一種酚醛活塞的模具及其酚醛活塞的製作方法

2023-09-14 22:40:25 3

專利名稱：一種酚醛活塞的模具及其酚醛活塞的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種模具，特別是酚醛活塞的模具以及採用該模具製作酚醛活塞的製作方法。
背景技術：
活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸，瞬時溫度可達2500K以上，因此，受熱嚴重，而散熱條件又很差，所以活塞工作時溫度很高，頂部高達600 700K，且溫度分布很不均勻；活塞頂部承受氣體壓力很大，特別是作功行程壓力最大，汽油機高達3 5MPa，柴油機高達6 9MPa，這就使得活塞產生衝擊，並承受側壓力的作用；活塞在氣缸內以很高的速度(8 12m/s)往復運動，且速度在不斷地變化，這就產生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷。活塞在這種惡劣的條件下工作，會產生變形並加速磨損，還會產生附加載荷和熱應力，同時受到燃氣的化學腐蝕作用。為了達到上述工作場合的需求人們設計出了酚醛活塞，但現有的酚醛活塞是通過模具一次成型的，其各項指標係數偏低。中國專利其公開號CN1464207A提供了一種「汽車制動器複合材料活塞的生產方法」它以改性矽灰石纖維為原料，以酚醛樹脂為輔料，按一定的比例混合烘乾，利用模具熱壓制坯，再經機械加工成形。具體而言，上述生產方法包括以下步驟:①按一定比例選料混合烘乾選取改性矽灰石纖維為原料，並進行篩選；再選取酚醛樹脂為輔料；原料按76-78%，輔料按22-24%，倒入混料機內混合，再烘乾，烘乾溫度為500C 利用模具熱壓製成毛坯將烘乾的混合料裝模於模具中的上模具和下模具之間，再對模具的上加熱板和下加熱板加熱，加熱溫度為165-175 ，再壓制後即可使活塞的毛坯出模；③經機加工成形活塞的毛坯經檢驗後再機加工，主要是磨外圓，最後檢驗入庫。可以看出，上述方法中是直接將原料一次壓製成型，由於沒有保溫處理其成品質量較差。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，提供一種脫模穩定、結構簡單的酚醛活塞的模具。本發明的另一個目的在於提供一種易於實施且生產率較高的酚醛活塞的製作方法。本發明的目的可通過下列技術方案來實現:一種酚醛活塞的模具，包括上模體和下模體，所述上模體與下模體扣合後在兩者之間形成用於成型酚醛活塞的成型腔，其特徵在於，所述上模體上具有與酚醛活塞內腔相匹配的凸模，所述下模體上具有與酚醛活塞外側相匹配的凹模，所述凸模上具有能將粘附在其上的酚醛活塞分離的脫料件一，所述凹模處具有能將粘附在其內的酚醛活塞分離的脫料件二，所述上模體和下模體上均具有若干加熱孔。模具使用前將電加熱杆放入加熱孔處，上模體和下模體都加熱到一定溫度時，將杯狀的酚醛活塞毛坯放入上模體與下模體之間，上模體與下模體扣合後將位於兩者之間的酚醛活塞毛坯成型。脫模過程中，酚醛活塞內側可能會粘附在凸模上，酚醛活塞外側可能會粘附在凹模上。此時，通過脫料件一使酚醛活塞內側與凸模順暢的分離，通過脫料件二使酚醛活塞外側與凹模順暢分離。在上述酚醛活塞的模具中，所述凸模呈圓筒狀，所述的脫料件一包括上模體內部的導向腔和位於導向腔內的脫模板一、脫模杆一，所述脫模板一與導向腔相匹配，上述脫模杆一上端與脫模板一固連，脫模杆一下端位於凸模內，且當上述脫模板一下移上述脫模杆一下端能伸出凸模。