活塞的制造方法以及活塞与流程

本发明涉及活塞技术领域，特别涉及一种活塞的制造方法以及用该活塞的制造方法制造的活塞。

背景技术：

为了实现锻钢活塞头部快速冷却、降低活塞头部温度，内冷通道应合理设计和布局。钢锻造活塞的内冷油道加工工艺性差、难度大，效率低且成本高，围绕内冷油道的成型问题，国内外采用了多种方法，如中国专利cn1813125公开的制造内燃机整体式活塞的方法，中国专利cn101903632公开的用于在内燃机用活塞上固定环形件的方法，中国专利cn101466938公开的内燃机活塞及其制造方法，中国专利cn106150749公开的一种基于激光焊接成型内冷却油道的钢活塞及其加工方法。

相关技术中，由于受限于加工工艺，目前最有效的内冷油道成型方法是通过旋转摩擦焊接或者激光焊接成型。旋转摩擦焊接能有效地解决内冷油道加工和成型问题，但旋转摩擦焊会形成飞边残留在内冷通道内部，影响了冷却效果和使用性能，增加活塞重量，严重时会导致残次品。激光焊接38mnvs6或42crmo等典型锻钢活塞时，存在冷热裂纹问题。因此，对于目前锻钢活塞的制造方法有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种活塞的制造方法，该活塞的制造方法能够提高焊接质量，也能够保证很好的冷却效果。

本发明进一步地提出了一种活塞。

根据本发明的活塞的制造方法包括以下步骤：s1、单独制造活塞的头部和裙部，所述头部的下表面制造为平面，所述裙部的上表面制造为平面，所述头部的下表面和所述裙部的上表面均加工有子冷却油道和销孔，所述头部的下表面还在所述子冷却油道的环形内侧和外侧加工有钎料布置槽；s2、在大气环境下将钎料填充至所述头部的钎料布置槽；s3、所述头部在下，所述裙部在上，定位销配合在所述头部的销孔和所述裙部的销孔内，翻转所述头部和所述裙部使所述头部在上；s4、将所述活塞放入真空钎焊炉进行钎焊。

根据本发明的活塞的制造方法，通过步骤s1、s2、s3和s4配合，能够提高焊接质量，也能够保证很好的冷却效果，从而可以有效解决冷却油道的加工和成型问题。

可选地，在所述步骤s1中，所述头部还加工有燃烧室，所述子冷却油道加工成环绕所述燃烧室。

进一步地，所述头部的下表面和所述裙部的上表面的加工平面度在0.04mm-0.06mm之间，所述头部的下表面和所述裙部的上表面的粗糙度在1.5ra-1.8ra。

具体地，所述钎料布置槽的体积为焊接面积的0.15～0.18倍。

可选地，在所述步骤s4中，钎焊温度为1160-1200℃，保温时间15-60分钟。

进一步地，在所述步骤s4中，采用所述头部自重加压。

根据本发明的活塞包括：头部和裙部，所述头部的下表面和所述裙部的上表面均为平面以形成上下相对的焊接平面，所述头部的下表面和所述裙部的上表面还设置有相对的子冷却油道以形成冷却油道，所述头部的下表面还在所述子冷却油道的环形内侧和外侧设置有钎料布置槽。

可选地，所述头部上形成有燃烧室，所述冷却油道环绕所述燃烧室。

进一步地，所述的活塞还包括：定位销，所述头部的下表面和所述裙部的上表面还设置有销孔，所述定位销伸入所述头部的销孔和所述裙部的销孔内。

具体地，两个所述钎料布置槽到所述冷却油道的距离相同。

可选地，所述头部的下表面和所述裙部的上表面在所述冷却油道的环形内侧还设置有减重子腔。

进一步地，所述头部的下表面和所述裙部的上表面的加工平面度在0.04mm-0.06mm之间，所述头部的下表面和所述裙部的上表面的粗糙度在1.5ra-1.8ra。

附图说明

图1是根据本发明实施例的活塞的剖视图；

图2是根据本发明实施例的活塞的局部放大后的剖视图；

图3是根据本发明实施例的活塞的制造方法的原理图。

附图标记：

活塞10；

头部1；子冷却油道11；销孔12；钎料布置槽13；燃烧室14；下表面15；

裙部2；上表面21；

定位销3；减重子腔4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3详细描述一下根据本发明实施例的活塞10的制造方法。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的制造方法包括以下步骤：s1、单独制造活塞10的头部1和裙部2，也就是说，头部1和裙部2单独设置为两个零部件，然后将头部1和裙部2装配在一起，头部1的下表面15制造为平面，裙部2的上表面21制造为平面，这样头部1的下表面15与裙部2的上表面21能够很好地相互接触，焊接时能够将头部1和裙部2更好地焊接在一起，可以提高焊接质量，从而可以提升活塞10的装配质量。

另外，头部1的下表面15和裙部2的上表面21均加工有子冷却油道11和销孔12，需要解释的是，当头部1和裙部2装配在一起时，头部1的下表面15上的子冷却油道11与裙部2的上表面21上的子冷却油道11对接，可以形成一个冷却油道，冷却油道内可以流动有冷却介质，冷却介质为冷却油。冷却介质起到冷却降温的作用，可以对活塞10起到冷却效果，并且，头部1的下表面15上的销孔12与裙部2的上表面21上的销孔12也可以实现对接。

