專利名稱：制造帶凸輪承載器孔的凸輪承載器的方法以及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造凸輪承載器的方法，且更具體地涉及在凸輪承載器中機(jī)加工凸輪孔。還提供一種用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
凸輪承載器有時(shí)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，例如在封裝凸輪塔(cam tower)之間的閥系構(gòu)造因凸輪塔之間的有限空間而有難度的情況下。例如，連續(xù)可變閥促動(dòng)系統(tǒng)需要凸輪承載器組件，該凸輪承載器組件承裝進(jìn)氣凸輪軸并促動(dòng)輥?zhàn)又笭顝膭?dòng)件以輸出連續(xù)可變閥升程。為了確保凸輪軸相對(duì)于汽缸蓋正確定位，在凸輪承載器在汽缸蓋子組件生產(chǎn)線中安裝到汽缸蓋的同時(shí)在凸輪承載器中機(jī)加工出凸輪孔。也在凸輪承載器在汽缸蓋子組件生產(chǎn)線中安裝到汽缸蓋的同時(shí)，閥促動(dòng)系統(tǒng)被組裝到凸輪承載器且閥促動(dòng)器游隙被調(diào)整。子組件步驟 由此使得汽缸蓋子組件生產(chǎn)線的組裝過(guò)程的物流變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種制造凸輪承載器的方法，允許在凸輪承載器與其所要連接到的汽缸蓋分開(kāi)(即不連接)的情況下機(jī)加工凸輪承載器孔。具有經(jīng)機(jī)加工的孔的凸輪承載器可隨后被連接到汽缸蓋庫(kù)存中的任何汽缸蓋，其中所述凸輪承載器是針對(duì)該汽缸蓋庫(kù)存設(shè)計(jì)的。凸輪承載器子組件和閥系游隙調(diào)整可與汽缸蓋的生產(chǎn)分開(kāi)地完成。提供一種制造凸輪承載器的方法。凸輪承載器安裝到具有第一組特征部和第一組基準(zhǔn)的汽缸蓋。第一組特征部相對(duì)于第一組基準(zhǔn)在空間上布置。該方法包括在固定結(jié)構(gòu)的第二組特征部處將凸輪承載器固定到固定結(jié)構(gòu)。固定結(jié)構(gòu)與汽缸蓋分開(kāi)，且第二組特征部的特征部以與第一組特征部相對(duì)于彼此在空間上布置基本上相同的方式相對(duì)于彼此在空間上布置。然后在相對(duì)于第二組特征部和相對(duì)于凸輪承載器的鄰接固定結(jié)構(gòu)的表面確定的位置處，在凸輪承載器中機(jī)加工凸輪孔。因?yàn)榈诙M特征部的特征部以與第一組特征部的特征部基本上相同的方式在空間上布置，所以即使在固定結(jié)構(gòu)上且與汽缸蓋分開(kāi)時(shí)被機(jī)加工，也可以讓凸輪孔相對(duì)于第一組基準(zhǔn)定位?？蛇x地，該方法可以包括在凸輪孔被機(jī)加工之后將閥系組裝到凸輪承載器作為凸輪承載器組件，并隨后將凸輪承載器組件固定到汽缸蓋。閥系也可以在將凸輪承載器組件固定到汽缸蓋之前被校準(zhǔn)。用于制造凸輪承載器的設(shè)備包括如上所述的固定結(jié)構(gòu)。在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖I是發(fā)動(dòng)機(jī)子組件的部分截面示意圖，該子組件具有安裝到汽缸蓋的凸輪承載器，且汽缸蓋安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體；
圖2是圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性平面圖；圖3是圖I的汽缸蓋和凸輪承載器的部分截面示意圖；圖4是凸輪承載器的部分截面示意性透視圖，閥系和凸輪軸組裝到凸輪承載器；圖5是圖I的凸輪承載器的示意平面圖；圖6是凸輪承載器的沿圖5的6-6線截取的示意截面圖，凸輪承載器組裝到固定結(jié)構(gòu)；圖7是圖6的固定結(jié)構(gòu)的示意平面圖；圖8是圖I的凸輪承載器的制造方法的流程圖；和 圖9是圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性部分側(cè)視圖，顯示了第一和第二組基準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記在多幅圖中代表相同的部件，圖I顯示了作為發(fā)動(dòng)機(jī)一部分的組件10。組件10包括凸輪承載器12，該凸輪承載器包括上部部分14和下部部分16。凸輪承載器12被固定到汽缸蓋18。汽缸蓋18被固定到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20。