活塞铸造方法和活塞铸造装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201380079867.4 | 申请日 | 2013-09-27 | 公开(公告)号 | CN105579162B | 公开(公告)日 | 2017-06-16 |
| 申请人 | 本田金属技术株式会社; | 发明人 | 米田光宏; 浦田靖夫; 平尾智行; 水口正史; | ||||
| 摘要 | 准备用于形成 活塞 (P)的外周面的一对主模(13)、和用于形成活塞(P)的一对镂挖凹部(5)的一对侧型芯(16)，组装所述主模(13)和侧型芯(16)以形成与所述活塞(P)对应的型腔(11)，在所述型腔(11)中填充熔液，在所述型腔(11)内的活塞(P) 凝固 后，使所述侧型芯(16)向下方且向远离所述活塞(P)的中 心轴 线(Y)的方向移动而从所述镂挖凹部(5)脱模，此时，使该侧型芯(16)向其上端接近所述活塞(P)的中心轴线(Y)的方向倾斜。这样，能够使型芯从镂挖凹部顺畅地脱模，而不会在镂挖凹部的内侧面发生咬模。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种活塞铸造方法，其用于铸造活塞(P)，所述活塞(P)由下述部分构成：圆柱状的环岸部(1)，其具有顶壁；一对裙部(2)，它们从该环岸部(1)的直径方向两端部向下方延伸；一对侧壁部(3)，它们从环岸部(1)的下表面延伸，将两个裙部(2)的两端相互连结；以及一对销座部(4)，它们形成于这些侧壁部(3)，在环岸部(1)的下表面设置有面对所述侧壁部(3)的外侧面(3a)的一对镂挖凹部(5)，该镂挖凹部(5)的半径方向外侧的内侧面(5a、5b)向着下方朝远离活塞(P)的中心轴线(Y)的方向倾斜，其特征在于， |
||||||
| 说明书全文 | 活塞铸造方法和活塞铸造装置技术领域[0001] 本发明涉及铸造活塞的活塞铸造方法和活塞铸造装置，所述活塞由下述部分构成：具有顶壁的圆柱状的环岸部；一对裙部，它们从该环岸部的直径方向两端部向下方延伸；一对侧壁部，它们从环岸部的下表面延伸，将两个裙部的两端相互连结；以及一对销座部，它们形成于这些侧壁部，在环岸部的下表面设置有面对所述侧壁部的外侧面的一对镂挖凹部，该镂挖凹部的半径方向外侧的内侧面向着下方朝远离所述销座的中心线的方向倾斜。 背景技术[0002] 在该活塞铸造方法中，在下述专利文献1中记载有如下方法：准备用于形成所述活塞的外周面的一对主模、和用于形成所述一对镂挖凹部的一对侧型芯，组装所述主模和型芯以形成与所述活塞对应的型腔，在所述型腔中填充熔液，在所述型腔内的活塞凝固后，使所述一对侧型芯沿着随着向下方行进而趋向于远离活塞中心面的方向的直线路径下降，从而从所述镂挖凹部脱模。 [0003] 在先技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本特表2010-523339号公报 发明内容[0006] 发明要解决的课题 [0007] 可是，在专利文献1所述的活塞铸造方法中，在使侧型芯从活塞的镂挖凹部脱模时，使侧型芯沿着所述直线路径下降是为了使侧型芯沿着镂挖凹部的内侧面呈直线移动，这样的话，可能会在镂挖凹部的半径方向外侧的内侧面发生侧型芯的咬模，使活塞的质量降低。其原因在于，侧型芯无法追随与活塞的凝固相伴随的收缩，在脱模时，在侧型芯与镂挖凹部的所述内侧面之间产生过大的摩擦。 [0008] 本发明是鉴于这种情况而完成的，目的在于提供一种能够使型芯从镂挖凹部顺畅地脱模而不会在镂挖凹部的内侧面发生咬模的所述活塞铸造方法和其铸造装置。 [0009] 用于解决课题的手段 [0010] 为了达成上述目的，本发明是一种铸造活塞的活塞铸造方法，所述活塞由下述部分构成：圆柱状的环岸部，其具有顶壁；一对裙部，它们从该环岸部的直径方向两端部向下方延伸；一对侧壁部，它们从环岸部的下表面延伸，将两个裙部的两端相互连结；以及一对销座部，它们形成于这些侧壁部，在环岸部的下表面设置有面对所述侧壁部的外侧面的一对镂挖凹部，该镂挖凹部的半径方向外侧的内侧面向着下方朝远离活塞的中心轴线的方向倾斜，其第1特征在于，准备用于形成所述活塞的外周面的一对主模、和用于形成所述一对镂挖凹部的一对侧型芯，组装所述主模和侧型芯以形成与所述活塞对应的型腔，在所述型腔中填充熔液，在所述型腔内的活塞凝固后，使所述侧型芯向下方且向远离所述活塞的中心轴线的方向移动而从所述镂挖凹部脱模，此时，使该侧型芯向其上端接近所述活塞的中心轴线的方向倾斜。 [0011] 另外，本发明是一种铸造活塞的活塞铸造装置，所述活塞由下述部分构成：圆柱状的环岸部，其具有顶壁；一对裙部，它们从该环岸部的直径方向两端部向下方延伸；一对侧壁部，它们从环岸部的下表面延伸，将两个裙部的两端相互连结；以及一对销座部，它们形成于侧壁部，在环岸部的下表面设置有面对所述侧壁部的外侧面的一对镂挖凹部，该镂挖凹部的半径方向外侧的内侧面向着下方朝远离活塞的中心轴线的方向倾斜，其第2特征在于，所述活塞铸造装置具备：一对主模，它们为了形成活塞的外周面而沿着与所述活塞的中心轴线垂直的横向路径开闭；引导部件，其具有一对引导面，这一对引导面分别向着下方朝远离所述活塞的中心轴线的方向倾斜；一对型芯支承体，它们在上部分别具有用于形成所述一对镂挖凹部的一对侧型芯；以及型芯升降装置，其为了形成所述镂挖凹部而使这些型芯支承体沿着所述一对引导面分别在所述侧型芯的组装位置、和所述侧型芯从所述镂挖凹部脱模的脱模位置之间升降，该型芯升降装置构成为，在使所述型芯支承体从所述组装位置向脱模位置下降时，使该型芯支承体向所述侧型芯的上端接近所述活塞的中心轴线的方向倾斜。 [0012] 另外，本发明的第3特征在于，在第2特征的基础上，所述型芯升降装置由下述部分构成：连杆，其在上端部固定有所述型芯支承体；杆部件，其借助枢轴被支承于机座且沿横向延伸，并且具有臂，该臂的摆动端侧借助连结轴以能够相对转动的方式连结于所述连杆的下端部；施力机构，其以将所述型芯支承体按压于所述引导面的方式施力；以及致动器，其与所述杆部件连结，并在工作时使所述臂转动，以使所述连杆一边向该连杆和所述活塞的中心轴线所成的角度增加的方向摆动一边下降而使所述型芯支承体从所述组装位置向脱模位置移动。 [0013] 另外，本发明的第4特征在于，在第3特征的基础上，所述杆部件是由下述部分构成的曲杆：公共基部，其借助所述枢轴被支承于机座的下部；作为所述臂的下部臂，其从该公共基部沿横向延伸；以及上部臂，其从所述公共基部向上方延伸，安装在机座的下部的所述致动器与所述上部臂的末端部连结。 [0014] 另外，本发明的第5特征在于，在第2特征的基础上，各所述引导面由上部斜面和下部斜面构成，该上部斜面相对于所述活塞的中心轴线具有倾斜角度，该下部斜面与该上部斜面的下端相连，并且该下部斜面相对于所述中心轴线倾斜的倾斜角度大于所述上部斜面的倾斜角度。 [0015] 另外，本发明的第6特征在于，在第3或第4特征的基础上，由所述连结轴形成的所述连杆和所述臂之间的连结点沿着所述臂的长度方向可变。 [0016] 发明效果 [0017] 根据本发明的第1特征，在型腔内的活塞凝固后，在使所述侧型芯向下方且向远离所述活塞的中心轴线的方向移动而从所述镂挖凹部脱模时，使该侧型芯向其上端接近所述活塞的中心轴线的方向倾斜，因此，侧型芯由于与活塞的凝固相伴随的热收缩而一边从镂挖凹部的缩径的半径方向外侧的内侧面向半径方向内侧退避一边下降，从而能够从镂挖凹部顺畅地脱模，在镂挖凹部的半径方向外侧的内侧面不会发生咬模，能够提高活塞的质量。 [0018] 根据本发明的第2特征，型芯升降装置在使型芯支承体从组装位置向脱模位置下降时，使型芯支承体向侧型芯的上端接近活塞的中心轴线的方向倾斜，因此，侧型芯由于与活塞的凝固相伴随的热收缩而一边从镂挖凹部的缩径的半径方向外侧的内侧面向半径方向内侧退避一边下降，从而能够从镂挖凹部顺畅地脱模，在镂挖凹部的半径方向外侧的内侧面不会发生咬模，能够提高活塞的质量。 [0019] 根据本发明的第3特征，在为了使侧型芯从活塞的镂挖凹部脱模而使型芯升降机构的致动器工作时，连结于臂和连杆之间的连结轴以臂的枢轴为中心沿着向下方且向远离活塞的轴线的方向延伸的圆弧的轨迹移动，并且施力机构始终将型芯支承体按压于引导部件的引导面，由此，一体地形成于型芯支承体的上部的侧型芯一边下降一边以使其上端接近活塞的中心轴线的方式逐渐倾斜，从而能够使侧型芯顺畅地从镂挖凹部脱模。 [0020] 根据本发明的第4特征，型芯升降机构的致动器被安装成接近机座，能够将型芯升降装置紧凑地配设于机座下。 [0021] 根据本发明的第5特征，在型芯支承体沿引导面的上部斜面下降的期间，侧型芯从活塞的镂挖凹部脱离，接着，型芯支承体沿下部斜面下降，由此，侧型芯从活塞的中心轴线离开的速度加快，即使活塞的侧壁的外侧面为使镂挖凹部的半径方向内侧的内侧面延长而成的斜面，侧型芯也能够从上述侧壁的外侧面向半径方向外侧快速地退避，能够在不被侧型芯阻碍的情况下将活塞提前向上方取出，能够有助于生产率的提高。 [0022] 根据本发明的第6特征，即使在随着所要铸造的活塞的大小或镂挖凹部的拔模斜度等的变更而变更了侧型芯和型芯支承体的情况下，通过对由连结轴形成的连杆和臂之间的连结点沿着所述臂的长度方向进行移动调节，能够迅速地应对上述变更。附图说明 [0023] 图1是活塞的纵剖侧视图(沿图2的1-1线的剖视图)。(第1实施方式)[0024] 图2是沿图1的2-2线的剖视图。(第1实施方式) [0025] 图3是沿图2的3-3线的剖视图。(第1实施方式) [0026] 图4是沿图2的4-4线的剖视图。(第1实施方式) [0027] 图5是沿图2的5-5线的剖视图。(第1实施方式) [0028] 图6是活塞铸造装置的整体立体图(第1实施方式) [0029] 图7是沿图6的7-7线的放大剖视图。(第1实施方式) [0030] 图8是活塞铸造装置中的引导部件周围的主视图。(第1实施方式)[0031] 图9是引导部件的立体图。(第1实施方式) [0032] 图10是侧型芯的立体图。(第1实施方式) [0033] 图11是沿图6的箭头11观察的图。(第1实施方式) [0034] 图12是与图8对应的作用说明图。