脫模過程中通過導向腔與脫模板一的配合，能使脫模杆一筆直的上下平移，脫模杆一隨著下移後伸出凸模頂壓酚醛活塞，穩定的將酚醛活塞與凸模分離。為了簡化結構,脫料件一為一根位於凸模內的脫模杆也是可行的,脫模杆外端伸出上模體。在上述酚醛活塞的模具中，所述下模體底部具有脫模腔，所述的脫料件二包括脫模腔內的脫模板二和脫模杆二，所述脫模板二與脫模腔相匹配，上述脫模杆二下端固連在脫模板二上，脫模杆二上端穿過下模體並位於上述凹模底部處，當上述脫模板二上移能使脫模杆二上端伸於凹模內。脫模過程中通過脫模腔與脫模板二的配合，能使脫模杆二筆直的上下平移，脫模杆二隨著上移後伸出凹模頂壓酚醛活塞，穩定的將酚醛活塞與凹模分離。為了簡化結構，脫料件二為一根位於凹模內的脫模杆也是可行的，脫模杆下端伸出下模體。在上述酚醛活塞的模具中，所述上模體上固連有2— 8個凸模，所述下模體上具有與上述凸模數量相同且位置相對應的凹模。上、下模扣合後能一次成型多個酚醛活塞。在上述酚醛活塞的模具中，所述凹模底部具有環形凹槽，上述脫模杆二位於環形凹槽處。成型後的酚醛活塞在其筒狀的封口端形成環形凸出的加強部。在上述酚醛活塞的模具中，所述每個凹模處均具有兩根脫模杆二。通過兩根脫模杆二能使位於凹模內的酚醛活塞順暢的脫離。在上述酚醛活塞的模具中，所述脫模板一上固連有導杆，所述下模體上具有導孔，上述導杆位於導孔處。通過導杆使上模體與下模體之間不會偏移，保證上模體穩定的扣合在下模體上。本發明的第二個目的在於利用上述模具製作酚醛活塞的製作方法，該方法包括以下步驟A、打餅將顆粒狀的酚醛通過衝壓製造為呈杯狀的餅料，然後將餅料加熱至100—240 0C ；B、模具預熱將上模體和下模體均加熱至100— 240°C，然後將上述的100— 240°C的餅料放入上模體與下模體之間；C、合模將上模體與下模體扣合，然後對模具進行保溫100—150秒，拆開上模體和下模體後得到酚醛活塞毛坯；D、烘烤將酚醛活塞毛坯在150—2001的溫度下，經10 —15小時烘烤，烘烤後得到酚醛活塞毛坯。酚醛顆粒經衝壓後得到呈筒狀且一端封閉的餅料。將餅料加熱到100— 240°C，同時，上模體、下模體均加熱至100— 240°C，上述100— 240°C的餅料放入上模體與下模體之間，餅料的開口與凸模正對。接著，將上模體與下模體扣合，位於上模體與下模體之間的餅料被成型為酚醛活塞毛坯。合模後對上模體、下模體保溫100-150秒，最後對毛坯進行烘烤，得到強度較高、不易脆化的酚醛活塞。在上述酚醛活塞的製作方法中，所述步驟A中在普通的衝床上採用5—8噸的壓力將酚醛顆粒壓制為杯狀餅料。這裡採用普通模具盛裝酚醛顆粒原料。通過普通的衝床衝壓後得到杯狀的餅料。在上述酚醛活塞的製作方法中，所述步驟B中採用電加熱的方法將上模體和下模體加熱至100-240°C。在上述酚醛活塞的製作方法中，所述步驟B中上模體和下模體加熱至100-240°C後對其進行保溫5-15分鐘。保溫過程中使得餅料有足夠的時間被放入上模體與下模體之間，從而保證合模過程中上模體、下模體和餅料都在設定的溫度範圍內。在上述酚醛活塞的製作方法中，所述步驟C中將模具放置於衝床上通過50—70噸的壓力將上模體與下模體扣合。在上述酚醛活塞的製作方法中，所述步驟D中經1. 5—2小時將酚醛活塞勻速加熱至150— 170°C後在該溫度下保溫1. 5—2小時，然後再經I一2小時將酚醛活塞勻速加熱至180— 200°C後在該溫度下保溫4一5. 5小時，最後經2 — 3. 5小時使酚醛活塞勻速降至室溫。