用于凸輪軸23 (如圖4所示)的孔22被機(jī)加工在凸輪承載器12中。提供了圖8的制造方法100，其允許孔22在凸輪承載器12固定到汽缸蓋18之前被機(jī)加工，同時(shí)甚至在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20和汽缸蓋18是從與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20同一類型的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的庫(kù)存中以及與汽缸蓋18同一類型的汽缸蓋的庫(kù)存中隨機(jī)選擇時(shí)，也能確保凸輪孔22相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20和汽缸蓋18正確地定位。為了以正常發(fā)揮功能的方式將凸輪承載器12、汽缸蓋18和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20裝配在一起，針對(duì)部件的各種定位特征部建立基準(zhǔn)。例如，汽缸蓋18具有相對(duì)于第一組基準(zhǔn)定位的第一組特征部，所述第一組基準(zhǔn)建立了汽缸蓋18關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20的位置。第一組特征部是第一組開(kāi)口，銷孔24、26，如圖5和9最佳示出的，在該銷孔24、26處凸輪承載器12被固定到汽缸蓋18。銷孔24、26包含中空銷子，該中空銷子允許在凸輪承載器12定位在汽缸蓋18上時(shí)讓緊固件32穿過(guò)。中空銷子類似于如圖3所示的中空銷子33。在汽缸蓋18中還存在許多額外的開(kāi)口 30 (如圖3所示的一個(gè))，在該開(kāi)口 30處凸輪承載器12通過(guò)緊固件32被固定到汽缸蓋18，所述緊固件延伸穿過(guò)開(kāi)口 30中的中空銷子33。緊固件32延伸穿過(guò)凸輪承載器12中的緊固件開(kāi)口 31，該緊固件開(kāi)口被稱為第三組開(kāi)口。緊固件開(kāi)口 31包含連接凸輪承載器12的部分14、16的中空銷子33。緊固件32延伸穿過(guò)中空銷子。緊固件開(kāi)口 31在凸輪承載器12中如銷孔24、26那樣相對(duì)于彼此間隔開(kāi)，且開(kāi)口 30在汽缸蓋18中相對(duì)于彼此間隔開(kāi)。銷孔24、26沿兩個(gè)方向彼此間隔開(kāi)，如在圖2的平面圖中沿垂直方向和水平方向的相對(duì)間距可以看到的。在圖I和3中，示出了其中一個(gè)緊固件開(kāi)口 30，且分開(kāi)的開(kāi)口 31僅部分地延伸穿過(guò)凸輪承載器12且具有從下方固定的不同緊固件34。銷孔24、26在圖I或3中不可見(jiàn)，但是銷孔24的中線36和銷孔26的中線38在圖3中相對(duì)于凸輪承載器22和汽缸蓋18被示出。銷孔24、26和中線36、38還在圖2、3和9中以虛線示出。汽缸蓋18通過(guò)在銷孔37、39處定位的銷而被安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20，所述銷孔在圖I和2中以虛線借助中線40、42示出。銷孔37、39在圖2中僅沿一個(gè)方向相對(duì)于彼此間隔開(kāi)，如通過(guò)中線40、42的對(duì)準(zhǔn)所示的。在圖I中，銷孔37、39不位于所截取的橫截面處，但是應(yīng)理解銷孔的中線40、42是對(duì)準(zhǔn)的。銷孔37、39和中線40、42在圖9中也以暗線示出。圖I還顯示了在安裝表面44處將汽缸蓋18安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20。銷孔37、39和安裝表面44建立第一組基準(zhǔn)，銷孔24、26根據(jù)該第一組基準(zhǔn)在空間上進(jìn)行布置，凸輪承載器12在所述銷孔24、26處安裝。銷孔24、26的中心軸線36、38(凸輪承載器12在所述銷孔處相對(duì)于汽缸蓋18定位)的公差是來(lái)自銷孔37、39的中線40、42和來(lái)自安裝表面44的預(yù)定公差。凸輪承載器12還具有安裝表面46，該安裝表面在凸輪承載器12安裝到汽缸蓋18時(shí)鄰接汽缸蓋18的第一安裝表面67。為了保持凸輪承載器12中的孔22的實(shí)際位置需求，通過(guò)鉆孔機(jī)將孔22的中心軸線50相對(duì)于銷孔37、39和安裝表面44定位。然而，為了制造效率，期望的是在凸輪承載器12沒(méi)有安裝到汽缸蓋18且凸輪承載器12不必須關(guān)聯(lián)到相同的汽缸蓋庫(kù)存的任何特定汽缸蓋18的情況下機(jī)加工孔22。