本發(fā)明涉及一種用于機(jī)加工工件的外周表面的裝置。襯套限定為管狀氣缸襯套。襯套被裝配進(jìn)用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)組的缸鏜。特別地,本發(fā)明涉及一種用于在工件的外周表面上創(chuàng)建肉眼可見的凹槽的裝置。這些肉眼可見的凹槽形成為通道以輔助并且增強(qiáng)襯套的外周周圍液體金屬的流動(dòng)。
背景技術(shù):
通常,預(yù)制鑄鐵氣缸襯套定位在用于形成用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)組的模具內(nèi)部。熔融鋁噴入模具中并且圍繞氣缸襯套。熔融鋁采用模具的形狀并且形成發(fā)動(dòng)機(jī)組形狀。氣缸襯套變成鑄鋁發(fā)動(dòng)機(jī)組的組成部分。因?yàn)橐r套和發(fā)動(dòng)機(jī)組金屬不相似,所以鋁金屬和鑄鐵之間的界面不一致并且不整齊。該不一致性表現(xiàn)其本身為各種形狀:孔洞、泡沫以及間隙。這些不一致性削弱了襯套和發(fā)動(dòng)機(jī)組之間的結(jié)合強(qiáng)度。
襯套和發(fā)動(dòng)機(jī)組之間的結(jié)合強(qiáng)度必須足夠大以抵抗典型地見于大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)中的粗糙操作環(huán)境。不一致的結(jié)合界面和遭受的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)組的較早故障。這些故障會(huì)導(dǎo)致昂貴的發(fā)動(dòng)機(jī)的維修。
氣缸襯套的內(nèi)部被噴丸處理以增加襯套的表面粗糙度。噴丸處理還從襯套的外表面移除水垢和其他外來(lái)物質(zhì)。移除水垢和污物可以增強(qiáng)鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)組中鋁和鑄鐵界面之間的結(jié)合。
噴丸處理機(jī)械地變形襯套的外表面。但是,表面變形的程度在發(fā)動(dòng)機(jī)組鑄造操作期間未對(duì)流動(dòng)在襯套周圍的液體金屬提供太多增強(qiáng)。一種增強(qiáng)且優(yōu)化流動(dòng)在襯套的內(nèi)表面周圍的液體金屬的機(jī)構(gòu)有必要強(qiáng)化襯套和發(fā)動(dòng)機(jī)組之間的粘著結(jié)合。
增加熔融鋁流動(dòng)的機(jī)構(gòu)還必須是節(jié)約成本的并且易于執(zhí)行。發(fā)動(dòng)機(jī)部件的利潤(rùn)率非常低,并且自動(dòng)化制造不期望對(duì)產(chǎn)品添加任何成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
可獲得若干方法用于機(jī)加工具有圓柱面的襯套,例如,汽車曲軸主軸頸,從粗糙至拋光直徑。用于機(jī)加工溝槽至圓柱面的流行的方法被稱為磨削轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)孔(plungeturningbroaching)方法。使用該方法,襯套繞著其軸線旋轉(zhuǎn),工具被移動(dòng)至工件的旋轉(zhuǎn)表面。在本申請(qǐng)中使用的是工裝方法。如果旋轉(zhuǎn)工件不是實(shí)踐的或者期望的,則可以保持工件靜止,并且工具繞著工件以圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
在該實(shí)施例中使用的第二種方法是公知為外部盤式研磨的研磨方法。成形為切割器主體的桿具有多個(gè)沿著切割主體等距隔開的切割插件。將被機(jī)加工的襯套表面以固定速度旋轉(zhuǎn)并且接觸切割插件。
