞顶(29)中形成位于壳壁(27、27’)的径向外部的、环绕的冷却槽(20)，使锻造装置(1)具有两个侧垫(10、11)，这两个侧垫能够倾斜于锻造装置(1)的纵轴(3)移动地安置在该锻造装置(1)中。

Description

制造活塞坯件的锻造装置以及用其制造活塞坯件的方法
技术领域
本发明涉及一种制造活塞坯件的锻造装置，该活塞坯件具有活塞顶和装配在活塞顶上的多个柄杆部件，这些柄杆部件通过壳壁相互连接在一起，该锻造装置具有锻模，该锻模具有大体上呈圆柱形的并且和活塞坯件的径向外表面相对应的贯穿凹槽；该锻造装置还具有限定该凹槽一侧的锻压底部和中间凸模，该中间凸模由冲头和安装在其上的、具有和活塞坯件内表面形状相对应的锥形突出部构成，并且该中间凸模能够以突出部通过凹槽的另一侧插入到锻模中。
本发明还涉及活塞坯件的锻造方法，该活塞坯件具有活塞顶和装配在活塞顶上的多个柄杆部件，这些柄杆部件通过壳壁相互连接在一起，该锻造方法具有下面的工艺步骤：
-将经加热的、需要锻造成活塞坯件的顶锻坯件这样装入锻造装置的、大体上呈圆柱形的凹槽中，即该顶锻坯件置于设置在凹槽一侧上的锻压底部上，
-将由冲头和安装在其上的、具有和活塞坯件内表面形状相对应的锥形突出部构成的中间凸模以该突出部插入凹槽的另一侧中，其中该突出部作用在顶锻坯件上并由此形成壳壁和借此相连的柄杆部件，
-从锻造装置的凹槽中拉出中间凸模，
-取出活塞坯件。
背景技术
由日本专利文献JP2000005840A已知一种用于制造活塞坯件的锻造装置和应用上述类型锻造装置锻造活塞坯件的方法。其不利之处在于，锻模由两半部分构成，这两部分在锻造过程结束之后朝径向方向向两边拉开，从而能够取出活塞坯件。应用已知的锻模不能够将在壳壁外部径向环绕的冷却槽成型在顶锻坯件的上侧，因为该冷却槽会妨碍锻模在径向方向上向两边拉开。
发明内容
本发明的目的在于，这样构造锻造装置，即能够将环绕的冷却槽在壳壁的径向外部成型到顶锻坯件的上侧中。本发明的目的还在于，提供一种应用该锻造装置锻造活塞坯件的方法，在该方法中能够将环绕的冷却槽在壳壁的径向外部成型到顶锻坯件的上侧中。
首先这样实现该目的，即为了形成壳壁的径向外部表面以及为了在活塞顶中形成位于壳壁的径向外部的、环绕的冷却槽，使锻模具有两个侧垫，这两个侧垫能够朝向倾斜箭头所示的方向、倾斜于锻造装置的纵轴可移动地安置在该锻造装置中，其中倾斜箭头和锻造装置的纵轴夹有锐角。
其次，在应用锻造装置锻造活塞坯件的过程中通过下面的工艺步骤实现了该目的：
-这样将环绕的冷却槽成型到顶锻坯件中，即应用两个侧垫，这两个侧垫的内表面具有壳壁径向外表面的形状，并且这两个侧垫能够朝向倾斜箭头所示的方向、倾斜于锻造装置的纵轴可移动地安置在锻造装置中，其中倾斜箭头和锻造装置的纵轴的夹角α≤25°并且朝锻压底部的方向相互聚拢延伸，从而将侧垫压到顶锻坯件上，
-朝倾斜箭头相反的方向从锻造装置中拉出侧垫。
本发明的有利设计是从属权利要求的主体。
附图说明
下面根据附图说明本发明的实施例。其中
图1示出了处于原始位置的锻造装置的多个部件，该锻造装置具有插入其中的、由铝制成的顶锻坯件，由该顶锻坯件经过锻造过程制成活塞坯件，
图2至5示出了在锻造装置中进行的、制造活塞的工艺步骤，以及
图6示出了在锻造装置中制成的活塞的截面图。
附图标记说明
1a、2a、3a、4a、5a 打开锻造装置1过程中的步骤
1 锻造装置
2 模具罩
3 纵轴
4 模具垫板
5 底模
6 圆孔
7 模具衬套
8 锻压底部
9 顶锻坯件
10、11 侧垫
12、13 压紧装置