通過(guò)特定汽缸蓋18追蹤特定凸輪承載器12不是必要的。為了保持孔22相對(duì)于汽缸蓋18的第一組基準(zhǔn)的實(shí)際位置且還可在凸輪承載器12沒(méi)有安裝到或關(guān)聯(lián)于特定汽缸蓋18的情況下機(jī)加工孔22，凸輪孔22相對(duì)于凸輪承載器12的基于第一組基準(zhǔn)定位的特征部24、26、44而被機(jī)加工。這是通過(guò)提供固定結(jié)構(gòu)60實(shí)現(xiàn)的，所述固定結(jié)構(gòu)60具有與第一組特征部24、26基本上相同地相對(duì)于 彼此間隔開(kāi)的第二組特征部62、64。第二組特征部是緊固件開(kāi)口 62、64，在所述緊固件開(kāi)口62、64處凸輪承載器22可被安裝到固定結(jié)構(gòu)18。在固定結(jié)構(gòu)18中還存在其他緊固件開(kāi)口69。其他緊固件開(kāi)口 69對(duì)準(zhǔn)汽缸蓋18的其他緊固件開(kāi)口 30。固定結(jié)構(gòu)60還具有第二安裝表面66，該第二安裝表面與汽缸蓋18的安裝表面67基本上相同，凸輪承載器安裝表面46在該安裝表面67處鄰接汽缸蓋18。第二安裝表面66可以具有相對(duì)于安裝表面68的預(yù)定尺寸公差，在所述安裝表面68處固定結(jié)構(gòu)60安裝到計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)床。在機(jī)加工孔22之后，閥系70可以組裝到凸輪承載器12，如圖4所示。凸輪承載器12的下部部分16從圖4去除以更好地顯示閥系70。閥系70可以隨后通過(guò)針對(duì)閥系70的輥?zhàn)又笭顝膭?dòng)件74來(lái)測(cè)試和調(diào)整游隙調(diào)整器72的液壓游隙而被校準(zhǔn)。凸輪承載器組件(即具有閥系70、游隙調(diào)整器72和輥?zhàn)又笭顝膭?dòng)件74的凸輪承載器12)可以隨后從固定結(jié)構(gòu)60釋放且被固定到汽缸蓋庫(kù)存中的任何一個(gè)汽缸蓋18。不需要讓特定的一個(gè)汽缸蓋18匹配凸輪承載器12。在凸輪承載器組件被引入且被固定到汽缸蓋18時(shí)汽缸蓋18可以在組裝線上。汽缸蓋18可以隨后被固定到相同的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體庫(kù)存中的任何發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20。因?yàn)榭?2相對(duì)于固定結(jié)構(gòu)60的第二組特征部定位，所述第二組特征部又相對(duì)于彼此剛好如汽缸蓋18的第一組特征部相對(duì)于彼此定位那樣地定位，所以凸輪承載器12現(xiàn)在可以被裝配到相同汽缸蓋庫(kù)存中的任何汽缸蓋18。因而，參考圖1-7和9所示和所述的凸輪承載器12、汽缸蓋18和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20，圖8顯示了制造發(fā)動(dòng)機(jī)10的方法100的流程圖。方法100包括圖塊102，提供汽缸蓋18的庫(kù)存。每一個(gè)汽缸蓋18相似之處在于其每一個(gè)包括第一組特征部，相對(duì)于第一組基準(zhǔn)(銷孔37、39和安裝表面44)定位的銷孔24、26，汽缸蓋18在銷孔37、39處安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20，汽缸蓋18在安裝表面44處安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20。方法100還包括圖塊104，提供具有第二組特征部和第二安裝表面66的固定結(jié)構(gòu)60，第二組特征部是緊固件開(kāi)口 62、64，凸輪承載器12的表面46將安裝在該第二安裝表面66處。與第一組特征部24、26相對(duì)于彼此在空間上布置基本上相同地使第二組特征部62、64相對(duì)于彼此在空間上布置。該方法進(jìn)一步包括圖塊106，提供具有第三組緊固件開(kāi)口 31的凸輪承載器12，所述第三組緊固件開(kāi)口相對(duì)于彼此與第一組特征部(銷孔24、26和開(kāi)口 30)以及固定結(jié)構(gòu)60中的第二組特征部(緊固件開(kāi)口 62、64)的相對(duì)間距基本上相同地間隔。汽缸蓋18具有用于凸輪承載器12的安裝表面67。固定結(jié)構(gòu)60的第二安裝表面66與用于凸輪承載器12的汽缸蓋18的安裝表面67基本上相同。