[00130494]一种钢活塞摩擦焊夹紧定位方法

为了适应实现欧Ⅴ、欧Ⅵ排放发动机爆发压力提升至20MPa以上的需求,而传统铝活塞无法满足,必须使用钢质活塞。而一种含有内冷油道的钢质活塞的制造方案是,把活塞分为活塞头部与钢质活塞裙部,预先对内冷油道的上、下两部分进行加工,通过摩擦焊接方式将钢质活塞头与钢质活塞裙组合起来,从而形成活塞的内冷油道。传统的摩擦焊夹紧方法都是夹紧工件外圆,以活塞裙部下端面作顶锻支撑面,但是由于活塞裙部为中空壳型结构,活塞裙部外圆存在的不规则面窗结构,呈不完整的圆周面,且由于裙部壁薄,使传统的摩擦焊夹紧定位方法在实际应用中存在以下严重的问题： （1）周向夹持力易导致裙部外圆变形,形成废品; （2）轴向定位基准为活塞裙部下端面,由于壁薄,在焊接和顶锻过程中变形,导致焊接后活塞总长、头部和裙部的同轴度均无法保证; （3）焊接后销孔受挤压变形严重。 针对以上问题,发明了一种钢活塞摩擦焊夹紧定位方法,并通过调整产品设计和工序,焊接后工件无变形和损伤,实现了对活塞焊接后各项尺寸的精确控制。 一种钢活塞摩擦焊夹紧定位方法,在活塞裙部设计并加工出顶锻、定位平面,在夹具上设计弹簧夹套、中间衬套和顶锻定位柱,弹簧夹套和中间衬套一起作用使得活塞完成周向定位和夹紧,顶锻定位柱面顶在活塞的顶锻定位平台上,焊接时,活塞头部在旋转的同时,活塞裙部在夹具的夹持和顶锻下向头部进给,在摩擦和顶锻后完成焊接过程。 该方法的特征在于： 1、根据活塞的结构在销座底端设计并加工出顶锻定位平面,焊接前无销孔,由于该位置壁厚粗大,顶锻时不变形,保证活塞焊接后的总长和同轴度;并避免了顶锻力传导时销孔以及薄壁裙部的变形。 2、弹簧夹套和中间衬套一体起作用保证了夹持面积,避免了被焊活塞外圆面夹伤而导致废品,活塞裙部下端面无顶锻力,避免了变形导致的废品; 3、销孔在焊接后加工,既保证了顶锻时力的传导,又避免了销孔变形导致的废品。 本发明的特点是：产品尺寸控制稳定,工件无变形和损伤,实现对产品焊接质量的精确控制。该技术已在在东风活塞轴瓦有限公司摩擦焊接工艺中得到成功运用,技术成熟稳定。该创新技术的运用保证了产品的尺寸和质量,解决了全钢活塞在摩擦焊接过程中的变形问题,并在东风活塞轴瓦有限公司多个全钢活塞产品（如X7全钢活塞、DCi11全钢活塞、Q13全钢活塞等）的摩擦焊接工艺中成功运用,属国内领先技术水平。获得发明专利一项,专利名称：一种钢活塞摩擦焊夹紧定位方法,专利号ZL201410311464.4