CN106914729A - 气缸衬套上的交叉型网纹网状图案 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸衬套上的交叉型网纹网状图案，用于机加工圆柱形工件的外圆周表面的装置。机加工装置包括工具保持器；保持器可绕着第一旋转轴线旋转。成形辊支撑在工具保持器上，以便于可绕着第二旋转轴线旋转。第二旋转轴线平行于工件的圆柱形镗的中心轴线。成形辊具有的直径小于工件的圆柱形镗的直径。切割工具适于在限定工件的圆柱形镗的外圆周表面上形成多个肉眼可见的凹槽。

Description

气缸衬套上的交叉型网纹网状图案

技术领域

本发明涉及一种用于机加工工件的外周表面的装置。衬套限定为管状气缸衬套。衬套被装配进用于内燃机的发动机组的缸镗。特别地，本发明涉及一种用于在工件的外周表面上创建肉眼可见的凹槽的装置。这些肉眼可见的凹槽形成为通道以辅助并且增强衬套的外周周围液体金属的流动。

背景技术

通常，预制铸铁气缸衬套定位在用于形成用于内燃机的发动机组的模具内部。熔融铝喷入模具中并且围绕气缸衬套。熔融铝采用模具的形状并且形成发动机组形状。气缸衬套变成铸铝发动机组的组成部分。因为衬套和发动机组金属不相似，所以铝金属和铸铁之间的界面不一致并且不整齐。该不一致性表现其本身为各种形状：孔洞、泡沫以及间隙。这些不一致性削弱了衬套和发动机组之间的结合强度。

衬套和发动机组之间的结合强度必须足够大以抵抗典型地见于大多数内燃机中的粗糙操作环境。不一致的结合界面和遭受的结合强度会引起发动机组的较早故障。这些故障会导致昂贵的发动机的维修。

气缸衬套的内部被喷丸处理以增加衬套的表面粗糙度。喷丸处理还从衬套的外表面移除水垢和其他外来物质。移除水垢和污物可以增强铸造发动机组中铝和铸铁界面之间的结合。

喷丸处理机械地变形衬套的外表面。但是，表面变形的程度在发动机组铸造操作期间未对流动在衬套周围的液体金属提供太多增强。一种增强且优化流动在衬套的内表面周围的液体金属的机构有必要强化衬套和发动机组之间的粘着结合。

增加熔融铝流动的机构还必须是节约成本的并且易于执行。发动机部件的利润率非常低，并且自动化制造不期望对产品添加任何成本。

发明内容

可获得若干方法用于机加工具有圆柱面的衬套，例如，汽车曲轴主轴颈，从粗糙至抛光直径。用于机加工沟槽至圆柱面的流行的方法被称为磨削转动扩孔(plunge turningbroaching)方法。使用该方法，衬套绕着其轴线旋转，工具被移动至工件的旋转表面。在本申请中使用的是工装方法。如果旋转工件不是实践的或者期望的，则可以保持工件静止，并且工具绕着工件以圆周运动旋转。

在该实施例中使用的第二种方法是公知为外部盘式研磨的研磨方法。成形为切割器主体的杆具有多个沿着切割主体等距隔开的切割插件。将被机加工的衬套表面以固定速度旋转并且接触切割插件。

插件和切割杆相对于衬套表面是静止的，并且安装在切割主体表面的是多个均匀周向等距隔开的切割插件位于相同半径处并且处于相同方位。衬套移动通过切割主体，直到将被机加工的表面对准插件并且然后保持静止。

当旋转的衬套以公知的固定速度接触切割主体时，形成机加工至衬套表面中的沟槽。轴线平行于衬套表面的轴线的切割主体最初通过朝向工件移动而被***，保持这两个轴线平行。因此，当其切割时，每个插件相对于衬套表面以短的切割弧移动。

