一种闭塞模锻造模具结构的制作方法

1.本实用新型属于汽配零件制造技术领域，具体涉及一种闭塞模锻造模具结构。


背景技术：

2.活塞作为汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件，其主要作用是承受气缸中的燃烧压力，并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。从零件本身结构来看，由于活塞属于外形较为复杂的小型零件，呈柱状，外周侧表面两侧都有凹入部位或减重槽，可参见cn304111733s，且其壁厚较薄，故常采用压铸、熔模铸造、金属铸造等精密铸造方法，得到的金属铸件不可避免地存在气孔，材料松软强度低，并且其生产率很低。
3.如现有专利cn103372643a所涉及的一种内燃机用活塞的制造装置及制造方法，制造装置包括固定模和相对于固定模能够沿上下方向移动设置的可动模，固定模内具有用于填充熔融金属（铸造液）的模腔；具体使用时，浇注完成后，等待熔融金属冷却固化，然后使可动模上升以完成脱模，进一步分解其固定模，最后取出所铸造的活塞坯料。该制造装置及现有的其它铸造模具在成型过程中均需要等待熔融金属冷却固化，脱模过程也需要分解模具，然后再装配，整个制造过程存在效率较低的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种闭塞模锻造模具结构，避免通过铸造模具成型的活塞存在效率较低的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种闭塞模锻造模具结构，包括底座，所述底座上设有下模，所述下模的上表面凹入设有成型模腔，所述成型模腔的正上方设有可竖向滑动的上模，所述上模的自由端向下运动可伸入至成型模腔内以对成型模腔内的待成型件做功；所述下模由左右对称的两个半模组成，所述成型模腔也对应分别开设于两个半模相对的内端面上以便脱模；
7.所述底座的上表面开设有凹入的凹腔，下模设于所述凹腔内，所述凹腔的内侧壁向下具有斜度以使凹腔向上呈敞口状，两个半模的外侧面分别与凹腔的内侧壁之间通过滑轨组件以使半模可沿凹腔内侧壁的斜度上下滑动，从而实现两半模的分合；
8.两个半模的下方设有可竖向滑动的顶模机构，所述顶模机构向上运动可驱使两个半模沿凹腔内侧壁的斜度向上滑动实现分模；
9.还包括上模脱模机构，所述上模脱模机构用于上模向上运动离开成型模腔前给下模施加向下的力以保持两个半模的合模状态。
10.进一步完善上述技术方案，所述凹腔为倒置的圆台形，下模的外侧面与凹腔的内侧壁对应，所述滑轨组件包括相互适配的滑槽和导轨，滑槽开设于半模外侧面的中部位置以使两半模分合过程中内端面始终保持正对；导轨对应设于凹腔的内侧壁上。
11.进一步地，所述滑槽为燕尾槽或t形槽，所述导轨对应为燕尾形导轨或t形导轨。
12.进一步地，所述上模脱模机构为弹性连接件，所述弹性连接件设于上模和下模之
间，弹性连接件的上端与上模固连，下端位于两半模正上方，上模向下运动时，弹性连接件的下端先接触两半模，上模的自由端再对成型模腔内的待成型件做功，上模的自由端向上运动离开成型模腔前，所述弹性连接件的下端始终与两半模的上表面相抵接。
13.进一步地，上模具有竖直向下延伸的冲头部并形成为所述上模的自由端，所述弹性连接件为螺旋压簧，所述螺旋压簧套在冲头部的外侧。
14.进一步地，所述顶模机构包括推块，凹腔的底壁向下延伸形成有凹槽，所述推块设于所述凹槽内；
15.两半模合拢时，推块的上表面与两个半模的下表面相贴；推块连接有向下延伸的推杆，所述推杆向下活动穿出所述底座。
16.进一步地，成型模腔的内侧面具有垂直于半模内端面的凸起。