方法100包括圖塊108，在第二安裝表面66處通過(guò)讓緊固件32延伸穿過(guò)固定結(jié)構(gòu)60中的第二緊固件開(kāi)口 62、64和額外的開(kāi)口 69并穿過(guò)凸輪承載器12中的第三組緊固件開(kāi)口 31，將凸輪承載器12固定到固定結(jié)構(gòu)60，其中凸輪承載器12的安裝表面46在第二安裝表面66處鄰接固定結(jié)構(gòu)60。—旦凸輪承載器12固定到固定結(jié)構(gòu)60，則該方法100包括圖塊110，在凸輪承載器固定到固定結(jié)構(gòu)且與所有汽缸蓋分開(kāi)時(shí)，機(jī)加工出穿過(guò)凸輪承載器的凸輪孔22。如上所述，凸輪孔22相對(duì)于第二組特征部(緊固件開(kāi)口 62、64)以及表面66位于在凸輪承載器12中。凸輪孔22由此相對(duì)于基本上相同的第一組特征部(銷孔24、26)和第一安裝表面67而被機(jī)加工。·
在圖塊112中，凸輪承載器12可隨后從固定結(jié)構(gòu)60釋放。如圖4所示，閥系70可隨后在圖塊114中被組裝到凸輪承載器12，在圖塊116中，閥系70可被校準(zhǔn)。在圖塊118中，通過(guò)讓相同或不同的緊固件32分別延伸穿過(guò)第一組和第三組緊固件開(kāi)口 31、30，可隨后將具有組裝至凸輪承載器12的經(jīng)校準(zhǔn)的閥系70的凸輪承載器12固定到庫(kù)存中的任何一個(gè)汽缸蓋18，其中凸輪承載器12的安裝表面46鄰接所選擇的汽缸蓋18的安裝表面67。該方法100可以包括圖塊120，提供發(fā)動(dòng)機(jī)缸體庫(kù)存，該庫(kù)存的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體每一個(gè)基本上都與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20相同。在圖塊122，汽缸蓋18 (具有與之連接的凸輪承載器12)可隨后在第一組基準(zhǔn)(銷孔37、39)處被定位在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20上,其中汽缸蓋18的第一安裝表面44鄰接發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20。在圖塊124中，汽缸蓋18可隨后被栓接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體20。盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種制造發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有第一組特征部和第一組基準(zhǔn)的汽缸蓋；其中，第一組特征部相對(duì)于第一組基準(zhǔn)在空間上布置；該方法包括 在固定結(jié)構(gòu)的第二組特征部處將凸輪承載器固定到固定結(jié)構(gòu)；其中，固定結(jié)構(gòu)與汽缸蓋分開(kāi)，且與第一組特征部相對(duì)于彼此在空間上布置基本上相同地，將第二組特征部相對(duì)于彼此在空間上布置；和 在相對(duì)于第二組特征部和相對(duì)于凸輪承載器的鄰接固定結(jié)構(gòu)的表面確定的位置處，在凸輪承載器中機(jī)加工凸輪孔，凸輪孔由此在凸輪承載器與汽缸蓋分開(kāi)的情況下相對(duì)于第一組基準(zhǔn)定位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述機(jī)加工之后，將閥系組裝到凸輪承載器；和 在所述組裝之后將凸輪承載器固定到汽缸蓋。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述將閥系組裝到凸輪承載器之后和在所述將凸輪承載器固定到汽缸蓋之前，校準(zhǔn)閩系。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，第一組基準(zhǔn)包括銷孔，汽缸蓋在該銷孔處定位在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上；并且其中，第二組特征部包括額外的銷孔，凸輪承載器在該額外的銷孔處定位在汽缸蓋上。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括 提供汽缸蓋的庫(kù)存，每一個(gè)汽缸蓋具有第一組特征部和第一組基準(zhǔn)，其中，具有與之組裝的凸輪承載器的汽缸蓋從汽缸蓋庫(kù)存中選擇； 提供發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的庫(kù)存，每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體具有第一組基準(zhǔn)； 將具有與之組裝的凸輪承載器的汽缸蓋定位在任何一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的第一組基準(zhǔn)處；和 將汽缸蓋固定到所述任何一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，汽缸蓋在凸輪承載器與之固定時(shí)處于組裝線上。
