内冷腔铝活塞盐芯制作工装改进.pdf

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1、李玉红张斌赵玉凤：内冷腔铝活塞盐芯制作工装改进15内冷腔铝活塞盐芯制作工装改进IIlternalCooUngCaVityofAl啪inumPistonSaltCoreProductionToolingImproVement李玉红张斌赵玉凤(山东滨州渤海活塞股份有限公司)[摘要]本文主要介绍了内冷腔铝活塞盐芯制作工装改进过程和工作原理，通过改进提高了工序加工精度和生产效率，节省了生产成本，提升了产品质量和交付能力。[关键词]盐芯制作工装改进KeywOrds：’rhesaltcoremakingProcess

2、equipmentImpmVementU刖吾活塞是发动机的关键零部件之一．随着汽车行业的快速发展、发动机的不断强化．对活塞的需求越来越高，活塞的热负荷越来越高，为了满足使用要求，活塞的结构设计随之也在变化．整体内冷油腔活塞、钢顶铝裙、整体锻钢、复合材料、铸铁活塞应运而生。高增压发动机和高负荷柴油机的燃烧过程所产生的热量非常高，必须对其活塞强制冷却，活塞头部设计增加内冷油腔。铝活塞内冷油腔的形成方法有压配法、铜管腐蚀法、电子束焊接法、直接铸人法和水溶性盐芯法。其中水溶性盐芯法即以成本较低的水溶性盐(食盐)为

3、材料制成盐芯，铸造时在盐芯的两个销孑L内插入支撑销钉．并将盐芯安放到活塞模具上，以其作为油腔的型芯，浇铸铝活塞，然后钻出进油孑L和出油孑L，用高压水将盐芯冲出，最后形成与盐芯形状相适应的冷却油腔(如图1)。盐芯要与铝活塞的冷却油腔形状、尺寸相适应，并且要有足够的强度、足够的熔点、较小的热膨胀系数、化学性能稳定，以适应铸造工序的各种条件，且与铝合金液不产生反应，盐芯要易于溶解，以便盐芯铝活塞铸造后便于冲洗，食盐不残留通道内部，盐芯的表面应光洁，尺寸精度高，从而形成光滑、尺寸准确的冷却油道。1现状内冷活塞是随

4、着汽车的发展、产品结构、性能的不断提高的新型活塞结构形式。我公司生产采用的是将水溶性盐芯铸入活塞头部，从而形成活塞“内冷却油道”的制造形式，此方式可使得“内冷却油道”内表面光滑，提高其冷却效果。盐芯的材料一般选用食盐，因为食盐熔点(约800℃)高于铝合金熔点(710℃)、易冲洗，但是食盐成型之后往往存在强度较低、加工过程易碎的缺点，为此传统的盐芯制作多在成型过程添加适量的树脂等粘结剂。盐j告制作工艺过程：食盐焙烤一混盐一压制一车削一钻削一干燥与烧结一检验一贮存待用。，在盐芯生产初期，由于内冷活塞需求量较少

5、。产品批量化程度低，盐芯制作工艺不够成熟，生产手段简单、自动化程度低，废品率较高；随着近几年“内冷却油道”结构越来越多的采用．内冷活塞市场需求量激增，盐芯制作生产效率低、废品率高的问题日渐凸显，成为生产流程中的瓶颈．严重制约生产进度，影响交货期；同时由于废品数量多，材料损16内燃机与配件2013年第6期耗大、生产成本高，盐芯废品率高成为当前亟待解决的问题，盐芯制作规模化要求越来越迫切。我分厂与技术部成立项目组，对盐芯制作工艺、工装进行攻关改进。2原因分析项目组成员对生产批量大的3A盐芯废品形式进行跟踪统计

6、分析．统计显示造成盐芯报废的主要废品形式是烤断、钻断、车断、压不实(如图2)，成员从多方面进行了分析论证，对可能因素一一分析，现场验证，确认影响盐芯质量、生产效率的主要原因有：图2盐芯匿品形式绣计(1)周向密度不均：现盐芯压制工序采用手工上盐，盐量分布不均，压制成型后盐芯周向密度不均匀，经干燥或烤制后容易变形甚至断裂，出现废品多，盐芯成品率低。(2)存放时间及方式不合理：现盐芯加工车间半成品直接存放在生产现场，盐芯存储盒落地放置．盐芯在空气中存放时间过长、造成盐芯吸潮．特别是夏季、阴雨天气空气湿度大，易造

7、成盐芯湿度过大断裂，出现大量废品。(3)车削力不稳定：盐芯车削加工中手动进给，转速快，进给速度不均，易形成应力集中，加工中出现断裂现象，产生废品。(4)钻削力不稳定：盐芯钻削使用台钻．手动进给，转速高，进给速度不均，定位不准确、不稳定，加工中易出现钻偏、断裂现象，产生废品。3改进方案项目组成员经过论证．确定实施改进方案：(1)盐芯压制工序改进上盐方式，对设备进行改造，安装上盐盒，气缸匀速进给，实现自动上盐，消除盐芯压制后周向密度不均问题。(2)改变盐芯存贮方式、环境，设计投制隔离架使盐芯与地面分离，盐芯半

8、成品设置专用存储室存放，存储室加装除湿装置，将空气湿度降至使用要求，避免空气湿度大盐芯吸潮导致的断裂。(3)盐芯车削机床加装气动阀，实现气动阀自动进给，匀速进给加工切削，切屑力稳定。(4)盐芯钻削选用自动进给双头钻加工盐芯．实现匀速进给，盐芯定位后两孔同时加工．匀速进给钻削，避免了单孑L加工，重复定位产生的钻偏现象，同时切削力稳定，避免钻削中的断裂现象。4实施效果方案实施后，解决了导致盐芯制作废品高的主要因素，经过三个月的数据