本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具。同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用該多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置，以及一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化方法。

背景技術(shù)：

小排量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般選用鋁合金材質(zhì)缸體鑲嵌鑄鐵缸套工藝，該工藝制得的缸體既能達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)減重、節(jié)能減排的目的，又能滿足缸孔燃燒所需的高強(qiáng)度、耐腐蝕和耐磨損的要求。但鋁合金缸體鑲嵌鑄鐵缸套方式也存在加工工藝復(fù)雜，加工成本高，缸套耐磨損性能低等缺點(diǎn)。

近年來鋁合金陶瓷化工藝，也即通過電化學(xué)方式在鋁合金缸孔內(nèi)壁原位生成al2o3陶瓷層，由于al2o3陶瓷層具有耐磨性好、耐高溫、硬度高等優(yōu)點(diǎn)，且陶瓷層表面均勻分布有大量盲孔，還可達(dá)到儲(chǔ)油、潤滑效果，因此鋁合金al2o3陶瓷層可代替鑄鐵缸套，以使發(fā)動(dòng)機(jī)重量進(jìn)一步降低，耐磨性進(jìn)一步提升，同時(shí)也使得發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)成本得到降低。但目前，仍沒有適合于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體進(jìn)陶瓷化工藝的專用夾具，使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體陶瓷化工藝在實(shí)際生產(chǎn)中有著很大的不便，制約了缸體陶瓷化工藝的推廣。

此外，因陶瓷化后，在缸孔原位生成的50-60μm厚的陶瓷層中，其表面約有5-10μm的疏松層，該疏松層會(huì)使得缸孔表面粗糙度較差，缸孔圓度及圓柱度精度較低，如不進(jìn)行加工處理，就不能滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的產(chǎn)品精度要求。目前針對(duì)于陶瓷層表面的疏松層，多為采用砂紙或尼龍等軟材料進(jìn)行拋光，其可以去除疏松層，以提升缸孔粗糙度，但對(duì)缸孔圓度、圓柱度精度則沒有提 升效果，且現(xiàn)有拋光方式效率很低，也不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)批量高效的生產(chǎn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具，以可用于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔進(jìn)行鋁合金陶瓷化工藝。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具，其包括：

底板；

缸孔頂部密封板，固連形成于所述底板上；

缸孔底部密封板，形成于所述缸孔頂部密封板的上方，其數(shù)量與缸孔數(shù)量相應(yīng)；于所述缸孔頂部密封板和所述缸孔底部密封板之間壓裝有內(nèi)部形成有空腔的陰極電解部；因多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體套裝于所述缸孔底部密封板外部，并與所述缸孔底部密封板密封配合時(shí)，所述的缸孔頂部密封板、缸孔底部密封板、陰極電解部以及缸孔內(nèi)壁圍構(gòu)形成進(jìn)液腔；

在所述底板和所述缸孔頂部密封板上，形成有與所述進(jìn)液腔連通的進(jìn)液口，以及與所述空腔連通的出液口；于所述陰極電解部上形成有連通所述進(jìn)液腔和空腔的連通孔。

進(jìn)一步的，所述缸孔底部密封板被設(shè)置成因驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)而直徑增大的變徑結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，于所述缸孔底部密封板的周向上套裝有彈性密封圈。

進(jìn)一步的，所述缸孔底部密封板包括壓放在所述陰極電解部上方的固定板，滑動(dòng)設(shè)置于所述固定板內(nèi)的至少兩個(gè)拼接板，所述拼接板因拼接而具有小于所述缸孔內(nèi)徑的直徑；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力裝置，以及由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)以對(duì)所述拼接板施加作用力、以使所述拼接板分離的連接部。

進(jìn)一步的，于拼接狀態(tài)下的拼接板中部，形成有錐形孔；所述連接部為連接于動(dòng)力裝置動(dòng)力輸出端上的、端部形成有與所述錐形孔適配的錐形面的推桿； 于所述固定板上形成有供推桿通過、以將錐形面插入到所述錐形孔內(nèi)的通孔。

進(jìn)一步的，所述動(dòng)力裝置為氣缸。

進(jìn)一步的，于所述缸孔頂部密封板和所述底板之間夾裝有絕緣板。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

本發(fā)明所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷化用夾具，通過缸孔頂部密封板及缸孔底部密封板的設(shè)置可對(duì)缸孔的兩端進(jìn)行封堵，而通過陰極電解部及進(jìn)液口和出液口的設(shè)置，可使電解液持續(xù)進(jìn)入進(jìn)液腔，以在形成陰極電解部與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體間的導(dǎo)電通路的同時(shí)，使缸孔表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而生成陶瓷層，由此能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔鋁合金陶瓷化工藝的進(jìn)行，以得到缸孔表面所需的陶瓷層。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置，以能夠在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔的表面生成陶瓷層，而提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的品質(zhì)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置，包括電解液槽，電源，其特征在于還包括如上所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具，所述電解液槽通過進(jìn)液口而與所述進(jìn)液腔連通，以形成進(jìn)液通路；所述電解液槽通過出液口而與空腔連通，以形成回液通路；所述電源負(fù)極與所述陰極電解部電連接，所述電源正極與夾裝于所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具上的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體電連接。

