專利名稱：一種擠壓鑄造雙金屬活塞的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工裝用模具，特別提供了一種用于擠壓鑄造雙金屬活塞的模具。
用于氣動機構(gòu)的活塞在氣動機構(gòu)的氣缸中往復運動，起傳遞動力的作用，是機構(gòu)中的關(guān)鍵部件，活塞分為兩部分1.活塞盤2.活塞軸。最初活塞的兩部分都是用45#鋼制造，然后焊接在一起，其缺點是1.重量大，傳動性能差；2.與鋼質(zhì)缸體的磨損嚴重，使缸體損壞。后改為鋁質(zhì)活塞盤與鋼質(zhì)活塞軸，活塞盤用鋁棒或鋁板加工而成，中間車螺紋，與鋼質(zhì)活塞軸靠螺紋聯(lián)接為一個整體。這種設(shè)計比原設(shè)計重量減輕50％，但缺點是活塞在往復運動中，螺紋松動和磨損，使聯(lián)接強度和可靠性大大下降。中國專利98232152.X提出了一種氣動機構(gòu)用雙金屬活塞的設(shè)計思想，活塞由緊密結(jié)合在一起的活塞盤和活塞軸構(gòu)成，活塞盤為鋁質(zhì)件，活塞軸為鋼質(zhì)件?；钊S上嵌于活塞盤內(nèi)的部位置有環(huán)狀臺階，這種活塞重量輕，可靠性高，是由擠壓鑄造的方法一次性成形的。
本實用新型的目的是提供一種擠壓鑄造雙金屬活塞的模具，其可以一次性成型雙金屬活塞，所生產(chǎn)的活塞密度高，雙金屬接觸面焊合性能好，且生產(chǎn)成本低，效率高。
本實用新型提供了一種擠壓鑄造雙金屬活塞的模具，由擠壓頭、成形模腔、脫模機構(gòu)三大部分構(gòu)成，其特征在于所述擠壓頭由上過渡板(1)、過渡法蘭(2)、塞塊(3)、壓頭(4)自上而下順序連接而成，壓頭(4)下部取活塞頂部形狀；所述成形模腔由凹模(5)、底板(7)、底座(8)、封閉墊塊(16)、上法蘭(15)、凹模套(14)、下法蘭(13)組成，底板(7)、凹模(5)、凹模套(14)由內(nèi)向外依次疊套緊密配合由上下法蘭(15)(13)緊固，再通過下法蘭(13)固定于底座(8)之上，封閉墊塊(6)搭嵌于底板(7)之上，由凹模(5)、底板(7)、封閉墊塊(6)構(gòu)成的成形模腔內(nèi)面形狀與活塞側(cè)壁及底部形狀相同，凹模(5)外壁設(shè)有凹槽與凹模套(14)之間形成冷卻水通道(6)，封閉墊塊(16)中間有孔，以利活塞軸穿過；所述脫模機構(gòu)由頂出筒(9)、下頂出頭(10)、彈簧(11)、墊塊(12)組成，下頂出頭(10)上設(shè)置彈簧(11)，彈簧上置墊塊(12)、下頂出頭(10)、彈簧(11)、墊塊(12)外再罩以支持及導向用的頂出筒(9)。
本實用新型具有下述特點1.待復合的芯棒在模具中能夠通過調(diào)節(jié)由下壓頭和彈簧構(gòu)成的頂出脫模機構(gòu)而上下浮動，底部的彈簧有足夠的壓縮空間，在上壓頭完全閉合和頂出時，都處于有效的壓縮范圍內(nèi)，不會對芯棒形成剛性支撐，這樣既保證了上壓頭下行施壓時的安全性，又使芯棒緊緊頂在上壓頭上而一起下行，保證了芯棒在復合件中的精確定位，使復合件的上部不用加工。
2.調(diào)節(jié)芯棒的高度，使液態(tài)金屬澆入型腔時不與結(jié)合面接觸，只是對芯棒加熱，芯棒隨壓頭下移時，不斷推開已降溫的液態(tài)金屬，使內(nèi)部溫度較高的液態(tài)金屬到達芯棒表面，對表面沖刷、侵蝕，同時繼續(xù)對芯棒加熱，繼續(xù)下移，復合面才與液態(tài)金屬相接觸，當模具閉模時，液態(tài)金屬充型，此時，施加高壓，進一步提高液態(tài)金屬對芯棒的浸潤，增加兩種材質(zhì)之間的相互擴散，從而得到理想的冶金焊合界面，接合強度大大提高。
以下結(jié)合附圖通過實施例詳述本實用新型。
附


圖1為擠壓鑄造雙金屬活塞結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為擠壓鑄造雙金屬活塞工作狀態(tài)之一示意圖。
附圖3為擠壓鑄造雙金屬活塞工作狀態(tài)之二示意圖。
附圖4為擠壓鑄造雙金屬活塞工作狀態(tài)之三示意圖。
