[发明专利]一种钢活塞及其中空内冷油腔成型方法

说明书

本发明公开一种钢活塞，包括一体式的活塞体，活塞体头部的外周侧壁上设置有围绕中心轴线的环形槽，环形槽的开口沿径向朝向活塞体的外部，还包括封闭环形槽开口的镶块，镶块与环形槽底部之间留有空间，以形成封闭中空内冷油腔。本发明还公开一种中空内冷油腔成型方法，包括步骤锻造成型一体式的活塞体，在活塞体头部的外周侧壁上机加工出围绕中心轴线的环形槽，环形槽的开口沿径向朝向活塞体的外部；加工镶块并通过镶块封闭环形槽开口，镶块与环形槽底部之间留有空间，以形成封闭中空内冷油腔。活塞体与镶块的连接处避开了活塞高温应力集中区，防止高温工作出现裂纹，提高设备强度，简化加工过程，不需要特种刀具，成型过程简单，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及发动机部件领域，特别是涉及一种钢活塞。此外，本发明还涉及一种钢活塞中空内冷油腔成型方法。

背景技术

随着发动机强化程度的不断提高，爆发压力越来越高，采用锻钢活塞成为解决活塞高负荷问题的一种方法。锻钢活塞毛坯成型时，不能形成像铝合金活塞一样的活塞内冷中空油腔，只能通过加工得到，再由焊接、盖板密封等方式形成油腔，目前现有的方法为加工出本体和环岸部分，预先加工出油道，组合后焊接两者，但是焊缝区容易出现裂纹、偏析以及气孔等缺陷，且裂纹区正好在活塞的高温及应力集中区，强度较低。

或者加工出头部与裙部，预先加工出油道，组合后焊接两者，在油道内会形成大的飞边，影响油道冷却液填充效果。或者加工出开口轴向向下的沟槽，然后覆盖可拆卸地挡板，但是这种方式沟槽必需能容纳下加工油腔的勾形刀具，并且加工时不产生干涉，加工油腔工艺复杂，不容易大批量生产。

因此，如何提供一种成型方式简单且高强度的钢活塞是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢活塞，通过设置环形槽和封闭环形槽的镶块形成中空内冷油腔，提高强度且成型方式简单。本发明的另一目的是提供一种钢活塞中空内冷油腔成型方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种钢活塞，包括一体式的活塞体，所述活塞体头部的外周侧壁上设置有围绕中心轴线的环形槽，所述环形槽的开口沿径向朝向所述活塞体的外部，还包括封闭所述环形槽开口的镶块，所述镶块与所述环形槽底部之间留有空间，以形成封闭中空内冷油腔。

优选地，所述镶块具体为环形板，所述环形板的径向截面为围绕中心轴线的环形，所述环形板的厚度与所述环形槽开口的尺寸相匹配，以使所述环形板嵌入所述环形槽内并完全封闭所述环形槽，所述环形板的外周侧壁与所述活塞体头部的外周侧壁平齐。

优选地，所述环形板的内周侧壁上设置有围绕中心轴线的环形减重槽。

优选地，所述环形板内周侧壁的两端边缘设置有向内延伸的凸边。

优选地，所述环形板包括对称设置的两个半环板。

优选地，所述半环板与所述环形槽的连接处以及两个所述半环板的连接处均通过高能束焊接。

优选地，两个所述半环板之间的焊缝与所述活塞体长轴的夹角小于45度。

本发明提供一种钢活塞的成型方法，包括步骤：

锻造成型一体式的活塞体，在所述活塞体头部的外周侧壁上机加工出围绕中心轴线的环形槽，所述环形槽的开口沿径向朝向所述活塞体的外部；

加工镶块并通过所述镶块封闭所述环形槽开口，所述镶块与所述环形槽底部之间留有空间，以形成封闭中空内冷油腔。

优选地，所述加工镶块并通过所述镶块封闭所述环形槽开口包括步骤：

加工环形板，所述环形板的径向截面为围绕中心轴线的环形，所述环形板的厚度与所述环形槽开口的尺寸相匹配；

将所述环形板切割为的两个半环板；