一種鍛鋼整體活塞的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種活塞，尤其是一種鍛鋼整體活塞。
【背景技術】
[0002]柴油機活塞受到交變載荷、磨損和高溫腐蝕介質的作用，從可靠性角度講，屬于本質不可靠零件。當前，重卡、機車、工程機械、船舶主機以及船用和陸用電站用柴油機均朝高速、高負荷和高強化方向發展，對作為柴油機“心臟”的活塞要求也越來越嚴格。鋁質活塞雖具有重量輕的優點，但已漸漸不能滿足當前柴油機的高速、高負荷和高強化的要求，各種鋼、鐵活塞不斷涌現。鉸接擺體式活塞是組合式活塞，由承受軸向力的活塞頭和承受側向力并導向的活塞裙兩部分組成，因為活塞頭和活塞裙是分開制造，增加了加工成本，同時因為活塞頭和活塞裙通過活塞銷聯接，增加了活塞銷的長度，使活塞總重增加。
[0003]中國專利ZL02807106.9公開了一種《一體式活塞》，該活塞為鍛鋼整體活塞，活塞毛坯為一體式鍛造，冷卻油腔由一個環蓋與頭部加工出的環形槽組成封閉結構。該專利提供的活塞毛坯的鍛造工藝復雜、變形量大，冷卻油腔結構復雜，對刀具的要求苛刻，環槽部位剛性低，變形量大，增加機油耗和排放，影響發動機的性能。
[0004]中國專利ZL200520087667.6公開了一種《焊接式鍛鋼整體活塞》，該活塞的活塞頭和活塞裙通過鍛造而成，經機加工后，通過摩擦焊聯接在一起。但摩擦焊聯接對活塞總長的精確控制困難，且在冷卻油腔內形成高度達數毫米的飛邊，無法加工，影響冷卻油腔的振蕩冷卻效果，進而影響活塞的可靠性。
[0005]中國專利申請201010134820.1公開了一種《新型激光焊接鍛鋼結構活塞》，該活塞包括鍛造而成的活塞環體和活塞本體，兩部分通過激光焊接成型，活塞環體與活塞本體間是封閉的冷卻油腔，但是該活塞的焊縫位于燃燒室，切斷了活塞頂的鍛造纖維，焊縫位于燃燒室，與高溫帶腐蝕的燃氣直接接觸，同時，此處溫度場為瞬態溫度場，在多種因素影響下易失效。此外，在冷卻油腔與環槽之間的配合區，焊接和內應力引起變形，易造成配合區的密封失效，從而影響振蕩冷卻效果。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種工藝難度低、結構可靠性高的鍛鋼整體活塞，以滿足高性能柴油機的服役要求。
[0007]為了實現本目的，本實用新型的技術方案是:一種鍛鋼整體活塞，它包括焊接在一起的鍛鋼活塞頂和鍛鋼活塞裙；在活塞頂和活塞裙間的活塞本體上設有冷卻油腔，冷卻油腔通過進出油孔和活塞裙的內腔連通；活塞頂下部外周和活塞裙上部外周設有活塞環槽，活塞頂的第一內支撐面、第一外支撐面，與活塞裙的第二內支撐面、第二外支撐面形狀大小相互匹配，構成位于同一個平面的焊接面。
[0008]活塞頂的第一內支撐面與第一外支撐面的平面度小于0.02mm，活塞裙的第二內支撐面與第二外支撐面的平面度小于0.02mm。
[0009]所述活塞頂與活塞裙通過電子束焊聯接成型。
[0010]所述活塞裙上設有環形空腔。
[0011]所述環形空腔與活塞裙內腔在活塞長軸方向上相通。
[0012]采用了上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果:
[0013](I)本實用新型的活塞頂底部和活塞裙頂部的內外支撐面位于一個平面，焊接面為一個平面，沒有臺階，在加工過程中不需控制臺階高，同時，活塞頂和活塞裙冷卻部位均為半開放式結構，便于壓力成型，降低了活塞制造工藝難度，提高了制造可靠性。
[0014](2)本實用新型采用高能密度深熔焊的電子束焊，內、外支撐面同時對接，一次焊接，兩處同時成型，焊后活塞總長能控制±0.1mm之內，成型精度高。
[0015](3)本實用新型采用電子束焊，活塞冷卻腔內無法清除的焊接飛邊高度較小，提高了震蕩冷卻可靠性。
[0016](4)本實用新型環槽部位的結構從軸向剖面看，由一端無支撐的懸臂式結構變為兩端固定支撐結構，活塞環槽部位剛度大、變形小，降低了機油耗和排放，既經濟又環保。