插件和切割桿相對(duì)于襯套表面是靜止的,并且安裝在切割主體表面的是多個(gè)均勻周向等距隔開的切割插件位于相同半徑處并且處于相同方位。襯套移動(dòng)通過(guò)切割主體,直到將被機(jī)加工的表面對(duì)準(zhǔn)插件并且然后保持靜止。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)的襯套以公知的固定速度接觸切割主體時(shí),形成機(jī)加工至襯套表面中的溝槽。軸線平行于襯套表面的軸線的切割主體最初通過(guò)朝向工件移動(dòng)而被插入,保持這兩個(gè)軸線平行。因此,當(dāng)其切割時(shí),每個(gè)插件相對(duì)于襯套表面以短的切割弧移動(dòng)。
當(dāng)達(dá)到拋光直徑時(shí),切割桿至襯套的插入運(yùn)動(dòng)被停止,但是僅與插件重疊的切割弧一樣多的襯套表面將被機(jī)器關(guān)閉。靜止的切割主體的軸線能夠在工件的軸線周圍被調(diào)整至從零至180度的任何角度。
直到襯套的整個(gè)表面具有在該表面中要求數(shù)量以及間隔的溝槽時(shí),機(jī)加工操作不間斷。使用在外部盤式研磨切割中的常規(guī)切割插件的實(shí)施例可見于wermeister等人的美國(guó)專利4,488,839中。切割插件是具有安裝至切割主體的平坦側(cè)面的恒定厚度薄片,以致于呈現(xiàn)其直線切割邊緣中的一個(gè)邊緣。切割邊緣保持基本垂直于其切割弧方向。
插件可以被反轉(zhuǎn)并且轉(zhuǎn)位以致于向磨損的襯套呈現(xiàn)新的邊緣。在一些情況下,使用多邊形插件,其具有更多數(shù)量的可用直線切割邊緣。定位直線切割邊緣垂直于其切割弧的方向的優(yōu)勢(shì)為,當(dāng)其移動(dòng)通過(guò)其切割弧時(shí)插件基本繞著切割邊緣的線樞轉(zhuǎn)。因此,切割邊緣相對(duì)于切割表面不改變其有效方位,對(duì)稱地間隔的溝槽圖案形成在襯套表面上。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種新的切割插件形狀,其能夠提供刮削式切割行為。本發(fā)明的另一目的是提供一種切割器,在該切割器上切割插件具有與新的插件形狀協(xié)作以提供刮削式行為的方位,同時(shí)創(chuàng)建合適的圓柱形最終機(jī)加工表面。
本發(fā)明的另一目的仍然是提供這種切割器,在該切割器中插件具有凹形上表面以及一對(duì)對(duì)稱地從最前面的切割拐角向后掃尾的共面切割邊緣,在該切割拐角中插件被定為在切割主體上,使得切割拐角在切割主體的中心平面上,并且使得平面通過(guò)實(shí)際的或可取的方式旋轉(zhuǎn)工件,它可能是靜止的,并且旋轉(zhuǎn)工具圍繞工件做旋轉(zhuǎn)圓周運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一目的仍然是提供這種切割器,在該切割器中插件具有凹形上表面以及一對(duì)對(duì)稱地從最前面的切割拐角向后掃尾的共面切割邊緣,在該切割拐角中插件被定為在切割主體上,使得切割拐角在切割主體的中心平面上,并且使得通過(guò)切割主體的軸線的平面垂直地平分切割邊緣,從而允許切割邊緣保持恒定接觸工件的表面。
附圖說(shuō)明
圖1是第一實(shí)施例的外圓周表面的截面圖。該表面包括單個(gè)機(jī)加工圖案。
圖2是第二實(shí)施例的外圓周表面的截面圖。該表面包括交叉型網(wǎng)紋網(wǎng)狀機(jī)加工圖案。
圖3是第三實(shí)施例的外圓周表面的截面圖。該表面包括交叉型網(wǎng)紋網(wǎng)狀機(jī)加工圖案。
圖4是示出切割工具裝置的視圖。