本發(fā)明所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置，通過采用如上所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具，使多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及陰極電解部分別與電源連接，而進(jìn)液口和出液口也分別連通于電解液槽，由此可使電解液持續(xù)進(jìn)入進(jìn)液腔內(nèi)，并在電源的作用下于缸孔表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而生成陶瓷層，由此可通過陶瓷層所具有各項(xiàng)優(yōu)質(zhì)特性而提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的產(chǎn)品品質(zhì)。

同時(shí)，本發(fā)明還提出了一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化方法，該方法包括缸孔內(nèi)表面陶瓷化處理步驟，該步驟是將多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體夾裝于如上所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置中的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具上，以進(jìn)行陶瓷化處理。

進(jìn)一步的，該方法還包括將陶瓷化處理后的缸孔進(jìn)行珩磨：采用一次粗珩以去除缸孔直徑方向15-20um余量后，進(jìn)行一次精珩，以去除缸孔直徑方向 5-10um余量。

本發(fā)明所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化方法，通過利用如上所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置在缸孔表面生成陶瓷層，可利用陶瓷層所具有的優(yōu)點(diǎn)，而提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的品質(zhì)。而通過對(duì)生成的陶瓷層進(jìn)行珩磨，可去除陶瓷層表面的疏松層，以保證缸孔的粗糙度、圓度及圓柱度滿足要求，且珩磨工藝也具有效率高，工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而具有很好的實(shí)用性。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖2為圖1中a部分的局部放大圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具的使用狀態(tài)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

附圖標(biāo)記說明：

1-多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，2-缸孔，3-絕緣板，4-缸孔頂部密封板，5-底板，6-陰極電解部，7-缸孔底部密封板，8-拼接板，9-彈性密封圈，10-固定板，11-空腔，12-進(jìn)液腔，13-出液口，14-進(jìn)液口，15-電源，16-電解液槽，17-氣缸，18-推桿，19-連通孔。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例涉及一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具，由圖1、圖2并結(jié)合圖3所示，該多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具包括底板5，以及固連在底板5上的缸孔頂部密封板4，在底板5和缸孔頂部密封板4之間也夾裝有絕緣板3，絕緣板3可實(shí)現(xiàn)底板5與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1之間的電絕緣，以避免漏電現(xiàn)象發(fā)生。本多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具還包括位于缸孔頂部密封板5的上方，且數(shù)量與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1上的缸孔2的數(shù)量對(duì)應(yīng)布置的缸孔底部密封板7，以及設(shè)置于缸孔2內(nèi)的，壓裝在缸孔頂部密封板4和缸孔底部密封板7之間的陰極電解部6。

本實(shí)施例中在陰極電解部6內(nèi)形成有空腔11，且在缸孔2的內(nèi)壁與缸孔頂部密封板4、缸孔底部密封板7，以及陰極電解部6之間也圍構(gòu)形成有進(jìn)液腔12。在缸孔頂部密封板4上則進(jìn)一步設(shè)置有與空腔11相連通的出液口13，出液口13貫穿缸孔頂部密封板4、絕緣板3及底板5，以與外部裝置相連。在缸孔頂部密封板4上還設(shè)置有與進(jìn)液腔12連通的進(jìn)液口14，進(jìn)液口14同樣貫穿缸孔頂部密封板4、絕緣板3和底板5，而與外部裝置連接。

本實(shí)施例中缸孔底部密封板7設(shè)計(jì)為可因外部驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)使而直徑增大的變徑結(jié)構(gòu)，通過采用如上的變徑結(jié)構(gòu)，可使缸孔底部密封板7適應(yīng)不同孔徑的缸孔2，以提高夾具的通用性。本實(shí)施例中變徑結(jié)構(gòu)的缸孔底部密封板7的一種示例性結(jié)構(gòu)如圖2中所示，其包括壓放在陰極電解部6上方的固定板10，固定板10內(nèi)部中空，并在固定板10內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有拼接板8，拼接板8的數(shù)量至少設(shè)計(jì)為兩個(gè)，且拼接板8在拼接于一起時(shí)，其整體的直徑小于缸孔2的內(nèi)徑。