實施例模具的主要結(jié)構(gòu)如圖所示(
圖1)，該模具上過渡板1、過渡法蘭2、塞塊3和壓頭4構(gòu)成擠壓頭，擠壓頭通過上過渡板1與壓機活動上橫梁聯(lián)結(jié)，上橫梁由壓機活塞帶動上下運動。凹模由凹模套14和上法蘭組合成可通水冷卻的成形模腔，冷卻水通過螺旋槽冷卻水通道5，以使在擠壓鑄造液態(tài)金屬時，保持模具溫度在所需要控制的范圍內(nèi)。底板7和封閉墊塊16使凹模封閉，用于容納液態(tài)金屬，頂出筒與下頂出頭與壓機下頂出缸連接，構(gòu)成產(chǎn)品的脫模裝置，彈簧11和墊塊12構(gòu)成金屬桿的容納導向及支承裝置。
生產(chǎn)過程分別由圖2、圖3、圖4顯示。在圖2中，擠壓頭隨壓機上橫梁上升，模具開啟，經(jīng)清理模具噴涂料后，放置一金屬桿17，澆入熔化的金屬液18，然后擠壓頭迅速下降對液態(tài)金屬施加壓力，形成圖3所示狀態(tài)。圖3顯示了擠壓終止的情況，在擠壓過程中擠壓頭首先推動金屬桿向下運動到設(shè)計所需位置，接著對液態(tài)金屬施壓，在壓力作用下，液態(tài)金屬流通，充滿擠壓頭和凹模形成的空腔，金屬液迅速凝固，由于上擠壓頭保持壓力，凝固的金屬液產(chǎn)生變形，從而使體積減小，而產(chǎn)生補縮，從而消除液態(tài)金屬凝固過程可能產(chǎn)生的縮孔、疏松，而使工件致密。液態(tài)金屬中的氣體大部分沿模具縫隙排出，使工件內(nèi)氣孔顯著減少。
彈簧11在受到壓力時，產(chǎn)生一個反作用力于金屬桿上，使它能與液態(tài)金屬配合運動和調(diào)節(jié)凝固形變位移，從而使金屬桿與金屬液凝固后形成十分牢固的結(jié)合。
圖4是液態(tài)金屬完全凝固后，取出工件的示意圖。液態(tài)金屬凝固后與金屬桿形成一個完整的工件，這種工件由兩種不同金屬構(gòu)成，其熔點、物理性能、機械性能差別很大。用其它工藝很難得到高致密、高性能的制件。制件由下頂出缸向上推動下頂出頭和頂出筒，將工件推出凹模。取出工件后，下頂出缸復位，可進行下一輪擠壓鑄造過程。
權(quán)利要求1.一種擠壓鑄造雙金屬活塞的模具，由擠壓頭、成形模腔、脫模機構(gòu)三大部分構(gòu)成，其特征在于所述擠壓頭由上過渡板(1)、過渡法蘭(2)、塞塊(3)、壓頭(4)自上而下順序連接而成，壓頭(4)下部取活塞頂部形狀；所述成形模腔由凹模(5)、底板(7)、底座(8)、封閉墊塊(16)、上法蘭(15)、凹模套(14)、下法蘭(13)組成，底板(7)、凹模(5)、凹模套(14)由內(nèi)向外依次疊套緊密配合由上下法蘭(15)(13)緊固，再通過下法蘭(13)固定于底座(8)之上、封閉墊塊(6)搭嵌于底板(7)之上，由凹模(5)、底板(7)、封閉墊塊(6)構(gòu)成的成形模腔內(nèi)面形狀與活塞側(cè)壁及底部形狀相同，凹模(5)外壁設(shè)有凹槽與凹模套(14)之間形成冷卻水通道(6)，封閉墊塊(16)中間有孔，以利活塞軸穿過所述脫模機構(gòu)由頂出筒(9)、下頂出頭(10)、彈簧(11)、墊塊(12)組成，下頂出頭(10)上設(shè)置彈簧(11)，彈簧上置墊塊(12)、下頂出頭(10)、彈簧(11)、墊塊(12)外再罩以支持及導向用的頂出筒(9)。
專利摘要一種擠壓鑄造雙金屬活塞的模具,由擠壓頭、成形模腔、脫模機構(gòu)三大部分構(gòu)成,其特征在于:所述擠壓頭由上過渡板、過渡法蘭、塞塊、壓頭自上而下順序連接而成,所述成形模腔由凹模、底板、底座、封閉墊塊、上法蘭、凹模套、下法蘭組成,所述脫模機構(gòu)由頂出筒、下頂出頭、彈簧、墊塊組成。本實用新型可以一次性成型雙金屬活塞,所生產(chǎn)的活塞密度高,雙金屬接觸面焊合性能好,且生產(chǎn)成本低,效率高。
文檔編號B22D18/02GK2368631SQ9922371
公開日2000年3月15日 申請日期1999年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月6日
發(fā)明者閻德勝, 蘇國躍, 楊奇雄, 胡宛平 申請人:中國科學院金屬研究所