当达到抛光直径时，切割杆至衬套的***运动被停止，但是仅与插件重叠的切割弧一样多的衬套表面将被机器关闭。静止的切割主体的轴线能够在工件的轴线周围被调整至从零至180度的任何角度。

直到衬套的整个表面具有在该表面中要求数量以及间隔的沟槽时，机加工操作不间断。使用在外部盘式研磨切割中的常规切割插件的实施例可见于Wermeister等人的美国专利4,488,839中。切割插件是具有安装至切割主体的平坦侧面的恒定厚度薄片，以致于呈现其直线切割边缘中的一个边缘。切割边缘保持基本垂直于其切割弧方向。

插件可以被反转并且转位以致于向磨损的衬套呈现新的边缘。在一些情况下，使用多边形插件，其具有更多数量的可用直线切割边缘。定位直线切割边缘垂直于其切割弧的方向的优势为，当其移动通过其切割弧时插件基本绕着切割边缘的线枢转。因此，切割边缘相对于切割表面不改变其有效方位，对称地间隔的沟槽图案形成在衬套表面上。

本发明的另一实施例提供了一种新的切割插件形状，其能够提供刮削式切割行为。本发明的另一目的是提供一种切割器，在该切割器上切割插件具有与新的插件形状协作以提供刮削式行为的方位，同时创建合适的圆柱形最终机加工表面。

本发明的另一目的仍然是提供这种切割器，在该切割器中插件具有凹形上表面以及一对对称地从最前面的切割拐角向后扫尾的共面切割边缘，在该切割拐角中插件被定为在切割主体上，使得切割拐角在切割主体的中心平面上，并且使得平面通过实际的或可取的方式旋转工件，它可能是静止的，并且旋转工具围绕工件做旋转圆周运动。

本发明的另一目的仍然是提供这种切割器，在该切割器中插件具有凹形上表面以及一对对称地从最前面的切割拐角向后扫尾的共面切割边缘，在该切割拐角中插件被定为在切割主体上，使得切割拐角在切割主体的中心平面上，并且使得通过切割主体的轴线的平面垂直地平分切割边缘，从而允许切割边缘保持恒定接触工件的表面。

附图说明

图1是第一实施例的外圆周表面的截面图。该表面包括单个机加工图案。

图2是第二实施例的外圆周表面的截面图。该表面包括交叉型网纹网状机加工图案。

图3是第三实施例的外圆周表面的截面图。该表面包括交叉型网纹网状机加工图案。

图4是示出切割工具装置的视图。

图5示出在机加工处理期间的切割工具和衬套表面定位。

具体实施方式

在下列实施例中，将参考附图描述本发明。使用在描述中的术语“上”、“下”、“向上”、“向下”、“向右”、“向左”仅仅表示在附图中看的方向。

图1示出在限定圆柱镗孔的衬套100的外圆周表面上的交叉型网纹网状机加工图案的第一实施例。图1示出的衬套100是用于汽车引擎的气缸衬套，在衬套的表面上具有单个机加工图案。

为了生产图1示出的机加工图案，衬套100沿着其轴线在方向3上移动。衬套在图4中由箭头88示出的方向上旋转。

图2示出在限定圆柱镗孔的衬套100的外圆周表面上的交叉型网纹网状机加工图案的第二实施例。图2示出的衬套100是用于汽车引擎的气缸衬套，在衬套的表面上具有交叉型网纹网状图案或者两个机加工图案。

图1示出了，衬套的表面具有呈现在衬套的表面上的单个机加工图案，为了生产图2示出的机加工图案，衬套100沿着其轴线在方向4上移动。

为了生产图2示出的机加工图案，衬套100沿着其轴线在方向4上移动。衬套在图4中由箭头88示出的方向上旋转。

在图3图示的最终实施例中图示了抛光的气缸衬套外圆周表面。

图4中，本发明的外部盘式研磨切割器一般指定为43，用于形成衬套100中的沟槽。

在每个沟槽特征中由工具移除的金属量为深度在1至3毫米的范围内。沟槽的深度在衬套的整个表面上是一致的。

衬套是从粗糙直径至最终指定的抛光直径变小的。切割器43包括具有多个切割表面的大致平坦的切割主体。

关于此处描述的处理、***、方法、启发等，应该理解的是，尽管这种处理等的步骤已经描述为根据特定顺序发生，但是这种处理能够以除了此处描述的顺序之外的顺序执行的步骤实施。

