大型铝合金活塞倾转铸造机轻量化设计与研制

王丽霞 宋文平 刘辉

(①滨州学院自动化系，山东滨州 256603;②山东滨州渤海活塞股份有限公司，山东滨州 256602)

活塞作为发动机的关键零件，其毛坯铸造技术及设备都有专业化的特点。目前国内外铝合金活塞铸造大多采用金属型重力铸造方式，即从金属模具顶部设计的浇口浇铸液态合金材料，利用重力，自上而下布满整个模具型腔。模具组件由顶模、外模、内芯、边芯组成，通过各自的连接件和导向件安装在工作台上，在浇铸时，活塞模具组件直立放置，模具的顺序开合动作均由液压原件及系统来完成。对于镶圈等类型活塞，为使浇铸更加平稳，减缓铝液对模具及内置件的冲击，提高毛坯质量，通常的做法是将工作台设计成可倾转模式，即在浇铸铝液之前，模具组件随工作台倾转，与水平面之间形成20°～30°夹角。工作台及所有附加在其上面的模具、驱动油缸、导向滑轨等组件通过对称布置的倾转装置，安装在以地脚螺栓固定的床身上。对于活塞直径在200 mm以下的倾转铸造机，由于模具尺寸和驱动油缸规格不大，其工作台和床身尺寸并不庞大，但对于直径超过200 mm甚至达到300 mm的大型柴油机和船用活塞，其模具组件尺寸就达到了500 mm以上，外模油缸行程也在300 mm以上，如果仍按照上述传统结构设计倾转工作台，那么工作台的尺寸和重量都将十分庞大。为此，对于大型活塞铸造机，如何减小工作台的尺寸和重量，使结构更加紧凑，从而提高效率，降低能耗，是我们研究的关键所在。……