其中，如图2所示，头部1的下表面15还在子冷却油道11的环形内侧和环形外侧加工有钎料布置槽13，在大气环境下将钎料填充至头部1的钎料布置槽13内，钎料可以为钎焊焊接提供原料，此时头部1在裙部2的下方，裙部2在头部1的上方，并且定位销3配合在头部1的销孔12和裙部2的销孔12内，这样能够使头部1和裙部2很好地配合在一起，然后翻转头部1和裙部2使头部1在上，裙部2在下，然后把活塞10放入真空钎焊炉进行钎焊，如此设置能够防止钎焊焊接时形成飞边残留在冷却油道内部，可以保证活塞10的冷却效果和使用性能，也能够防止出现冷热裂纹问题，从而可以提高焊接质量，进而可以有效解决冷却油道的加工和成型问题。

可选地，如图1所示，在步骤s1中，头部1还加工有燃烧室14，子冷却油道11加工成环绕燃烧室14，需要说明的是，头部1的下表面15上的子冷却油道11与裙部2的上表面21上的子冷却油道11对接形成的冷却油道环绕燃烧室14，如此设置能够增大冷却油道的面积，可以更好地对燃烧室14降温，从而可以进一步保证冷却效果。

进一步地，头部1的下表面15和裙部2的上表面21的加工平面度在0.04mm-0.06mm之间，头部1的下表面15和裙部2的上表面21的粗糙度在1.5ra-1.8ra，例如：头部1的下表面15和裙部2的上表面21的加工平面度可以为0.05mm,头部1的下表面15和裙部2的上表面21的粗糙度可以为1.6ra。在钎焊焊接过程中，如此设置的头部1的下表面15和裙部2的上表面21能够更好地焊接在一起，可以进一步提升焊接质量，从而可以防止头部1的下表面15与裙部2的上表面21的焊接处开裂，进而可以提升活塞10的结构强度。

具体地，钎料布置槽13的体积可以为焊接面积的0.15～0.18倍，这样能够在钎料布置槽13内填充足量的钎料，可以保证钎焊焊接时具有足量的钎料满足焊接需求，而且还可以节省钎料，从而可以保证焊接工作的顺利进行。

可选地，钎焊温度可以为1160-1200℃之间，保温时间可以为15-60分钟之间，如此设置可以使得活塞10处于一个适宜的焊接环境，可以进一步保证焊接工作的顺利进行，也可以进一步提升焊接质量，从而可以提升活塞10的品质。

进一步地，在步骤s4中，采用头部1自重加压，如此设置能够省去单独设置加压装置的工序，可以简化活塞10的制造过程，从而可以使制造更加简单，并且，也可以省去开发加压装置的过程，从而可以降低制造成本。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的活塞10包括：头部1和裙部2，头部1的下表面15和裙部2的上表面21均为平面，当头部1的下表面15和裙部2的上表面21相互接触时，可以形成上下相对的焊接平面，头部1的下表面15和裙部2的上表面21还设置有相对的子冷却油道11，头部1的下表面15上的子冷却油道11与裙部2的上表面21上的子冷却油道11对接，可以形成一个冷却油道，冷却油道内可以流动有冷却介质，冷却介质起到冷却降温的作用，可以对活塞10起到很好的冷却效果。另外，头部1的下表面15还在子冷却油道11的环形内侧和外侧设置有钎料布置槽13，在大气环境下将钎料填充至头部1的钎料布置槽13内，钎料可以为钎焊焊接提供原料。

可选地，如图1所示，头部1上形成有燃烧室14，冷却油道环绕燃烧室14，需要说明的是，头部1的下表面15上的子冷却油道11与裙部2的上表面21上的子冷却油道11对接形成的冷却油道环绕燃烧室14，如此设置能够增大冷却油道的面积，可以更好地对燃烧室14降温，从而可以进一步保证冷却效果时。

进一步地，如图1所示，活塞10还包括：定位销3，头部1的下表面15和裙部2的上表面21还设置有销孔12，定位销3伸入头部1的销孔12和裙部2的销孔12内，如此设置能够把头部1和裙部2很好地装配在一起，可以对头部1和裙部2的相对位置起到位置固定的作用。

具体地，两个钎料布置槽13到冷却油道的距离相同，如此设置能够提升头部1的结构一致性，可以使头部1的结构更加稳定，从而可以提升活塞10的结构稳定性，并且，在焊接过程中，能够保证冷却油道的内侧和外侧焊接结构的一致性，可以进一步提升焊接效果。

可选地，如图1所示，头部1的下表面15和裙部2的上表面21在冷却油道的环形内侧还设置有减重子腔4，当头部1的下表面15和裙部2的上表面21对接时，头部1的下表面15上的减重子腔4和裙部2的上表面21上的减重子腔4对接在一起，可以形成一个减重腔，减重腔具有减重作用，能够减小活塞10的重量。

进一步地，头部1的下表面15和裙部2的上表面21的加工平面度在0.04mm-0.06mm之间，头部1的下表面15和裙部2的上表面21的粗糙度在1.5ra-1.8ra之间，例如：头部1的下表面15和裙部2的上表面21的加工平面度可以为0.05mm,头部1的下表面15和裙部2的上表面21的粗糙度可以为1.6ra，在钎焊焊接过程中，如此设置的头部1的下表面15和裙部2的上表面21能够更好地焊接在一起，可以进一步提升焊接质量，从而可以防止头部1的下表面15与裙部2的上表面21的焊接处开裂，进而可以提升活塞10的结构强度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。