專利名稱：通用多工位冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的焊接修復(fù)設(shè)備，特別是一種通用的可同時(shí)冷卻多個(gè)氣門并且能夠防止氣門挺柱端面磨損的氣門修復(fù)工裝。
背景技術(shù)：
“工裝”即生產(chǎn)過程工藝裝備，指制造過程中所用的各種工具的總稱，包括刀具、夾具、模具、量具、檢具、輔具、鉗工工具、工位器具等。工裝分為專用工裝、通用工裝、標(biāo)準(zhǔn)工裝。圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括氣門底1、座圈配合面2、氣門挺柱3和挺柱端面4。氣門長(zhǎng)期服役后，座圈配合面會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，現(xiàn)行的修復(fù)方法包括更換氣門座圈或者直接報(bào)廢，但是，無論從環(huán)境意義或是經(jīng)濟(jì)意義上講，都要求避免這兩種處理方式而采用自動(dòng)化再制造的方式。目前，氣門的堆焊或熔覆修復(fù)尚滯留于單件或小批量階段，須根據(jù)不同的氣門的尺寸分別設(shè)計(jì)焊接工裝卡具，不能提供通用的氣門修復(fù)平臺(tái)，因此提高了氣門的修復(fù)代價(jià)。鑒于氣門座圈配合面邊緣的厚度小，約2_，即配合面邊緣為高約2_的圓柱面，焊接過程中，焊接熱流會(huì)導(dǎo)致邊緣下蹋，因此必須對(duì)其進(jìn)行有效冷卻。而已有的冷卻卡具由于氣門尺寸過小、散熱方位單一而不能勝任，并且現(xiàn)有的冷卻卡具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不能實(shí)現(xiàn)多氣門同時(shí)冷卻。另外，氣門挺柱的工作平面為端面，在焊接定位中，氣門挺柱端面和氣門頂壓塊之間壓力大，而且會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，目前缺乏行之有效的可以減小相對(duì)壓力和改變相對(duì)運(yùn)動(dòng)模式等防止挺柱端面劃傷或磨損的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種通用多工位冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，其可通用于各類型號(hào)氣門，能夠同時(shí)對(duì)各個(gè)工位的氣門進(jìn)行有效冷卻，并可防止氣門挺柱端面磨損及改變其與氣門頂壓塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模式。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種通用多工位冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，它包括若干個(gè)修復(fù)工位，每一個(gè)該修復(fù)工位包括氣門底座、冷卻滑環(huán)、壓緊機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)；
該氣門底座為可更換式，設(shè)有用于容置對(duì)應(yīng)氣門底的凹槽；該氣門底座固定于一可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)座上，該轉(zhuǎn)動(dòng)座與一個(gè)電機(jī)通過主、從動(dòng)同步帶輪和同步帶連接而可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；該氣門底座周圍滑動(dòng)設(shè)有冷卻滑環(huán)，該冷卻滑環(huán)由薄板和弧形管焊接圍成，且各該修復(fù)工位的冷卻滑環(huán)通過圓管連通；
該壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)于該氣門底座的正上方，包括定位塊、壓緊螺栓、壓塊和滾珠；該定位塊內(nèi)部設(shè)有豎直方向的管道，該壓緊螺栓、壓塊和滾珠從上到下依次設(shè)于該管道內(nèi)；該壓緊螺栓和該壓塊之間設(shè)有彈簧，通過旋緊或旋松該壓緊螺栓可以增大或減小壓塊對(duì)滾珠的壓力；該定位塊的下端面設(shè)有用于阻擋該滾珠下落的擋片； 該定位機(jī)構(gòu)包括外螺紋管、內(nèi)螺紋管，二者可以通過定位螺栓進(jìn)行位置鎖定，該內(nèi)螺紋管通過懸臂骨架與該定位塊外部連接。所述電機(jī)為正反轉(zhuǎn)可控步進(jìn)式電機(jī)。所述修復(fù)工位對(duì)稱排列為圓形。所述氣門底座的凹槽內(nèi)設(shè)有沉孔螺栓孔用于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)座連接。所述電機(jī)、外螺紋管、冷卻滑環(huán)設(shè)于一個(gè)上支撐盤上。本發(fā)明的有益效果是:由于采取以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):首先本工裝通過可更換式氣門底座和可升降的定位機(jī)構(gòu)，可以通用于各種型號(hào)的氣門，因此節(jié)省了卡具設(shè)計(jì)和制作的時(shí)間和成本；其次，通過冷卻滑環(huán)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)工位同時(shí)有效冷卻，可以節(jié)省固定位置換裝氣門的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；最后，將氣門挺柱端面與氣門頂壓塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)模式改為滾動(dòng)，防止了氣門挺柱端面磨損。


圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的每個(gè)修復(fù)工位的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。圖3是本發(fā)明的定位機(jī)構(gòu)與壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理示意圖。圖4是本發(fā)明的氣門底座的裝配示意圖。圖5是本發(fā)明的多工位冷卻滑環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5中A處的截面圖。附圖標(biāo)號(hào):1、氣門底；2、座圈配合面；3、氣門挺柱；4、挺柱端面；5、氣門底座；51、凹槽；52、轉(zhuǎn)動(dòng)座；6、冷卻滑環(huán)；7、定位塊；8、壓緊螺栓；9、壓塊；10、滾珠；11、彈簧；12、內(nèi)螺紋管；13、外螺紋管；14、定位螺栓；15、沉孔螺栓孔；16、沉孔螺栓；17、擋片；18、圓管；19、上支撐盤；20、電機(jī)；21、主動(dòng)同步帶輪；22、從動(dòng)同步帶輪；23、同步帶；24、懸臂骨架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所示，本發(fā)明通用多工位冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝包括若干個(gè)修復(fù)工位，可以對(duì)稱排列為圓形，每一個(gè)該修復(fù)工位包括氣門底座5、冷卻滑環(huán)6、壓緊機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)。如圖2及圖4所示，該氣門底座5為可更換式，設(shè)有用于容置對(duì)應(yīng)氣門底的凹槽51。該氣門底座5固定于一可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)座上，該轉(zhuǎn)動(dòng)座與一個(gè)電機(jī)20通過主、從動(dòng)同步帶輪21、22和同步帶23連接而可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)可以選用正反轉(zhuǎn)可控步進(jìn)式電機(jī)。該氣門底座5周圍滑動(dòng)設(shè)有冷卻滑環(huán)6。如圖5及圖6所示，冷卻滑環(huán)6由薄板和弧形管焊接圍成，且各修復(fù)工位的冷卻滑環(huán)6通過圓管18連通。如圖2及圖3所示，該壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)于該氣門底座5的正上方，包括定位塊7、壓緊螺栓8、壓塊9和滾珠10 ;該定位塊7內(nèi)部設(shè)有豎直方向的管道，該壓緊螺栓8、壓塊9和滾珠10從上到下依次設(shè)于該管道內(nèi)；該壓緊螺栓8和該壓塊9之間設(shè)有彈簧11，通過旋緊或旋松該壓緊螺栓8可以增大或減小壓塊9對(duì)滾珠10的壓力；該定位塊7的下端面設(shè)有用于阻擋該滾珠10下落的擋片17，不工作時(shí)擋片17即可以托住滾珠10。該定位機(jī)構(gòu)包括外螺紋管13、內(nèi)螺紋管12，二者可以通過定位螺栓14進(jìn)行位置鎖定，該內(nèi)螺紋管12通過懸臂骨架24與該定位塊7外部連接。定位螺栓14將內(nèi)螺紋管12鎖定在外螺紋管13上的不同高低位置，進(jìn)而可以調(diào)整壓緊機(jī)構(gòu)的位置。上述電機(jī)、外螺紋管13、冷卻滑環(huán)6，可以設(shè)于一個(gè)上支撐盤19上。本發(fā)明為適用于各類型號(hào)的氣門，需要實(shí)現(xiàn)氣門底座5直徑可調(diào)、氣門挺柱高度可調(diào)。因此采用可更換式的氣門底座5，只需根據(jù)氣門型號(hào)加工出不同內(nèi)徑的氣門底座5即可，通過調(diào)節(jié)可升降式的定位機(jī)構(gòu)的內(nèi)螺紋管12、定位螺栓14與外螺紋管13，即可適應(yīng)不同高度的氣門。焊接過程中氣門的冷卻重點(diǎn)為氣門座圈配合面的冷卻，為了保證冷卻效果，氣門底座5的凹槽51內(nèi)設(shè)有沉孔螺栓16孔15，采用沉孔螺栓16將氣門底座5和轉(zhuǎn)動(dòng)座鎖緊，冷卻滑環(huán)6套住氣門底座5，循環(huán)水繞座圈配合面流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)流冷卻作用。在氣門頂壓塊9和氣門挺柱端面之間引入滾珠10，將相對(duì)運(yùn)動(dòng)模式改為滾動(dòng)，同時(shí)在氣門頂壓塊9和壓緊螺栓8之間加入彈簧11，可以減小滾珠10和氣門挺柱端面之間的相對(duì)壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門挺柱端面的保護(hù)。具體工作時(shí)，首先根據(jù)待修復(fù)的氣門底的大小，選擇合適的氣門底座5，將其固定于旋轉(zhuǎn)座上，將帶修復(fù)的氣門放入氣門底座5的凹槽51內(nèi)。