一种分体复合式活塞及成型方法技术

本发明专利技术的分体复合式活塞及成型方法，活塞头部的分体面经过环形油腔，活塞头部的分体面设有环形补偿口，环形补偿口内设有环形补偿板，环形补偿板底面与两侧的分体面形成可焊接面，活塞头部和活塞裙部沿可焊接面焊接连接。方法包括S1：成型出活塞头部、活塞裙部和环形补偿板的毛坯；S2：加工出环形补偿口；S3：进行清洗；S4：将环形补偿板与环形补偿口焊接连接；S5：对分体面进行加工形成连续完整的可焊接面；S6：将活塞头部和活塞裙部的分体面贴合并进行定位安装；S7：沿分体面采用焊接实现复合连接；S8：进行焊后热处理；S9：进行精加工和表面处理。本发明专利技术具有结构稳定可靠、易于成型、工艺适应性强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种分体复合式活塞及成型方法
本专利技术主要涉及内燃机钢活塞的成型技术，尤其涉及一种分体复合式活塞及成型方法。
技术介绍
活塞安装在缸套内，内燃机运行时，活塞在上、下止点作往复运动，是动力转化和输出机构，承担着将热能转化为机械功的主要功能，承受高温、高压以及高速运动产生的惯性力；同时，随着内燃机强化程度不断提高，活塞头部的热负荷更高，选用性能更优的钢结构活塞成为提升活塞性能的方向，现有技术钢结构活塞材料主要是耐热性好而焊接性差的合金钢，如：38MnVS6或42CrMoA等。为强化对活塞头部的冷却，活塞头部的环槽部内侧、活塞顶部下方、燃烧室外侧设有环形油腔，环形油腔采用封闭结构，采用整体锻造加工而成，或通过摩擦焊接、高能束焊接、钎焊等方法焊接成型，焊接位置在环槽部、活塞顶部、燃烧室壁等，如文献号为CN201621416849.8的专利文献公开了一种钎焊钢活塞，文献号为CN201710243645.1的专利文献公开了一种钢活塞及其成型方法，这些技术方案较好的解决了钢结构活塞焊接成型存在的问题，为钢活塞成型提供了新的解决办法。现有技术中，1、钎焊成型的钢活塞，通过在活塞头和活塞裙之间主焊接面与副焊接面，主焊接面与副焊接面通过钎焊连接成全钢结构活塞，主焊接面与副焊接面在环形油腔二侧。主焊接面低于副焊接面，且与水平面平行，存在的主要问题是：因二个焊接面不在一个平面上，加工过程中存在的位置精度差使得焊接间隙并不一致，钎缝厚度存在差异，主副焊接面的焊缝接头存在强度差，焊缝在轴向爆发压力作用下增加了焊缝失效风险；主焊接面与副焊接面相互垂直，主焊接面位于燃烧室内，燃烧室型面被焊缝分割，焊缝暴露在燃烧室的高温高压气体中，增加了燃烧室工作过程中的失效风险；环形油腔内焊缝边缘有焊料熔出，处于环形油腔内侧焊缝边缘的焊料熔出在活塞的往复运动及润滑油的冲刷过程中存在脱落风险。2、分体焊接成型的钢活塞，将活塞分为上、下两部分并在销孔位置电子束焊接，存在的主要问题是：销孔位置断面宽、焊缝相对较深、焊接工艺难度大，特别是销孔焊缝在轴向和径向交变负荷作用下，因焊接产生的焊接缺陷容易引起焊缝失效，活塞的失效风险增大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构稳定可靠、易于成型、工艺适应性强的分体复合式活塞及成型方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种分体复合式活塞，包括分体式的活塞头部和活塞裙部，所述活塞头部上设有燃烧室、环形油腔、头部环槽和头部内腔，所述活塞裙部设有销孔和裙部内腔，所述活塞头部的分体面经过环形油腔，所述活塞头部的分体面开设有与环形油腔底部相通的环形补偿口，所述环形补偿口内装设有环形补偿板，所述环形补偿板的底面与活塞头部的环形补偿口两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面，所述活塞头部和活塞裙部沿可焊接面焊接连接。作为上述技术方案的进一步改进：所述活塞头部和活塞裙部于各自分体面的同一位置开设有环形工艺半槽，两个环形工艺半槽共同形成环形工艺腔。所述环形工艺腔形成的环形结构为圆环。所述环形工艺腔位于环形补偿板内侧。所述环形工艺腔位于环形补偿板外侧。所述活塞裙部与环形补偿板之间连接有螺栓。一种基于上述的分体复合式活塞的成型方法，包括以下步骤：S1：分别成型出活塞头部、活塞裙部和环形补偿板的毛坯；S2：加工环形补偿板和加工活塞头部，在活塞头部加工出环形油腔和环形补偿口；S3：分别对活塞头部和环形补偿板进行清洗；S4：将环形补偿板安装到环形补偿口内，采用扩散焊将环形补偿板与环形补偿口焊接连接；S5：对活塞裙部的分体面以及带环形补偿板的活塞头部的分体面进行加工，使环形补偿板与环形补偿口两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面；S6：对活塞头部和活塞裙部进行清洗，将活塞头部和活塞裙部的分体面贴合并对贴合后的活塞头部和活塞裙部进行定位安装；S7：沿活塞头部和活塞裙部贴合的分体面采用扩散焊实现复合连接；S8：对复合后的活塞进行焊后热处理；S9：采用机械加工对复合后的活塞进行精加工和表面处理。