[0017](5)本實用新型的活塞裙部的環形空腔與活塞內腔相通，減輕了活塞的重量，降低了回油阻尼。
【附圖說明】
[0018]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0019]圖1是本實用新型主視圖；
[0020]圖2是本實用新型左視剖面圖；
[0021]圖3是活塞頂主視剖視圖；
[0022]圖4是活塞裙主視剖視圖。
[0023]圖中:1、活塞頂；2、活塞裙；3、冷卻油腔；4、進出油孔；5、活塞環槽；6、環形空腔；M、活塞頂I的第一內支撐面；N、活塞頂I的第一外支撐面;m、活塞裙3的第二內支撐面；η、活塞裙3的第二外支撐面；
【具體實施方式】
[0024](實施例1)
[0025]如圖1至圖4所示，本實施例的一種鍛鋼整體活塞，包括焊接在一起的鍛鋼活塞頂I和鍛鋼活塞裙2。活塞頂I具有第一內支撐面M和第一外支撐面N，活塞裙2具有第二內支撐面m和第二外支撐面η。第一內支撐面M與第一外支撐面N位于同一平面，平面度小于0.02mm。第二內支撐面m與第二外支撐面η位于同一平面，平面度小于0.02mm。活塞頂I與活塞裙2按圖定位后，采用電子束焊，將第一內支撐面M和第二內支撐面N及第一外支撐面m和第二外支撐面η同時對接，一次穿透焊接成型。活塞頂I與活塞裙2焊接后形成封閉的冷卻油腔3，冷卻油腔3通過進出油孔4和活塞裙2的內腔連通。活塞頂I下部外周和活塞裙2上部外周設有活塞環槽5。活塞環槽5下方有環形空腔6，環形空腔6和活塞裙內腔相通。
[0026]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鍛鋼整體活塞，它包括焊接在一起的鍛鋼活塞頂⑴和鍛鋼活塞裙⑵；在活塞頂(I)和活塞裙(2)間的活塞本體上設有冷卻油腔(3)，冷卻油腔(3)通過進出油孔(4)和活塞裙(2)的內腔連通；活塞頂(I)下部外周和活塞裙(2)上部外周設有活塞環槽(5)，其特征是，活塞頂(I)的第一內支撐面(M)、第一外支撐面(N)，與活塞裙(2)的第二內支撐面(m)、第二外支撐面(η)形狀大小相互匹配，構成位于同一個平面的焊接面。2.根據權利要求1所述的鍛鋼整體活塞，其特征在于，活塞頂(I)的第一內支撐面(M)與第一外支撐面(N)的平面度小于0.02mm，活塞裙的第二內支撐面(m)與第二外支撐面(η)的平面度小于0.02_。3.根據權利要求1所述的鍛鋼整體活塞，其特征在于，所述活塞頂(I)與活塞裙(2)通過電子束焊聯接成型。4.根據權利要求1所述的鍛鋼整體活塞，其特征在于，所述活塞裙(2)上設有環形空腔(6)。5.根據權利要求4所述的鍛鋼整體活塞，其特征在于，所述環形空腔(6)與活塞裙(2)的內腔在活塞長軸方向上相通。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鍛鋼整體活塞，它包括焊接在一起的鍛鋼活塞頂和鍛鋼活塞裙；在活塞頂和活塞裙間的活塞本體上設有冷卻油腔，冷卻油腔通過進出油孔與活塞裙的內腔相通；活塞頂下部外周和活塞裙上部外周設有活塞環槽；活塞裙的活塞環槽下方設有環形空腔，環形空腔與活塞內腔相通。本實用新型采用電子束焊，將對接的活塞頂和活塞裙一次穿透焊接成型，簡化了冷卻油腔形成工藝，降低了活塞制造工藝難度，提高了制造可靠性；活塞裙的環形空腔與活塞裙內腔相通，減輕了活塞的重量，降低了機油耗和排放，既經濟又環保。
【IPC分類】B23K15/00, F02F3/28, F02F3/22, F02F3/00
【公開號】CN204677307
【申請號】CN201520337460
【發明人】李靈敏, 譚勇敢, 朱飛, 王志偉, 宋曉光
【申請人】常州南車柴油機零部件有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月22日