7.—種制造發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括 將凸輪承載器固定到固定結(jié)構(gòu)； 在凸輪承載器固定到固定結(jié)構(gòu)且與汽缸蓋分開(kāi)時(shí)，在凸輪承載器中機(jī)加工凸輪孔；其中，汽缸蓋具有相對(duì)于第一組基準(zhǔn)建立的第一組特征部；其中，第一組基準(zhǔn)包括第一安裝表面，汽缸蓋在該第一安裝表面處安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體；其中，第一組特征部為第一開(kāi)Π ； 其中，固定結(jié)構(gòu)具有第二組特征部和第二安裝表面；其中，第二組特征部為第二開(kāi)口，該第二開(kāi)口相對(duì)于彼此在空間上的布置與第一組特征部相對(duì)于彼此在空間上的布置基本上相同； 其中，凸輪承載器具有第三組開(kāi)口，該第三組開(kāi)口與第一和第二組特征部的相對(duì)間距基本上相同地那樣相對(duì)于彼此間隔開(kāi)；其中，通過(guò)讓緊固件延伸穿過(guò)第二和第三組開(kāi)口而將凸輪承載器固定在固定結(jié)構(gòu)的第二安裝表面，在第二安裝表面處，凸輪承載器的安裝表面鄰接固定結(jié)構(gòu)； 其中，缸蓋具有用于凸輪承載器的安裝表面；其中，固定結(jié)構(gòu)的第二安裝表面與用于凸輪承載器的汽缸蓋的安裝表面基本上相同； 其中，凸輪孔相對(duì)于第二組特征部位于凸輪承載器中，由此相對(duì)于基本上相同的第一組特征部和第一安裝表面機(jī)加工凸輪孔； 從固定結(jié)構(gòu)釋放凸輪承載器；和 通過(guò)讓相同或不同的緊固件延伸穿過(guò)第一和第三組開(kāi)口而將凸輪承載器固定到汽缸蓋，凸輪承載器的安裝表面在汽缸蓋的用于凸輪承載器的安裝表面處鄰接汽缸蓋。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述機(jī)加工之后和所述將凸輪承載器固定到汽缸蓋之前將閥系組裝到凸輪承載器。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述將閥系組裝到凸輪承載器之后和在所述將凸輪承載器固定到汽缸蓋之前校準(zhǔn)閩系。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，第一組基準(zhǔn)包括銷孔，汽缸蓋在該銷孔處定位在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上；并且其中，第二組特征部包括額外的銷孔，凸輪承載器在該額外的銷孔處定位在汽缸蓋上。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造帶凸輪承載器孔的凸輪承載器的方法以及設(shè)備。制造發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括提供汽缸蓋庫(kù)存，每一個(gè)汽缸蓋具有第一組特征部和第一組基準(zhǔn)。第一組特征部相對(duì)于第一組基準(zhǔn)在空間上布置。提供與所有汽缸蓋分開(kāi)的固定結(jié)構(gòu)。固定結(jié)構(gòu)具有第二組特征部，與第一組特征部相對(duì)于彼此在空間上布置基本上相同地，將該第二組特征部相對(duì)于彼此在空間上布置。凸輪承載器在第二組特征部處固定到固定結(jié)構(gòu)。在相對(duì)于第二組特征部和相對(duì)于凸輪承載器的鄰接固定結(jié)構(gòu)的表面確定的位置處，在凸輪承載器中機(jī)加工凸輪孔。
文檔編號(hào)B23Q3/00GK102886689SQ20121025387
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者D.K.奧伍蘇 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司