应该进一步理解的是，特定步骤能够同时执行，其他步骤能够添加，或者此处描述的特定步骤能够省略。换句话说，此处的处理的描述是为了示出特定实施例而提供的，决不应该解释为限制要求保护的发明。

因此，应该理解的是，上述描述旨在示意性的而不是限制性的。除了提供的示例，阅读上述描述可以想到许多实施例和应用。本发明的范围应该是确定的，不是参考上述描述，而是应该参考随附权利要求以及这种权利要求的等同物的全部范围所确定。应该认识到的并且预料到的是，进一步发展将发生在此处描述的另一实施例中，公开的***和方法将并入这种未来的实施例中。总之，应该理解的是，本发明能够修改和变化，并且仅由下列权利要求限制。

权利要求中使用的所有术语都旨在给定它们最广的合理结构以及本领域技术人员理解的普通意思，除非进行了明确的相反指示。尤其，使用单数冠词诸如“一个”、“这个”、“所述”等应该理解为指代一个或多个指定的元件，除非权利要求指代明确的相反限制。

Claims (3)

1.一种外部平坦研磨切割器，用于机加工衬套的外圆周表面，衬套具有从粗糙直径至抛光直径的轴线，包括：

平坦成形的切割主体，其具有轴线、垂直于所述轴线的中心平面以及包括所述轴线的径向平面，所述切割主体适合于绕着其轴线静止，同时所述切割主体轴线维持平行于所述衬套的圆周表面轴线，多个大致楔形切割插件以基本均匀间隔的圆周位置在半径上安装至所述切割主体，

每个所述切割插件具有凹形上表面，凹形上表面包括一对相同尺寸的三角形顶面，当从所述切割主体的平行轴线测量时所述三角形顶面以小于45度的角度向下连续倾斜，从而创建从最前方的切割拐角向后对称延伸的一对共面直线切割边缘，所述预定切割插件方位是所述径向平面基本垂直平分所述切割边缘；

当操作所述切割主体时，每个所述切割拐角首先接触所述衬套表面，之后是所述一对切割边缘接触所述衬套表面，所述一对切割边缘依靠它们的预定方位基本正切于所述衬套表面，同时所述顶表面依靠所述低角度清洁所述衬套表面。

2.所述衬套绕着其中心轴线旋转并且沿着所述衬套的最长轴线侧向静止，所述切割表面靠着保持静止的所述衬套移动，依靠所述切割工具和所述衬套之间的方位，所述切割工具基本正切于所述衬套而移动，所述切割插件可以转位以向所述工件呈现任何的所述四个切割拐角和所述一对切割边缘中，通过绕着其轴线旋转所述衬套，同时所述切割主体轴线维持平行并且静止于衬套圆柱表面的轴线，以便于机加工所述衬套表面，一系列等距凹槽形成为衬套的抛光直径，大致钻石形状的切割插件包括三个共面外表面，三个共面外表面关于通过所述插件宽度的平面以及通过所述插件长度的平面对称布置。

3.一种用于机加工限定衬套的圆柱镗孔的圆周外表面的装置，所述装置包括：

工具保持器，其绕着静止轴线静止；以及

工具保持器杆，其支撑在所述工具保持器上，以便于绕着平行于第一静止轴线和衬套的圆柱镗孔的中心轴线静止，所述工具保持器垂直于所述衬套的所述外表面；以及

工具保持器能够接收并且保持多个切割工具。