然后將定位機(jī)構(gòu)中的定位螺栓14松開調(diào)整內(nèi)螺紋管12的位置，使得壓緊機(jī)構(gòu)的滾珠10與帶修復(fù)的氣門挺柱的端面接觸，然后旋緊壓緊螺栓8即可進(jìn)行對(duì)待修復(fù)氣門的座圈配合面進(jìn)行修復(fù)。通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)同步帶輪正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，同步帶通過轉(zhuǎn)動(dòng)座上的從動(dòng)同步帶輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)座，從而驅(qū)動(dòng)氣門底座5相應(yīng)地正、反轉(zhuǎn)。各個(gè)修復(fù)工位的冷卻滑環(huán)6通過圓管18導(dǎo)通，形成管路，冷卻水從一端進(jìn)入，從另一端排出，進(jìn)而可以對(duì)氣門底座5凹槽51內(nèi)的氣門底進(jìn)行冷卻。
權(quán)利要求
1.一種通用多工位冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，其特征在于，它包括若干個(gè)修復(fù)工位，每一個(gè)該修復(fù)工位包括氣門底座、冷卻滑環(huán)、壓緊機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)； 該氣門底座為可更換式，設(shè)有用于容置對(duì)應(yīng)氣門底的凹槽；該氣門底座固定于一可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)座上，該轉(zhuǎn)動(dòng)座與一個(gè)電機(jī)通過主、從動(dòng)同步帶輪和同步帶連接而可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；該氣門底座周圍滑動(dòng)設(shè)有冷卻滑環(huán)，該冷卻滑環(huán)由薄板和弧形管焊接圍成，且各該修復(fù)工位的冷卻滑環(huán)通過圓管連通； 該壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)于該氣門底座的正上方，包括定位塊、壓緊螺栓、壓塊和滾珠；該定位塊內(nèi)部設(shè)有豎直方向的管道，該壓緊螺栓、壓塊和滾珠從上到下依次設(shè)于該管道內(nèi)；該壓緊螺栓和該壓塊之間設(shè)有彈簧，通過旋緊或旋松該壓緊螺栓可以增大或減小壓塊對(duì)滾珠的壓力；該定位塊的下端面設(shè)有用于阻擋該滾珠下落的擋片； 該定位機(jī)構(gòu)包括外螺紋管、內(nèi)螺紋管，二者可以通過定位螺栓進(jìn)行位置鎖定，該內(nèi)螺紋管通過懸臂骨架與該定位塊外部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，其特征在于:所述電機(jī)為正反轉(zhuǎn)可控步進(jìn)式電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，其特征在于:所述修復(fù)工位對(duì)稱排列為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，其特征在于:所述氣門底座的凹槽內(nèi)設(shè)有沉孔螺栓孔用于與所述轉(zhuǎn)動(dòng)座連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，其特征在于:所述電機(jī)、外螺紋管、冷卻滑環(huán)設(shè)于一個(gè)上支撐盤上。
全文摘要
一種通用多工位冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)氣門焊接修復(fù)工裝，包括若干個(gè)修復(fù)工位，修復(fù)工位包括氣門底座、冷卻滑環(huán)、壓緊機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)；氣門底座為可更換式，固定于一可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)座上；氣門底座周圍滑動(dòng)設(shè)有冷卻滑環(huán)，且各修復(fù)工位的冷卻滑環(huán)通過圓管連通；壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)于氣門底座的正上方，包括定位塊及設(shè)于定位塊內(nèi)部管道內(nèi)的壓緊螺栓、壓塊和滾珠；壓緊螺栓和壓塊之間設(shè)有彈簧；定位塊的下端面設(shè)有用于阻擋滾珠下落的擋片；定位機(jī)構(gòu)包括外螺紋管、內(nèi)螺紋管，二者可以通過定位螺栓進(jìn)行位置鎖定，內(nèi)螺紋管通過懸臂骨架與定位塊外部連接。本發(fā)明通用于各種型號(hào)的氣門，可以同時(shí)有效冷卻多個(gè)工位，并可以防止氣門挺柱端面磨損。
文檔編號(hào)B23K37/00GK103182615SQ201110448059
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者呂耀輝, 徐濱士, 劉玉欣, 舒鳳遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院