14 中间凸模
15、16 倾斜箭头
17 箭头
18 上冲模
19 箭头
20 冷却槽
21 中间凸模14的冲头
22 侧垫10、11之间的缝隙
23 柄杆部件
24 冲头21的突出部
25、26 侧垫10、11的内壁
27、27’ 壳壁
28 活塞坯件
29 活塞顶
30 活塞顶29的径向外部侧面
具体实施方式
图1示出了用于压力锻造的锻造装置1，该锻造装置具有模具罩2，该模具罩能够在纵轴3的方向上移动地和模具垫板4相连接。模具罩2在中间具有圆孔6，模具衬套7设置在该圆孔中，模具衬套的作用在于引导锻压底部8和中间凸模14。此外，通过模具衬套7的内直径确定活塞坯件28(图6)的外直径。模具罩2、模具垫板4和模具衬套7由此形成底模5。
处于模具衬套7内部的锻压底部8置于模具垫板4上。在锻压底部8上安置有顶锻坯件9，活塞坯件28(图6)由该顶锻坯件制成。顶锻坯件9由AlSi12CuMgNi构成或由AlSi12Cu3Ni2Mg构成并且具有480℃的温度。
在中间凸模14的旁边，锻造装置1的其他部件，即侧垫10和11以及压紧装置12和13固定在图1中未示出的液压装置上。压紧装置12、13和中间凸模14朝向平行于锻造装置1的纵轴3的箭头15的方向可移动地安置在液压装置上，而侧垫10和11则朝向倾斜箭头16和17的方向可移动地进行安置，其中倾斜箭头16和17和纵轴3夹有角α＝20°并且倾斜箭头朝向底模5的方向相互聚拢延伸。侧垫10、11和中间凸模14由此形成上冲模18，该上冲模在本实施例中由三部分构成。侧垫10、11、压紧装置12、13和中间凸模14关于锻造装置1的纵轴3对称地设置。
在锻造活塞坯件28的工艺中，首先使侧垫10和11朝向倾斜箭头16和17(图1)的方向向下移动，直至侧垫置于模具罩2上，如图2所示。
接下来使压紧装置12和13朝箭头15的方向向下朝向侧垫10和11移动(图2)，直至压紧装置置于侧垫10和11上，如图3所示。然后使模具罩2连同侧垫10和11以及压紧装置12和13一起朝平行于锻造装置1的纵轴3的箭头19(图2)的方向朝模具垫板4移动，直至模具罩2置于模具垫板4上，如图3所示。由此由侧垫10和11在顶锻坯件9中成型出环绕的冷却槽20，这在图6中能够很好的辨认出。
接下来的工艺步骤中(图3)使中间凸模14朝箭头15的方向向锻造装置1移动，其中使冲头21驶入侧垫10和11之间的缝隙22中，并且如图4所示作用在顶锻坯件9上，由此使得在中间凸模14的冲头21和侧垫10、11之间形成柄杆部件23和壳壁27、27’(图6)。
在此，冲头21具有锥形向下逐渐变细的突出部24，该突出部和与侧垫10、11的、同样锥形向下逐渐变细的内壁25、26一起使得活塞坯件28的壳壁27、27’处于倾斜并且朝向活塞坯件28的活塞顶29锥形逐渐变细地延伸，如图6中所示。
活塞坯件28的外表面由锻模形成，该锻模由侧垫10、11和模具衬套7构成。活塞顶29的、径向外部的圆柱形侧面30在此由模具衬套7形成，而侧垫10、11则用于成型壳壁27、27’的径向外表面和环绕的冷却槽20。
图5示出了锻造过程结束之后锻造装置1打开情况过程中的步骤：
1a：中间凸模14向上移动。
2a：压紧装置12和13向上移动。
3a：模具罩2向上移动，模具垫板4保持不动。
4a：相对于活塞坯件28倾斜向上拉出侧垫10、11。
5a：取出活塞坯件28。