(第1实施方式) [0035] 标号说明 [0036] P：活塞； [0037] M：活塞铸造装置； [0038] Y：活塞的中心轴线； [0039] 1：环岸部； [0040] 2：裙部； [0041] 3：侧壁部； [0042] 4：销座部； [0043] 5：镂挖凹部； [0044] 5a：半径方向外侧的内侧面； [0045] 5b：半径方向内侧的内侧面； [0046] 10：机座； [0047] 11：型腔； [0048] 13：主模； [0049] 16：侧型芯； [0050] 23：致动器(第5致动器)； [0051] 25：引导部件； [0052] 27：引导面； [0053] 27a：上部斜面； [0054] 27b：下部斜面； [0055] 29：型芯支承体； [0056] 30：型芯升降装置； [0057] 31：连杆； [0058] 32：支架； [0059] 33：枢轴； [0060] 34：杆部件、曲杆； [0061] 34a：公共基部； [0062] 34b：臂、下部臂； [0063] 34c：上部臂； [0064] 37：连结轴(第1连结轴)； [0065] 39：施力机构。 具体实施方式[0066] 基于附图，在下面对本发明的实施方式进行说明。 [0067] 第1实施方式 [0068] 首先，利用图1～图5对所要铸造的内燃机用活塞的结构进行说明。内燃机用的活塞P由下述部分构成：圆柱状的环岸部1，其具有顶壁；前后一对裙部2，它们从该环岸部1的直径方向两端部向下方延伸；左右一对侧壁部3，它们从环岸部1的下表面延伸，将两个裙部2的两端相互连结；以及一对销座部4，它们形成于这些侧壁部3，一对销座部4具有在同一轴线上排列的销孔4a，另外，在环岸部1的下表面设置有左右一对圆弧状的镂挖凹部5，所述镂挖凹部5面对所述侧壁部3的一部分。该镂挖凹部5的半径方向外侧和内侧的内侧面5a、5b都是随着向下方行进而趋向于远离活塞P的中心轴线Y的方向的斜面，另外，所述侧壁部3的夹着销座部4排列的外侧面3a为所述内侧面5b的延长面。因此，该外侧面3a也随着向下方行进而朝向远离活塞P的中心轴线Y的方向倾斜。 [0069] 接下来，根据图6～图11对铸造上述活塞P的活塞铸造装置M进行说明。 [0070] 在图6和图7中，活塞铸造装置M的结构关于所要铸造的所述活塞P的中心轴线Y大致左右对称。 [0071] 在机座10上设置有模具12，该模具12划分出与活塞P的形状对应的型腔11。该模具12具备：左右一对主模13，它们用于形成活塞P的外周面；上模14，其用于形成活塞P的顶壁； 中心型芯15，其用于形成被裙部2和侧壁部3围绕的活塞P的中空部；左右一对侧型芯16，它们用于形成活塞P的左右的镂挖凹部5和侧壁部3的外侧面3a；左右一对型芯销17，它们为了形成左右的销孔4a而能够沿横向贯通侧型芯16；以及工件承接部18，其用于形成裙部2的下端面。 [0072] 左右的主模13借助安装于机座10上的左右一对第1致动器19而开闭，上模14借助安装于固定梁(未图示)上的第2致动器20而升降，左右的型芯销17借助安装于机座10上的第3致动器21而开闭，中心型芯15借助第4致动器22而升降，该第4致动器22安装于从下方支承机座10的支柱(未图示)上。 [0073] 如图7～图9所示，在机座10上设置有引导部件25。该引导部件25由固定于机座10上的基座部25a和从该基座部25a上立起的塔部25b构成，在塔部25b的中心部形成有引导所述中心型芯15升降自如的引导孔26，另外，在塔部25b的上端面形成有前后一对所述工件承接部18。另外，在塔部25b的左右外侧面，分别形成有前后一对引导面27。