非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈的製作方法
2023-08-13 07:55:01 3
專利名稱：非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈的製作方法
技術領域：
本發明涉及活塞製作零部件領域，具體涉及一種鑄鐵鑲圈。
背景技術：
活塞是發動機的「心臟」，承受交變的機 械負荷和熱負荷，是發動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一。為了提高活塞的使用壽命，人們將鋁合金活塞改成鑄鐵活塞。這樣鋁環槽改成了鑄鐵環槽，耐磨性大為提高。但是這樣設計後活塞的重量成倍增加、運動慣性加大，對連杆、曲軸、軸瓦乃至整個發動機帶來很多不利影響。於是人們將鑄鐵活塞耐高溫耐磨損、鋁活塞重量輕結合起來，在活塞環槽部位用鑄鐵做一個耐磨鑲圈，澆鑄活塞時鑲鑄進去，而活塞其餘部分仍用鋁合金。這樣的活塞，其環槽像鑄鐵一樣耐高溫耐磨損，重量像招合金一樣輕。活塞本體材料鋁基體與鑄鐵鑲圈之間的粘結質量是影響活塞質量的關鍵因素。如果活塞在製造過程中活塞本體與鑄鐵鑲圈之間的粘結不好，活塞在使用過程中鑄鐵鑲圈與鋁活塞之間容易產生鬆動，則可能會導致活塞環岸斷裂，發動機失效而不能工作。在活塞的機械加工過程中，在加工活塞環槽時，鑄鐵鑲圈受到切向的機械加工外力，鑄鐵鑲圈有與鋁基體剝離的傾向。由於加工環槽而產生的不合格品是活塞機械加工過程中所有不合格品的主要來源。參照圖I、圖I. I、圖2，現有的鑄鐵鑲圈內側面I呈迴轉表面，如光滑圓柱面，上側面2和下側面3也為迴轉表面，如光滑平面。這種表面為迴轉面的鑄鐵鑲圈抵抗切向機械加工力的能力不強。由於鑄鐵鑲圈與鋁活塞本體材料的熱膨脹係數有一定差異，在交變的機械負荷和冷熱負荷的作用下，如果鑄鐵鑲圈與活塞本體之間的粘結不好，則鑄鐵鑲圈與鋁活塞之間有產生鬆動的可能，一旦產生鬆動則可能會導致活塞環岸斷裂，發動機失效而不能工作。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，解決以上技術問題。本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，包括一鑲圈主體，所述鑲圈主體呈圓環狀，其特徵在於，所述鑲圈主體的內側面為非連續迴轉面。所述鑲圈主體的內側面設有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。所述鑲圈主體的上側面為非連續迴轉面。優選，所述鑲圈主體的上側面設有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。所述鑲圈主體的下側面為非連續迴轉面。優選，所述鑲圈主體的下側面設有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。鑲圈主體作為嵌入件鑄造於鋁活塞頭部，用於提高環槽部位的高溫強度和耐磨性。本發明通過機械加工或非機械加工的方法在鑲圈的內側面、上側面或下側面產生凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵。這種鑲圈表面的非連續迴轉面使鑲圈和活塞鋁基體結合更為緊密，可以承受更大的切向加工力，有效降低活塞機械加工中的不合格品數量。在活塞的使用過程中，提高抵抗鑄鐵鑲圈剝離活塞本體材料的能力，提高活塞的可靠性。同時由於增加了鑲圈與鋁基體的接觸面積，更有利於活塞頭部熱量從鑲圈傳出，從而降低活塞的頭部溫度，提高活塞的可靠性。
所述非連續迴轉面可以單獨設在鑲圈的內側面或上側面或下側面。也可以同時設在鑲圈的內側面、上側面和下側面。也可以同時設在鑲圈的內側面和上側面或內側面和下側面。也可以同時設在鑲圈上側面和下側面。所述鑲圈主體為採用奧氏體鑄鐵製成。以便增加鑲圈主體的耐磨性。所述鑲圈主體為採用高鎳奧氏體鑄鐵製成。高鎳奧氏體鑄鐵的熱膨脹系統與鋁材料接近，能進一步減少鑲圈主體的鬆動或脫落。有益效果由於採用上述技術方案，本發明能使鑲圈與鋁基體結合更為緊密，可以承受更大的切削力，減少活塞製造過程中的不合格品，減少使用過程中由於鑲圈主體剝離鋁基體而發生的失效可能性，同時降低活塞頭部溫度，提高活塞的可靠性。
圖I為傳統的鑄鐵鑲圈的立體圖；圖I. I為傳統的鑄鐵鑲圈的立體剖面圖；圖2為傳統的鑄鐵鑲圈的俯視圖；圖3為本發明內側面有一個凸起特徵的立體圖；圖4為本發明內側面有一個凸起特徵的俯視圖；圖5為本發明內側面有多個凸起特徵的立體圖；圖6為本發明內側面有多個凸起特徵的俯視圖；圖7為本發明內側面有一個凹槽特徵的立體圖；圖8為本發明內側面有一個凹槽特徵的俯視圖；圖9為本發明內側面有多個凹槽特徵的立體圖；圖10為本發明內側面有多個凹槽特徵的俯視圖；圖11為本發明內側面有波浪式的起伏特徵的立體圖；圖12為本發明內側面有波浪式的起伏特徵的俯視圖；圖13為本發明上側面有一個凸起特徵的立體圖；圖14為本發明上側面有一個凸起特徵的俯視圖；圖15為本發明上側面有多個凸起特徵的立體圖；圖16為本發明上側面有多個凸起特徵的俯視圖；圖17為本發明上側面有一個凹槽特徵的立體圖；圖18為本發明上側面有一個凹槽特徵的俯視圖；圖19為本發明上側面有多個凹槽特徵的立體圖；圖20為本發明上側面有多個凹槽特徵的俯視圖；圖21為本發明上側面有波浪式的起伏特徵的立體圖；圖22為本發明上側面有波浪式的起伏特徵的俯視圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本發明。參照圖3到圖22,非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈,包括一鑲圈主體,鑲圈主體呈圓環狀，鑲圈主體的內側面為非連續迴轉面。鑲圈主體的內側面設有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。鑲圈主體的上側面為非連續迴轉面。優選，鑲圈主體的上側面設有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。鑲圈主體的下側面為非連續迴轉面。優選，鑲圈主體的下側面設有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。