17.进一步地，所述成型模腔位于下模的中部且成型模腔的底壁高于下模的下表面。
18.进一步地，底座外侧壁向外延伸有若干支耳，支耳上竖向贯穿开设有通孔以用于拉螺杆。
19.相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
20.1、本实用新型的一种闭塞模锻造模具结构，考虑到成型件的外周侧表面具有凹入部位或减重槽，将用于放置下模的凹腔设计成向上呈敞口状，并进一步在两半模与凹腔之间设置滑轨组件，并通过顶模机构来驱动两半模斜向上滑动，从而实现两半模可沿凹腔内侧壁的斜度向上滑出实现斜向分模；同时为了避免上模完成模锻成型后向上运动离开成型模腔时，上模与下模之间分离困难、损坏滑轨，通过所述上模脱模机构在上模向上运动离开成型模腔前给下模施加向下的力以保持两个半模的合模状态；上述结构能有效提高闭塞模锻成型的工作效率，模具分模也很方便。本结构可通过锻造的方式成型外周侧表面两侧具有凹入部位或减重槽的活塞，相较目前的铸造成型，有效提高生产效率。
21.2、本实用新型的一种闭塞模锻造模具结构，将成型模腔设计在整个下模内中间位置，不用推块来组合形成为成型模腔的底壁，使得待成型件因受到挤压而变形流动所产生的向外、向上的压力和冲头部向下施加的压力都由下模来承受，避免两个半模斜向上滑动，保证成型模腔的完整性，从而保证模锻成型效果。
22.3、本实用新型的一种闭塞模锻造模具结构，不限于成型外周侧表面两侧具有凹入部位或减重槽的活塞，其它类似结构零件也可以适应性使用。
附图说明
23.图1为实施例的一种闭塞模锻造模具结构的结构示意图；
24.其中，底座1，凹腔101，支耳2，成型模腔301，半模31，冲头部4，固定部41，推块51，推杆52，上模6，螺旋压簧7。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附
图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。
27.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
28.请参见图1，具体实施例的一种闭塞模锻造模具结构，包括底座1，所述底座1上设有下模，所述下模的上表面凹入设有成型模腔301，所述成型模腔301的正上方设有可竖向滑动的上模6，所述上模6的自由端向下运动可伸入至成型模腔301内以对成型模腔301内的待成型件做功；所述下模由左右对称的两个半模31组成以形成哈夫模具，所述成型模腔301也对应分别开设于两个半模31相对的内端面上以便脱模；
29.所述底座1的上表面开设有凹入的凹腔101，下模设于所述凹腔101内，所述凹腔101的内侧壁向下具有斜度以使凹腔101向上呈敞口状，两个半模31的外侧面分别与凹腔101的内侧壁之间通过滑轨组件以使半模31可沿凹腔101内侧壁的斜度上下滑动，从而实现两半模31的分合；
30.两个半模31的下方设有可竖向滑动的顶模机构，所述顶模机构向上运动可驱使两个半模31沿凹腔101内侧壁的斜度向上滑动实现分模；
31.还包括上模脱模机构，所述上模脱模机构用于上模6向上运动离开成型模腔301前给下模施加向下的力以保持两个半模31的合模状态。
32.实施例的一种闭塞模锻造模具结构，基于哈夫模具的设计，考虑到成型件的外周侧表面具有凹入部位或减重槽，故将用于放置下模的凹腔101设计成向上呈敞口状，并进一步在两半模31与凹腔101之间设置滑轨组件，并通过顶模机构来驱动两半模31斜向上滑动，从而实现两半模31可沿凹腔101内侧壁的斜度向上滑出实现斜向分模；同时为了避免上模6完成模锻成型后向上运动离开成型模腔301时，上模6与下模之间分离困难、损坏滑轨，通过所述上模脱模机构在上模6向上运动离开成型模腔301前给下模施加向下的力以保持两个半模31的合模状态；上述结构能有效提高闭塞模锻成型的工作效率，模具分模也很方便。