各引导面27成为随着朝向下方而向远离活塞P的中心轴线Y的方向倾斜的斜面，另外，该引导面27由上部斜面27a和下部斜面27b构成，该上部斜面27a相对于活塞P的中心轴线Y倾斜的倾斜角度是与活塞P的镂挖凹部5的半径方向外侧的内侧面5a的倾斜角度大致相等的θ1，该下部斜面27b与该上部斜面27a的下端相连，并且，该下部斜面27b相对于活塞P的中心轴线Y倾斜的倾斜角度是比上述θ1大的θ2。 [0074] 在所述塔部25b的左右两侧配设有左右一对型芯支承体29，所述一对侧型芯16分别一体地形成且支承在这些型芯支承体29的上部。各型芯支承体29具有沿着对应的引导面27上下滑动的滑动面29a，各型芯支承体29沿着对应的引导面27在组装位置和脱模位置之间升降，所述组装位置是将侧型芯16组装在应形成所述镂挖凹部5的位置的位置，所述脱模位置是使侧型芯16从所述镂挖凹部5向下方充分分离的位置，像这样驱动型芯支承体29升降的型芯升降装置30与型芯支承体29连结。 [0075] 在图8和图11中，型芯升降装置30具备：前后一对连杆31，其将型芯支承体29一体地连结并支承于上端部；和曲杆34，其借助枢轴33摆动自如地支承在固定于机座10且垂下的支架32上。型芯支承体29其具有与前后一对连杆31的上端部嵌合的前后一对连结孔35，通过将连结销36呈串状贯穿并固定在嵌合于这些连结孔35中的连杆31的上端部以及型芯支承体29上，由此将型芯支承体29固定于连杆31。 [0076] 曲杆34由下述部分构成：公共基部34a，其将枢轴33支承于支架32；下部臂34b，其从该公共基部34a朝向活塞P的中心轴线Y沿横向延伸；以及上部臂34c，其从该基部34a立起，所述连杆31的下端部固定于连杆支承体38，该连杆支承体38借助第1连结轴37以能够相对转动的方式连结于下部臂34b的摆动端。在下部臂34b的摆动端部，贯穿设置有沿下部臂34b的长度方向排列的多个连结孔44，通过将所述第1连结轴37选择性地与这些连结孔44中的一个连结，能够沿下部臂34b的长度方向调节由第1连结轴37形成的连杆31和下部臂34b之间的连结点。 [0077] 在下部臂34b上安装有施力机构39，该施力机构39以将型芯支承体29的滑动面29a按压至引导部件25的引导面27上的方式施力。该施力机构39由空压式阻尼器构成，该空压式阻尼器由借助支承轴41以能够转动的方式安装于下部臂34b上的气缸40、和收纳在该气缸40的内部的活塞42所构成，与上述活塞42相连的活塞连杆42a的末端部借助连结销43连结于所述连杆支承体38的与连杆31相反的一侧的端部，气缸40内的空压作用于活塞42而将活塞连杆42a拉入气缸40内。由此，气缸40内的空压经由活塞连杆42a传递至连杆支承体38和连杆31，从而始终将型芯支承体29的滑动面29a按压于引导部件25的引导面27。 [0078] 工作轴47借助第2连结轴48以能够相对转动的方式连结于上部臂34c的末端部，在该工作轴47上连结有将其沿左右方向推拉驱动的第5致动器23。在图示例中，该第5致动器23具备电动马达45，该电动马达45借助支承轴50支承于突出设置在机座10的下表面的支架 49上，该电动马达45的转子轴借助滚珠丝杠机构46与所述工作轴47连结。并且，在使电动马达45正转时，将工作轴47推出，借助曲杆34使连杆31与型芯支承体29一起下降，在使电动马达45反转时，将工作轴47拉入，借助曲杆34使连杆31与型芯支承体29一起上升。通过控制电动马达45的旋转来限制型芯支承体29的组装位置和脱模位置。 [0079] 接下来，对该实施方式的作用进行说明。 [0080] 在铸造活塞P时，首先，闭合由主模13、上模14、中心型芯15、型芯销17、侧型芯16等构成的模具12，形成型腔11。此时，左右的型芯支承体29分别被配置在组装位置，且为了形成活塞P的镂挖凹部5而保持各侧型芯16。 [0081] 在型腔11中注入熔液而形成活塞P，待该活塞P凝固后，将主模13、上模14、中心型芯15、型芯销17从活塞P脱模。这样，活塞P残留在引导部件25的工件承接部18上。 [0082] 因此，在使电动马达45正转而将工作轴47推出时，曲杆34的下部臂34b从大致水平的位置向下方摆动，由此，连结于下部臂34b和连杆支承体38之间的第1连结轴37以曲杆34的枢轴33为中心沿着向下方且向远离活塞P的中心轴线Y的方向延伸的圆弧的轨迹L移动，从而驱动连杆支承体38。 [0083] 另一方面，由于施力机构39、即空压阻尼器借助连杆31始终将型芯支承体29的引导面27按压至引导部件25的引导面27，因此，随着所述第1连结轴37沿所述轨迹L行进，型芯支承体29使滑动面29a在引导面27上一边滑动一边下降，同时以滑动面29a的上端为支点向使其下部远离活塞P的中心轴线Y的方向倾斜(参照图12)。其结果是，一体地形成在型芯支承体29的上部的侧型芯16一边下降一边以使其上端接近活塞P的中心轴线Y的方式倾斜。 [0084] 因此，侧型芯16由于与活塞P的凝固相伴随的热收缩而一边从镂挖凹部5的缩径的半径方向外侧的内侧面5a向半径方向内侧退避一边下降，因此能够从镂挖凹部5顺畅地脱模，不会在镂挖凹部5的半径方向外侧的内侧面5a发生咬模，能够有助于提高活塞P的质量。 [0085] 在型芯支承体29沿引导面27的上部斜面27a下降的期间，侧型芯16从活塞P的镂挖凹部5脱离，接下来，型芯支承体29沿下部斜面27b下降，但由于下部斜面27b相对于活塞P的中心轴线Y倾斜的倾斜角度θ2大于上部斜面27a的θ1，因此，型芯支承体29通过沿下部斜面27b下降，而加快侧型芯16从活塞P的中心轴线Y离开的速度。因此，即使活塞P的侧壁部3的外侧面3a为使镂挖凹部5的半径方向内侧的内侧面5b延长而成的斜面，由于侧型芯16能够从上述侧壁部3的外侧面3a向半径方向外侧快速退避，因此，能够在不被侧型芯16阻碍的情况下将工件承接部18上的活塞P提前向上方取出，能够有助于生产率的提高。 [0086] 另外，活塞铸造装置M的型芯升降装置30由下述部分构成：连杆31，其将型芯支承体29固定于上端部；曲杆34，其由公共基部34a、下部臂34b和上部臂34c构成，该公共基部34a借助枢轴33支承于支架32，该下部臂34b从该公共基部34a沿横向延伸，且末端部以能够相对转动的方式连结于连杆31，该上部臂34c从该基部34a向上方延伸；施力机构39，其以将型芯支承体29按压于所述引导面27的方式施力；以及第5致动器23，其与曲杆34的上部臂 34c的末端部连结，由此，第5致动器23被安装成接近机座10，能够将型芯升降装置30紧凑地配设在机座10下。 [0087] 另外，由于能够沿下部臂34b的长度方向调节由第1连结轴37形成的连杆31和下部臂34b之间的连结点，因此，即使在随着所要铸造的活塞P的大小或镂挖凹部5的拔模斜度等的变更而变更了侧型芯16和型芯支承体29的情况下，通过对由连结轴形成的连杆和臂之间的连结点沿着所述臂的长度方向进行移动调节，能够迅速地应对上述变更。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