一种基于上述的分体复合式活塞的成型方法，包括以下步骤：S1：分别成型出活塞头部、活塞裙部和环形补偿板的毛坯；S2：加工环形补偿板和加工活塞头部，在活塞头部加工出环形油腔和环形补偿口；S3：分别对活塞头部和环形补偿板进行清洗；S4：将环形补偿板安装到环形补偿口内，采用激光焊将环形补偿板与环形补偿口焊接连接；S5：对活塞裙部的分体面以及带环形补偿板的活塞头部的分体面进行加工，使环形补偿板与环形补偿口两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面，可焊接面与活塞裙部的分体面之间形成间隙，该间隙位于环形工艺腔的外侧、且可焊接面高于环形工艺腔的水平中心线；S6：对活塞头部和活塞裙部进行清洗，将活塞头部和活塞裙部的分体面贴合，贴合时在环形工艺腔内放置钎料，对贴合后的活塞头部和活塞裙部进行定位安装；S7：采用钎焊使钎料熔化从环形工艺腔向外沿间隙流动实现活塞头部和活塞裙部复合连接；S8：对复合后的活塞进行焊后热处理；S9：采用机械加工对复合后的活塞进行精加工和表面处理。一种基于上述的分体复合式活塞的成型方法，包括以下步骤：S1：分别成型出活塞头部、活塞裙部和环形补偿板的毛坯；S2：加工环形补偿板和加工活塞头部，在活塞头部加工出环形油腔和环形补偿口；S3：分别对活塞头部和环形补偿板进行清洗；S4：将环形补偿板安装到环形补偿口内，采用激光焊将环形补偿板与环形补偿口焊接连接；S5：对活塞裙部的分体面以及带环形补偿板的活塞头部的分体面进行加工，使环形补偿板的底面与活塞头部的环形补偿口两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面；可焊接面与活塞裙部的分体面之间形成间隙，该间隙位于环形工艺腔的内侧、且可焊接面高于环形工艺腔的水平中心线；S6：对活塞头部和活塞裙部进行清洗，将活塞头部和活塞裙部的分体面贴合，贴合时在环形工艺腔内放置钎料，对贴合后的活塞头部和活塞裙部进行定位安装；S7：采用钎焊使钎料熔化从环形工艺腔向内沿间隙流动实现活塞头部和活塞裙部复合连接；S8：对复合后的活塞进行焊后热处理；S9：采用机械加工对复合后的活塞进行精加工和表面处理。一种基于上述的分体复合式活塞的成型方法，包括以下步骤：S1：分别成型出活塞头部、活塞裙部和环形补偿板的毛坯；S2：加工环形补偿板和加工活塞头部，在活塞头部加工出环形油腔和环形补偿口；S3：分别对活塞头部和环形补偿板进行清洗；S4：将环形补偿板安装到环形补偿口内，采用激光焊将环形补偿板与环形补偿口焊接连接；S5：对活塞裙部的分体面以及带环形补偿板的活塞头部的分体面进行加工，使环形补偿板的底面与活塞头部的环形补偿口两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面，可焊接面与活塞裙部的分体面之间形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体复合式活塞，包括分体式的活塞头部(1)和活塞裙部(2)，所述活塞头部(1)上设有燃烧室(11)、环形油腔(12)、头部环槽(13)和头部内腔(14)，所述活塞裙部(2)设有销孔(21)和裙部内腔(22)，其特征在于：所述活塞头部(1)的分体面经过环形油腔(12)，所述活塞头部(1)的分体面开设有与环形油腔(12)底部相通的环形补偿口(15)，所述环形补偿口(15)内装设有环形补偿板(3)，所述环形补偿板(3)的底面与活塞头部(1)的环形补偿口(15)两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面，所述活塞头部(1)和活塞裙部(2)沿可焊接面焊接连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种分体复合式活塞，包括分体式的活塞头部(1)和活塞裙部(2)，所述活塞头部(1)上设有燃烧室(11)、环形油腔(12)、头部环槽(13)和头部内腔(14)，所述活塞裙部(2)设有销孔(21)和裙部内腔(22)，其特征在于：所述活塞头部(1)的分体面经过环形油腔(12)，所述活塞头部(1)的分体面开设有与环形油腔(12)底部相通的环形补偿口(15)，所述环形补偿口(15)内装设有环形补偿板(3)，所述环形补偿板(3)的底面与活塞头部(1)的环形补偿口(15)两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面，所述活塞头部(1)和活塞裙部(2)沿可焊接面焊接连接。