图6示出了根据上述锻造过程所制成的铝制活塞坯件28。除了锻造成的环绕冷却槽20以外，活塞坯件28还具有朝向活塞顶29的方向相互聚拢倾斜延伸的壳壁27、27’，这些壳壁将柄杆部件23相互连接在一起，并且这些壳壁具有这样的优点，即由活塞坯件28通过切削制造工艺制成的活塞比具有平行壳壁的活塞能够承受的负载高得多。

Claims (6)

1.一种制造活塞坯件(28)的锻造装置(1)，所述活塞坯件具有活塞顶(29)和装配在活塞顶(29)上的多个柄杆部件(23)，所述柄杆部件通过壳壁(27、27’)相互连接在一起，所述锻造装置具有
-锻模(7、10、11)，所述锻模具有大体上呈圆柱形的并且和活塞坯件(28)的径向外表面相对应的贯穿凹槽，
-限定所述凹槽一侧的锻压底部(8)，以及
-中间凸模(14)，所述中间凸模由冲头(21)和安装在其上的、具有和活塞坯件内表面形状相对应的锥形突出部(24)构成，并且所述中间凸模能够以突出部(24)通过凹槽的另一侧插入到锻模(7、10、11)中，
其特征在于，为了形成壳壁(27、27’)的径向外部表面以及为了在活塞顶(29)中形成位于壳壁(27、27’)的径向外部的、环绕的冷却槽(20)，使锻模(7、10、11)具有两个侧垫(10、11)，这两个侧垫能够朝倾斜箭头(16、17)所示方向倾斜于锻造装置(1)的纵轴(3)可移动地安置在所述锻造装置(1)中，其中倾斜箭头(16、17)和锻造装置(1)的纵轴(3)的夹角α≤25°并且朝锻压底部(8)的方向相互聚拢延伸。
2.根据权利要求1所述的锻造装置(2)，其特征在于，所述锻模(7、10、11)具有设置在凹槽一侧上的管状模具衬套(7)用于形成活塞顶(29)的径向外部侧面(30)。
3.一种应用根据权利要求1所述锻造装置(1)锻造活塞坯件(28)的方法，所述活塞坯件具有活塞顶(29)和装配在活塞顶(29)上的多个柄杆部件(23)，所述柄杆部件通过壳壁(27、27’)相互连接在一起，所述方法具有下面的工艺步骤：
-将经加热的、需要锻造成活塞坯件(28)的顶锻坯件(9)这样装入锻造装置(1)的、大体上呈圆柱形的凹槽中，即所述顶锻坯件置于设置在凹槽一侧上的锻压底部(8)上，
-这样将环绕的冷却槽(20)成型到顶锻坯件(9)中，即应用两个侧垫(10、11)，这两个侧垫的内表面具有壳壁(27、27’)径向外表面的形状，并且这两个侧垫能够朝向倾斜箭头(16、17)所示方向、倾斜于锻造装置(1)的纵轴(3)可移动地安置在锻造装置(1)中，其中倾斜箭头(16、17)和锻造装置(1)的纵轴(3)的夹角α≤25°并且朝锻压底部(8)的方向相互聚拢延伸，从而将侧垫(10、11)压到顶锻坯件(9)上，
-将由冲头(21)和安装在其上的、具有和活塞坯件内表面形状相对应的锥形突出部(24)构成的中间凸模(14)以所述突出部(24)插入凹槽的另一侧中，其中所述突出部(24)作用在顶锻坯件(9)上并由此形成壳壁(27、27’)和借此相连的柄杆部件(23)，
-从锻造装置(1)的凹槽中拉出中间凸模(14)，
-朝倾斜箭头(16、17)相反的方向从锻造装置(1)中拉出侧垫(10、11)，
-取出活塞坯件(28)。
4.根据权利要求3所述的、锻造活塞坯件(28)的方法，其特征在于，顶锻坯件(9)由铝合金构成并且加热到480℃的温度。
5.根据权利要求4所述的、锻造活塞坯件(28)的方法，其特征在于，选择合金AlSi12CuMgNi用于顶锻坯件(9)。
6.根据权利要求4所述的、锻造活塞坯件(28)的方法，其特征在于，选择合金AlSi12Cu3Ni2Mg用于顶锻坯件(9)。
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