33.请继续参加图1，其中，所述凹腔101为倒置的圆台形，下模的外侧面与凹腔101的内侧壁对应，所述滑轨组件包括相互适配的滑槽和导轨，滑槽开设于半模31外侧面的中部位置以使两半模31分合过程中内端面始终保持正对；导轨对应设于凹腔101的内侧壁上。
34.这样，相较倒置四棱锥台形或其它形状，倒置的圆台形的凹腔101和下模更便于加工制造，滑槽直接机加开槽，导轨可以单独制造，装配连接。通过所述导轨和滑槽的设计，能够保证两半模31斜向上滑动实现分模时，水平方向是朝向远离另一个半模31的方向；且每侧导轨和滑槽的位置可以互换，并不影响所述滑轨组件的效果。
35.其中，所述滑槽为燕尾槽或t形槽，所述导轨对应为燕尾形导轨或t形导轨。
36.这样，可以保证两半模31和底座1之间始终通过滑轨组件实现滑动连接，不会出现两半模31异常脱离底座1的情况。
37.其中，所述上模脱模机构为弹性连接件，所述弹性连接件设于上模6和下模之间，弹性连接件的上端与上模6固连，下端位于两半模31正上方，上模6向下运动时，弹性连接件的下端先接触两半模31，上模6的自由端再对成型模腔301内的待成型件做功，上模6的自由端向上运动离开成型模腔301前，所述弹性连接件的下端始终与两半模31的上表面相抵接。
38.这样，通过上述上模脱模机构的具体设计，通过弹性连接件的弹性变形来保证上模6的自由端离开成型模腔之前，能始终给下模施加向下的力；实施时，所述上模脱模机构也可以是设于两半模31正上方的机械手或活动挡块，通过时机控制，在上模6的自由端向上运动离开成型模腔之前，始终按住或挡住下模。本实施例利用弹性连接件的弹性变形来达到相应效果，弹性连接件固连在上模上，与上模同步运动，时效性更好，无需其他控制机构，更简单可靠。
39.其中，上模6具有竖直向下延伸的冲头部4并形成为所述上模6的自由端，所述弹性连接件为螺旋压簧7，所述螺旋压簧7套在冲头部4的外侧。
40.实施时，弹性连接件可以采用材质为聚氨酯橡胶的柱状体，直接利用材料本身的弹性变形。本实施例中，基于凸出的冲头部的结构、以及两个半模的特定，采用套设在冲头部4的外侧的螺旋压簧7作为弹性连接件，连接可靠，受力均匀，只用一个弹性连接件可保证对两个半模的作用效果。可以理解的是，所述螺旋压簧7的长度设计需保证，当螺旋压簧7随上模6一起向下运动时，螺旋压簧7的下端先接触两半模31的上表面并发生弹性变形，且上模6完成模锻成型后向上运动离开成型模腔301之前，螺旋压簧7的下端也始终与两半模31的上表面相抵接。
41.实施时，上模6的中部向下延伸设有一圈凸沿以形成固定部41，冲头部4形成在固定部41下表面中间位置；螺旋压簧7与冲头部4的外壁之间设有间隙；螺旋压簧7的上端与固定部41的下表面相固定连接。
42.这样，避免螺旋压簧7和冲头部4之间发生干涉。
43.其中，所述顶模机构包括推块51，凹腔101的底壁向下延伸形成有凹槽，所述推块51设于所述凹槽内；
44.两半模31合拢时，推块51的上表面与两个半模31的下表面相贴，推块51上表面的边沿不超出于两个半模31合拢时整个下模下表面的边沿；推块51连接有向下延伸的推杆52，所述推杆52向下活动穿出所述底座1。
45.这样，可以在冲头部向下做功时，在两个半模的底部提供支撑力，提高模具使用寿
命。所述顶模机构结构简单，方便模锻完成后，将两半模31从凹腔101内顶出并沿其内侧壁的斜度向上滑动打开实现斜向分模，成型件收到向两侧的拉力并脱离出任一半模31的成型模腔301，脱离过程中的拉力使成型件在另一半模31的成型模腔301内的粘接力度降低，脱模所需力降低，可以将成型件直接或轻微敲击后从另一半成型模腔301中取出。