對酚醛活塞勻速升溫後再進行保溫，保溫後再次提升溫度後將酚醛活塞勻速降至室溫，從而改變了酚醛的內部結構，使酚醛活塞強度較高、不易脆化。與現有技術相比，本酚醛活塞的模具上具有加熱孔，對模具加熱時直接將電熱棒塞入加熱孔即可，不需要將上模體和下模體另外置於加熱件處單獨加熱，使用方便。同時，通過脫料件一和脫料件二能使酚醛活塞與模具順暢的分離，有效的避免了酚醛活塞粘附在模具上，脫模穩定性高。另外，本酚醛活塞的製作方法直接對上模體和下模體加熱，酚醛活塞毛坯成型後，通過烘烤保溫，進一步的提升了酚醛活塞的內部性能，不僅強度較高，而且不易脆化。顯然，本方法不僅易於實施，而且成品率較高。


圖1是本本酚醛活塞的剖視結構示意圖。圖2是本酚醛活塞的模具分離時的剖視結構示意圖。圖3是本酚醛活塞的模具扣合時的剖視結構示意圖。圖中，1、上模體；la、凸模；lb、導向腔；2、下模體；2a、凹模；2b、脫模腔；2c、環形凹槽；3、脫模板一 ；4、脫模杆一 ；5、脫模板二 ；6、脫模杆二 ；7、導杆；8、加熱孔。
具體實施例方式實施例一
如圖2和圖3所示，本酚醛活塞的模具包括上模體I和下模體2，上模體I與下模體2扣合後在兩者之間形成用於成型酚醛活塞的成型腔。上模體I上具有與酚醛活塞內腔相匹配的凸模la，下模體2上具有與酚醛活塞外側相匹配的凹模2a，凸模Ia上具有能將粘附在其上的酚醛活塞分離的脫料件一，凹模2a處具有能將粘附在其內的酚醛活塞分離的脫料件二。上模體I和下模體2上均具有若干加熱孔8。凸模Ia呈圓筒狀，脫料件一包括上模體I內部的導向腔Ib和位於導向腔Ib內的脫模板一 3、脫模杆一 4,脫模板一 3與導向腔Ib相匹配。脫模杆一 4上端與脫模板一 3固連，脫模杆一 4下端位於凸模Ia內，脫模板一 3下移後脫模杆一 4下端能伸出凸模la。下模體2底部具有脫模腔2b，脫料件二包括脫模腔2b內的脫模板二 5和脫模杆二6，脫模板二 5與脫模腔2b相匹配。脫模杆二 6下端固連在脫模板二 5上，脫模杆二 6上端穿過下模體2並位於凹模2a底部處，脫模板二 5上移後能使脫模杆二 6上端伸於凹模2a內。本實施例中，上模體I上固連有2個凸模Ia,下模體2上具有與兩個與凸模Ia 對應的凹模2a。另外，在凹模2a底部具有環形凹槽2c，脫模杆二 6位於環形凹槽2c處。本實施例中，每個凹模2a處均具有兩根脫模杆二 6。脫模板一 3上固連有導杆7，下模體2上具有導孔，導杆7位於導孔處。如圖1和圖2和圖3所示，本酚醛活塞的製作方法包括以下步驟A、打餅將顆粒狀的酚醛通過衝壓製造為呈杯狀的餅料，本實施例中，在普通的衝床上採用5噸的壓力將酚醛顆粒壓制為杯狀餅料。然後，將餅料加熱至100°C。B、模具預熱將上模體I和下模體2均加熱至100°C，本實施例中，採用電加熱的方法將上模體I和下模體2加熱至100°C。然後，將上述的100°C的餅料放入上模體I與下模體2之間。本實施例中，上模體I和下模體2加熱至100°C後對其進行保溫5分鐘。C、合模將模具放置在衝床上通過50噸的壓力將上模體I與下模體2扣合。然後，對模具進行保溫100秒，拆開上模體I與下模體2後得到酚醛活塞毛坯。D、烘烤經1. 5小時將酚醛活塞勻速加熱至150°C後在該溫度下保溫1. 5小時，然後再經I小時將酚醛活塞勻速加熱至180°C後在該溫度下保溫4小時，最後經2小時使酚醛活塞勻速降至室溫。在上述製作酚醛活塞的過程中，通過導杆7使上模體I與下模體2穩定的扣合在一起。拆模過程中，脫模板一 3帶動脫模杆一 4下移,伸出凸模Ia的脫模杆一 4將粘附在凸模Ia上的酚醛活塞頂開，使酚醛活塞內側與凸模Ia順暢的分離。