鑲圈主體作為嵌入件鑄造於鋁活塞頭部，用於提高環槽部位的高溫強度和耐磨性。本發明通過機械加工或非機械加工的方法在鑲圈的內側面、上側面或下側面產生凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵。這種鑲圈表面的非連續迴轉面使鑲圈和活塞鋁基體結合更為緊密，可以承受更大的切向加工力，有效降低活塞機械加工中的不合格品數量。在活塞的使用過程中，提高抵抗鑄鐵鑲圈剝離活塞本體材料的能力，提高活塞的可靠性。同時由於增加了鑲圈與鋁基體的接觸面積，更有利於活塞頭部熱量從鑲圈傳出，從而降低活塞的頭部溫度，提高活塞的可靠性。非連續迴轉面可以單獨設在鑲圈的內側面或上側面或下側面。也可以同時設在鑲圈的內側面、上側面和下側面。也可以同時設在鑲圈的內側面和上側面或內側面和下側面。也可以同時設在鑲圈上側面和下側面。鑲圈主體可以為採用奧氏體鑄鐵製成。以便增加鑲圈主體的耐磨性。鑲圈主體也可以為採用高鎳奧氏體鑄鐵製成。高鎳奧氏體鑄鐵的熱膨脹系統與鋁材料接近，能進一步減少鑲圈主體的鬆動或脫落。參照圖I、圖2，傳統的鑄鐵鑲圈的內側面呈光滑的迴轉表面，鋁基體在連續迴轉表面上限制鑄鐵鑲圈剝離的力明顯小於本發明鋁基體在非連續迴轉表面上限制鑄鐵鑲圈剝離的力。本發明的實施方式還包括將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵單獨設在鑲圈的內側面；將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵單獨設在鑲圈的上側面；將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵單獨設在鑲圈的下側面；將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵同時設在鑲圈的內側面和上側面和下側面。將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵同時設在鑲圈的內側面和上側面；將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵同時設在鑲圈內側面和下側面；將凸起或凹槽或波浪式的起伏特徵同時設在鑲圈上側面和下側面。參照圖3、圖4，鑲圈主體的內側面I可以僅設有一個凸起。參照圖5、圖6，鑲圈主體的內側面I可以設有多個凸起，多個凸起均勻設置在鑲圈主體的內側面I上。參照圖7、圖8，鑲圈主體的內側面I可以僅設有一個凹槽。參照圖9、圖10，鑲圈主體的內側面I可以設有多個凹槽，多個凹槽均勻設置在鑲圈主體的內側面I上。
參照圖11、圖12，鑲圈主體的內側面I可以設有波浪式起伏結構。參照圖13、圖14，鑲圈主體的上側面2可以僅設有一個凸起。參照圖15、圖16，鑲圈主體的上側面2可以設有多個凸起，多個凸起均勻設置在鑲圈主體的內側面I上。參照圖17、圖18，鑲圈主體的上側面2可以僅設有一個凹槽。參照圖19、圖20，鑲圈主體的上側面2可以設有多個凹槽，多個凹槽均勻設置在鑲圈主體的上側面2上。
參照圖21、圖22，鑲圈主體的上側面2可以設有波浪式起伏結構。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，包括一鑲圈主體，所述鑲圈主體呈圓環狀，其特徵在於，所述鑲圈主體的內側面為非連續迴轉面。
2.根據權利要求I所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體的內側面設有凸起、凹槽或起伏的波浪式中的一種。
3.根據權利要求I所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體的上側面為非連續迴轉面。
4.根據權利要求3所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體的上側面設有凸起、凹槽或呈起伏的波浪式中的一種。
5.根據權利要求I或3所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體的下側面為非連續迴轉面。
6.根據權利要求5所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體的下側面設有凸起、凹槽或呈起伏的波浪式中的一種。
7.根據權利要求I所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體為採用奧氏體鑄鐵製成。
8.根據權利要求I所述的非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，其特徵在於所述鑲圈主體為採用高鎳奧氏體鑄鐵製成。
全文摘要
本發明涉及活塞製作零部件領域，具體涉及一種鑄鐵鑲圈。非連續迴轉表面鑄鐵鑲圈，包括鑲圈主體，鑲圈主體呈圓環狀，鑲圈主體的內側面、上側面或下側面為非連續迴轉面。由於採用上述技術方案，本發明鑲圈與鋁基體結合更為緊密，可以承受更大的切向加工力，有效降低活塞機械加工中的不合格品數量。在活塞的使用過程中，提高抵抗鑄鐵鑲圈剝離活塞本體材料的能力，提高活塞的可靠性。同時由於增加了鑲圈與鋁基體的接觸面積，更有利於活塞頭部熱量從鑲圈傳出，從而降低活塞的頭部溫度，提高活塞的可靠性。
文檔編號F02F3/08GK102628409SQ20121004111
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月22日 優先權日2011年12月6日
發明者單山嵩, 徐浩, 李奇, 柳雋卓, 柴海嘯, 程桂森, 馬振飛 申請人:馬勒技術投資(中國)有限公司