46.其中，所述推块51为圆柱状，推块51的直径大于下模分模完成时两个半模31内端面之间的距离；成型模腔301的内侧面具有垂直于半模31内端面的凸起。
47.这样，使得下模斜向分模的过程中，推块51始终托住两半模31；成型模腔内侧面的设计则是为了在待成型件的侧面形成凹形，以使本模具适用于需在外周侧表面开设凹入部位或减重槽的待成型件。
48.其中，所述成型模腔301位于下模的中部且成型模腔301的底壁高于下模的下表面，下模的上表面向下开设有连通至成型模腔301的通道以便上模6的自由端伸入至成型模腔301内，该通道也对应开设于两个半模31相对的内端面上。
49.这样，将成型模腔301设计在整个下模内中间位置，不用推块来组合形成为成型模腔的底壁，使得待成型件因受到挤压而变形流动所产生的向外、向上的压力和冲头部4向下施加的压力都由下模来承受，避免两个半模31斜向上滑动，保证成型模腔的完整性，从而保证模锻成型效果。
50.其中，底座1外侧壁向外延伸有若干支耳2，支耳2上竖向贯穿开设有通孔以用于拉螺杆。
51.这样，保证底座1的结构稳定。也方便底座1的制造，可以是多层分层制造然后重叠放置的装配结构，通过支耳2拉螺杆全部压紧连接在拉力机设备上，上模也是可滑动连接在拉力机设备的竖向导柱上。
52.本闭塞模锻造模具结构使用时，两半模31向下滑动并向内合拢，坐在推块51上，将待成型件放入所述成型模腔301内，上模6的冲头部4向下运动对成型模腔301内的待成型件做功，使待成型件的坯料充满整个成型模腔301，在这个过程中，两个半模31的上表面始终受到来自螺旋压簧7的压力，保证成型模腔301的完整性；当待成型件模锻成型后，上模6向上运动离开成型模腔301，顶模机构（动力源图中未示出）的推杆52推动推块51向上运动，推块51推动两半模31沿凹腔101内侧壁的斜度向上滑动实现分模，取出成型件。
53.总结来说，相对于铸造活塞，锻造活塞具有以下优势：
54.高强度和耐磨性：锻造活塞通常采用高强度的铝合金材料，具有更高的强度和刚度，能够承受更大的压力和温度。这使得锻造活塞在高性能引擎和重负荷工况下具有更好的耐久性和可靠性。
55.精确的尺寸控制：锻造活塞制造过程中通过施加压力和冷却处理，能够更好地控制活塞的形状和尺寸。这使得锻造活塞具有更高的尺寸精度和一致性，确保活塞与汽缸之间的密封性能和配合精度。
56.密度均匀性：锻造过程中金属材料会受到强烈的塑性变形，使得金属内部结构更加均匀致密。相比之下，铸造活塞的材料结构相对较松散，可能存在气孔、夹杂物等缺陷。锻造活塞的均匀密度有助于提高其抗疲劳性能和承载能力。
57.优化的形状设计：锻造活塞可以通过优化的形状设计实现更好的燃烧室效率和动力性能。锻造活塞通常具有减重和减摩设计，如减小顶部重量、改进活塞环槽、优化散热通
道等，有助于提高发动机的功率输出和燃油经济性。
58.可定制性和可修复性：锻造活塞可以根据具体应用的需求进行定制，满足不同发动机设计的要求。此外，锻造活塞通常具有更好的可修复性，一旦发生损坏或磨损，可以进行修复或再加工，延长使用寿命。
59.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种闭塞模锻造模具结构，包括底座，所述底座上设有下模，所述下模的上表面凹入设有成型模腔，所述成型模腔的正上方设有可竖向滑动的上模，所述上模的自由端向下运动可伸入至成型模腔内以对成型模腔内的待成型件做功；所述下模由左右对称的两个半模组成，所述成型模腔也对应分别开设于两个半模相对的内端面上以便脱模；其特征在于：所述底座的上表面开设有凹入的凹腔，下模设于所述凹腔内，所述凹腔的内侧壁向下具有斜度以使凹腔向上呈敞口状，两个半模的外侧面分别与凹腔的内侧壁之间通过滑轨组件相连以使半模可沿凹腔内侧壁的斜度上下滑动，从而实现两半模的分合；两个半模的下方设有可竖向滑动的顶模机构，所述顶模机构向上运动可驱使两个半模沿凹腔内侧壁的斜度向上滑动实现分模；还包括上模脱模机构，所述上模脱模机构用于上模向上运动离开成型模腔前给下模施加向下的力以保持两个半模的合模状态。