與此同時，脫模板二 5帶動脫模杆二 6上移，伸於凹模2a內的脫模杆二 6將粘附在凹模2a上的酚醛活塞頂開，使酚醛活塞外側與凹模2a順暢的分離。實施例二本實施例同實施例一的方案基本相同，不一樣的地方在於A、打餅將顆粒狀的酚醛通過衝壓製造為呈杯狀的餅料，本實施例中，在普通的衝床上採用8噸的壓力將酚醛顆粒壓制為杯狀餅料。然後，將餅料加熱至240°C。B、模具預熱將上模體I和下模體2均加熱至240°C，本實施例中，採用電加熱的方法將上模體I和下模體2加熱至240°C。然後，將上述的240°C的餅料放入上模體I與下模體2之間。本實施例中，上模體I和下模體2加熱至240°C後對其進行保溫15分鐘。
C、合模將模具放置在衝床上通過70噸的壓力將上模體I與下模體2扣合。然後，對模具進行保溫150秒，拆開上模體I與下模體2後得到酚醛活塞毛坯。D、烘烤經2小時將酚醛活塞勻速加熱至170°C後在該溫度下保溫2小時，然後再經2小時將酚醛活塞勻速加熱至200°C後在該溫度下保溫5. 5小時，最後經3. 5小時使酚醛活塞勻速降至室溫。實施例三本實施例同實施例一的方案基本相同，不一樣的地方在於A、打餅將顆粒狀的酚醛通過衝壓製造為呈杯狀的餅料，本實施例中，在普通的衝床上採用6噸的壓力將酚醛顆粒壓制為杯狀餅料。然後，將餅料加熱至200°C。B、模具預熱將上模體I和下模體2均加熱至200°C，本實施例中，採用電加熱的方法將上模體I和下模體2加熱至200°C。然後，將上述的200°C的餅料放入上模體I與下模體2之間。本實施例中，上模體I和下模體2加熱至200°C後對其進行保溫10分鐘。C、合模將模具放置在衝床上通過60噸的壓力將上模體I與下模體2扣合。然後，對模具進行保溫120秒，拆開上模體I與下模體2後得到酚醛活塞毛坯。D、烘烤經1. 6小時將酚醛活塞勻速加熱至160°C後在該溫度下保溫1. 6小時，然後再經1. 5小時將酚醛活塞勻速加熱至190°C後在該溫度下保溫5小時，最後經3小時使酚醛活塞勻速降至室溫。實施例四本實施例同實施例一的方案基本相同，不一樣的地方在於A、打餅將顆粒狀的酚醛通過衝壓製造為呈杯狀的餅料，本實施例中，在普通的衝床上採用7噸的壓力將酚醛顆粒壓制為杯狀餅料。然後，將餅料加熱至180°C。B、模具預熱將上模體I和下模體2均加熱至180°C，本實施例中，採用電加熱的方法將上模體I和下模體2加熱至180°C。然後，將上述的180°C的餅料放入上模體I與下模體2之間。本實施例中，上模體I和下模體2加熱至180°C後對其進行保溫9分鐘。C、合模將模具放置在衝床上通過55噸的壓力將上模體I與下模體2扣合。然後，對模具進行保溫130秒，拆開上模體I與下模體2後得到酚醛活塞毛坯。D、烘烤經1. 7小時將酚醛活塞勻速加熱至165°C後在該溫度下保溫1. 8小時，然後再經1. 7小時將酚醛活塞勻速加熱至195°C後在該溫度下保溫4. 5小時，最後經2. 3小時使酚醛活塞勻速降至室溫。
權利要求
1.一種酚醛活塞的模具，包括上模體(I)和下模體(2)，所述上模體(I)與下模體(2)扣合後在兩者之間形成用於成型酚醛活塞的成型腔，其特徵在於，所述上模體(I)上具有與酚醛活塞內腔相匹配的凸模(la)，所述下模體(2)上具有與酚醛活塞外側相匹配的凹模(2a)，所述凸模(Ia)上具有能將粘附在其上的酚醛活塞分離的脫料件一，所述凹模(2a)處具有能將粘附在其內的酚醛活塞分離的脫料件二，所述上模體(I)和下模體(2)上均具有若干加熱孔(8)。