2.根据权利要求1所述的分体复合式活塞，其特征在于：所述活塞头部(1)和活塞裙部(2)于各自分体面的同一位置开设有环形工艺半槽(4)，两个环形工艺半槽(4)共同形成环形工艺腔(5)。


3.根据权利要求2所述的分体复合式活塞，其特征在于：所述环形工艺腔(5)形成的环形结构为圆环。


4.根据权利要求3所述的分体复合式活塞，其特征在于：所述环形工艺腔(5)位于环形补偿板(3)内侧。


5.根据权利要求3所述的分体复合式活塞，其特征在于：所述环形工艺腔(5)位于环形补偿板(3)外侧。


6.根据权利要求4或5所述的分体复合式活塞，其特征在于：所述活塞裙部(2)与环形补偿板(3)之间连接有螺栓(6)。


7.一种基于权利要求1所述的分体复合式活塞的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：分别成型出活塞头部(1)、活塞裙部(2)和环形补偿板(3)的毛坯；
S2：加工环形补偿板(3)和加工活塞头部(1)，在活塞头部(1)加工出环形油腔(12)和环形补偿口(15)；
S3：分别对活塞头部(1)和环形补偿板(3)进行清洗；
S4：将环形补偿板(3)安装到环形补偿口(15)内，采用扩散焊将环形补偿板(3)与环形补偿口(15)焊接连接；
S5：对活塞裙部(2)的分体面以及带环形补偿板(3)的活塞头部(1)的分体面进行加工，使环形补偿板(3)与环形补偿口(15)两侧的分体面共同形成连续完整的可焊接面；
S6：对活塞头部(1)和活塞裙部(2)进行清洗，将活塞头部(1)和活塞裙部(2)的分体面贴合并对贴合后的活塞头部(1)和活塞裙部(2)进行定位安装；
S7：沿活塞头部(1)和活塞裙部(2)贴合的分体面采用扩散焊实现复合连接；
S8：对复合后的活塞进行焊后热处理；
S9：采用机械加工对复合后的活塞进行精加工和表面处理。


8.一种基于权利要求4所述的分体复合式活塞的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：分别成型出活塞头部(1)、活塞裙部(2)和环形补偿板(3)的毛坯；
S2：加工环形补偿板(3)和加工活塞头部(1)，在活塞头部(1)加工出环形油腔(12)和环形补偿口(15)；
S3：分别对活塞头部(1)和环形补偿板(3)进行清洗；
S4：将环形补偿板(3)安装到环形补偿口(15)内，采用激光焊将环形补偿板(3)与环形补偿口(15)焊接连接；
S5：对活塞裙部(2)的分体面以及带环形补偿板(3)的活塞头部(1)的分体面进行加工，使环形补偿板(3)与环形补偿口(15)两侧的分体面共同形成连续完整的...

【专利技术属性】
技术研发人员：强道前，强莉莉，
申请(专利权)人：强莉莉，
类型：发明
国别省市：湖南;43