2.根据权利要求1所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：所述凹腔为倒置的圆台形，下模的外侧面与凹腔的内侧壁对应，所述滑轨组件包括相互适配的滑槽和导轨，滑槽开设于半模外侧面的中部位置以使两半模分合过程中内端面始终保持正对；导轨对应设于凹腔的内侧壁上。3.根据权利要求2所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：所述滑槽为燕尾槽或t形槽，所述导轨对应为燕尾形导轨或t形导轨。4.根据权利要求1所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：所述上模脱模机构为弹性连接件，所述弹性连接件设于上模和下模之间，弹性连接件的上端与上模固连，下端位于两半模正上方，上模向下运动时，弹性连接件的下端先接触两半模，上模的自由端再对成型模腔内的待成型件做功，上模的自由端向上运动离开成型模腔前，所述弹性连接件的下端始终与两半模的上表面相抵接。5.根据权利要求4所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：上模具有竖直向下延伸的冲头部并形成为所述上模的自由端，所述弹性连接件为螺旋压簧，所述螺旋压簧套在冲头部的外侧。6.根据权利要求1所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：所述顶模机构包括推块，凹腔的底壁向下延伸形成有凹槽，所述推块设于所述凹槽内；两半模合拢时，推块的上表面与两个半模的下表面相贴；推块连接有向下延伸的推杆，所述推杆向下活动穿出所述底座。7.根据权利要求1所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：成型模腔的内侧面具有垂直于半模内端面的凸起。8.根据权利要求1所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：所述成型模腔位于下模的中部且成型模腔的底壁高于下模的下表面。9.根据权利要求1所述一种闭塞模锻造模具结构，其特征在于：底座外侧壁向外延伸有若干支耳，支耳上竖向贯穿开设有通孔以用于拉螺杆。

技术总结
本实用新型涉及一种闭塞模锻造模具结构，包括底座，底座上设有下模，下模的上表面凹入设有成型模腔，成型模腔的正上方设有可竖向滑动的上模，所述上模的自由端向下运动可伸入至成型模腔内；底座的上表面开设有凹入的凹腔，下模设于所述凹腔内，凹腔的内侧壁向下具有斜度，两个半模的外侧面分别与凹腔的内侧壁之间通过滑轨组件相连；两个半模的下方设有可竖向滑动的顶模机构，顶模机构向上运动可驱使两个半模沿凹腔内侧壁的斜度向上滑动实现分模；还包括上模脱模机构，所述上模脱模机构用于上模向上运动离开成型模腔前给下模施加向下的力。本结构可通过锻造的方式成型外周侧表面两侧具有凹入部的零件，相较铸造成型，可有效提高生产效率。生产效率。生产效率。


技术研发人员：龙永绥 杨红志
受保护的技术使用者：重庆李向好冷挤压技术有限责任公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/1