2.根據權利要求1所述的酚醛活塞的模具，其特徵在於，所述凸模(Ia)呈圓筒狀，所述的脫料件一包括上模體(I)內部的導向腔(Ib)和位於導向腔(Ib)內的脫模板一(3)、脫模杆一(4),所述脫模板一(3)與導向腔(Ib)相匹配,上述脫模杆一(4)上端與脫模板一(3)固連，脫模杆一(4)下端位於凸模(Ia)內，且當上述脫模板一(3)下移上述脫模杆一(4)下端能伸出凸模(la)。
3.根據權利要求1所述的酚醛活塞的模具，其特徵在於，所述下模體(2)底部具有脫模腔(2b )，所述的脫料件二包括脫模腔(2b )內的脫模板二( 5 )和脫模杆二( 6 )，所述脫模板二(5)與脫模腔(2b)相匹配，上述脫模杆二(6)下端固連在脫模板二(5)上，脫模杆二(6)上端穿過下模體(2)並位於上述凹模(2a)底部處，當上述脫模板二(5)上移能使脫模杆二(6)上端伸於凹模(2a)內。
4.根據權利要求1或2或3所述的酚醛活塞的模具，其特徵在於，所述上模體(I)上固連有2— 8個凸模(la)，所述下模體(2)上具有與上述凸模(Ia)數量相同且位置相對應的凹模(2a)。
5.根據權利要求3所述的酚醛活塞的模具，其特徵在於，所述每個凹模(2a)處均具有兩根脫模杆二(6)。
6.根據權利要求2所述的酚醛活塞的模具，其特徵在於，所述脫模板一(3)上固連有導杆(7)，所述下模體(2)上具有導孔，`上述導杆(7)位於導孔處。
7.—種酚醛活塞的製作方法，該方法包括以下步驟: A、打餅:將顆粒狀的酚醛通過衝壓製造為呈杯狀的餅料，然後將餅料加熱至100—240 0C ； B、模具預熱:將上模體(I)和下模體(2)均加熱至100—240°C，然後將上述的100—240°C的餅料放入上模體(I)與下模體(2)之間； C、合模:將上模體(I)與下模體(2)扣合,然後對模具進行保溫100—150秒,拆開上模體(I)和下模體(2)後得到酚醛活塞毛坯； D、烘烤:將酚醛活塞毛坯在150—200°C的溫度下，經10 —15小時烘烤，烘烤後得到酚醛活塞毛坯。
8.根據權利要求7所述的酚醛活塞的製作方法，其特徵在於，所述步驟A中在普通的衝床上採用5— 8噸的壓力將酚醛顆粒壓制為杯狀餅料。
9.根據權利要求7所述的酚醛活塞的製作方法，其特徵在於，所述步驟B中採用電加熱的方法將上模體(I)和下模體(2)加熱至100— 240°C。
10.根據權利要求7所述的酚醛活塞的製作方法，其特徵在於，所述步驟D中經1.5-2小時將酚醛活塞勻速加熱至150— 170°C後在該溫度下保溫1.5—2小時，然後再經I一2小時將酚醛活塞勻速加熱至180-200°C後在該溫度下保溫4-5.5小時，最後經2 — 3.5小時使酚醛活塞勻 速降至室溫。
全文摘要
本發明提供了一種酚醛活塞的模具及其酚醛活塞的製作方法，屬於模具技術領域。它解決了現有的酚醛活塞成品質量差的問題。本酚醛活塞的模具，包括上模體和下模體，在上模體和下模體上設有若干加熱孔，直接進行電加熱，另外在上下模體上設置脫料件，避免了酚醛活塞粘附在模具上，脫模穩定性高。其製作方法是通過打餅、模具加熱、合模、烘烤完成的，直接對上模體和下模體加熱，酚醛活塞毛坯成型後，通過烘烤保溫，進一步的提升了酚醛活塞的內部性能，不僅強度較高，而且不易脆化。
文檔編號B30B15/34GK103072301SQ20131004082
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者施劍波 申請人:台州萬洲機械有限公司