圖5示出在機(jī)加工處理期間的切割工具和襯套表面定位。
具體實(shí)施方式
在下列實(shí)施例中,將參考附圖描述本發(fā)明。使用在描述中的術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“向上”、“向下”、“向右”、“向左”僅僅表示在附圖中看的方向。
圖1示出在限定圓柱鏜孔的襯套100的外圓周表面上的交叉型網(wǎng)紋網(wǎng)狀機(jī)加工圖案的第一實(shí)施例。圖1示出的襯套100是用于汽車引擎的氣缸襯套,在襯套的表面上具有單個(gè)機(jī)加工圖案。
為了生產(chǎn)圖1示出的機(jī)加工圖案,襯套100沿著其軸線在方向3上移動(dòng)。襯套在圖4中由箭頭88示出的方向上旋轉(zhuǎn)。
圖2示出在限定圓柱鏜孔的襯套100的外圓周表面上的交叉型網(wǎng)紋網(wǎng)狀機(jī)加工圖案的第二實(shí)施例。圖2示出的襯套100是用于汽車引擎的氣缸襯套,在襯套的表面上具有交叉型網(wǎng)紋網(wǎng)狀圖案或者兩個(gè)機(jī)加工圖案。
圖1示出了,襯套的表面具有呈現(xiàn)在襯套的表面上的單個(gè)機(jī)加工圖案,為了生產(chǎn)圖2示出的機(jī)加工圖案,襯套100沿著其軸線在方向4上移動(dòng)。
為了生產(chǎn)圖2示出的機(jī)加工圖案,襯套100沿著其軸線在方向4上移動(dòng)。襯套在圖4中由箭頭88示出的方向上旋轉(zhuǎn)。
在圖3圖示的最終實(shí)施例中圖示了拋光的氣缸襯套外圓周表面。
圖4中,本發(fā)明的外部盤式研磨切割器一般指定為43,用于形成襯套100中的溝槽。
在每個(gè)溝槽特征中由工具移除的金屬量為深度在1至3毫米的范圍內(nèi)。溝槽的深度在襯套的整個(gè)表面上是一致的。
襯套是從粗糙直徑至最終指定的拋光直徑變小的。切割器43包括具有多個(gè)切割表面的大致平坦的切割主體。
關(guān)于此處描述的處理、系統(tǒng)、方法、啟發(fā)等,應(yīng)該理解的是,盡管這種處理等的步驟已經(jīng)描述為根據(jù)特定順序發(fā)生,但是這種處理能夠以除了此處描述的順序之外的順序執(zhí)行的步驟實(shí)施。
應(yīng)該進(jìn)一步理解的是,特定步驟能夠同時(shí)執(zhí)行,其他步驟能夠添加,或者此處描述的特定步驟能夠省略。換句話說(shuō),此處的處理的描述是為了示出特定實(shí)施例而提供的,決不應(yīng)該解釋為限制要求保護(hù)的發(fā)明。
因此,應(yīng)該理解的是,上述描述旨在示意性的而不是限制性的。除了提供的示例,閱讀上述描述可以想到許多實(shí)施例和應(yīng)用。本發(fā)明的范圍應(yīng)該是確定的,不是參考上述描述,而是應(yīng)該參考隨附權(quán)利要求以及這種權(quán)利要求的等同物的全部范圍所確定。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的并且預(yù)料到的是,進(jìn)一步發(fā)展將發(fā)生在此處描述的另一實(shí)施例中,公開的系統(tǒng)和方法將并入這種未來(lái)的實(shí)施例中??傊瑧?yīng)該理解的是,本發(fā)明能夠修改和變化,并且僅由下列權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都旨在給定它們最廣的合理結(jié)構(gòu)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的普通意思,除非進(jìn)行了明確的相反指示。尤其,使用單數(shù)冠詞諸如“一個(gè)”、“這個(gè)”、“所述”等應(yīng)該理解為指代一個(gè)或多個(gè)指定的元件,除非權(quán)利要求指代明確的相反限制。