本實(shí)施例中在各拼接板8拼接于一起時(shí)，在拼接板8的中部形成有錐形孔，而前述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)則包括動(dòng)力裝置，以及可由動(dòng)力裝置驅(qū)使而對(duì)拼接板8施加作用力，以使各拼接板8分離而與缸孔2的內(nèi)壁抵接的連接部。本實(shí)施例中連接部為連接于動(dòng)力裝置的動(dòng)力輸出端的推桿18，并在推桿18的端部形成有與前述的錐形孔適配的的錐形面，而在固定板10上對(duì)應(yīng)于前述錐形孔的部位也設(shè)置有一通孔，該通孔位于固定板10上靠近于推桿18的一側(cè)。在動(dòng)力裝置的驅(qū) 動(dòng)下，推桿18端部的錐形面穿過固定板10上的通孔而插入連接板8中部的錐形孔內(nèi)，由此實(shí)現(xiàn)各拼接板8分離而與缸孔2的內(nèi)壁抵接。

本實(shí)施例中動(dòng)力裝置采用氣缸17，當(dāng)然除了氣缸17，動(dòng)力裝置也可為液壓缸或直線電機(jī)，以及推拉式電磁鐵等。而缸孔底部密封板7除了為如上的變徑結(jié)構(gòu)，當(dāng)然其也可設(shè)計(jì)成通經(jīng)不變的封堵結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中為保證缸孔底部密封板7與缸孔2內(nèi)壁之間的密封效果，在缸孔底部密封板7中的拼接板8的端部還設(shè)置有彈性密封圈9。

本多缸發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷化用夾具通過缸孔頂部密封板4及缸孔底部密封板7的設(shè)置可對(duì)缸孔2的兩端進(jìn)行封堵，而通過陰極電解部6及進(jìn)液口14和出液口13的設(shè)置，可使電解液持續(xù)進(jìn)入進(jìn)液腔12，以在形成陰極電解部6與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1間的導(dǎo)電通路的同時(shí)，使缸孔2表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而生成陶瓷層，由此能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔鋁合金陶瓷化工藝的進(jìn)行，以得到缸孔表面所需的陶瓷層，進(jìn)而利用陶瓷層所具有的優(yōu)點(diǎn)，而提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的產(chǎn)品品質(zhì)。

實(shí)施例二

本實(shí)施例涉及一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置，如圖4中所示，其包括電解液槽16以及電源15，還包括如實(shí)施例一中所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化夾具，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1夾裝于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化夾具，電解液槽16通過進(jìn)液口14與進(jìn)液腔12形成進(jìn)液通路，電解液槽16還與出液口13相連通，以形成出液通路，通過進(jìn)液通路及出液通路，可使電解液槽16中含有電解質(zhì)的電解液持續(xù)進(jìn)入進(jìn)液腔12中。電源15的正極與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1電連接，電源15的負(fù)極則與位于各缸孔2內(nèi)的陰極電解部6電連接。

本多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置通過采用如實(shí)施例一中所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化用夾具，使多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1及陰極電解部6分別與電源15連接，而進(jìn)液口14和出液口13也分別連通于電解液槽16，由此可使電解液持續(xù)進(jìn)入進(jìn)液腔12內(nèi)，并在電源15的作用下于缸孔2表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而生成陶瓷層，由此可通過陶瓷層所具有各項(xiàng)優(yōu)質(zhì)特性而提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的產(chǎn)品品質(zhì)。

實(shí)施例三

本實(shí)施例涉及一種多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化方法，該方法包括將多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1夾裝于如實(shí)施例二中所述的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置中的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化夾具上，已進(jìn)行陶瓷化處理的步驟。此外，本多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化方法還進(jìn)一步包括將陶瓷化處理后的缸孔2進(jìn)行珩磨的步驟，且該珩磨步驟在采用一次粗珩，以去除缸孔2直徑方向15-20μm余量后，還進(jìn)行一次精珩，以再去除缸孔2直徑方向5-10μm的直徑。

具體上，本實(shí)施例的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化處理步驟包括，

(1)對(duì)缸孔2內(nèi)壁進(jìn)行粗鏜及精鏜，以去除缸孔2上的預(yù)鑄層，并保證陶瓷層生成后加工至成品的余量。粗鏜采用硬質(zhì)合金粗鏜刀，精鏜采用pcd精鏜刀，加工余量為0.3-0.5mm，加工節(jié)拍8-10s/孔，缸孔的尺寸精度為0.01mm，圓度為0.015mm，圓柱度為0.02mm，粗糙度≤ra1.6。

(2)清洗，采用三工位清洗機(jī)，整體噴淋、缸孔定位清洗、熱風(fēng)烘干的工序進(jìn)行，清洗壓力＞1.2mpa，清洗溫度40-50℃，通過清洗以去除油污、碎屑，保證缸孔2的清潔度，防止雜質(zhì)進(jìn)入后續(xù)工序的電解液中。

(3)缸孔2內(nèi)壁砂眼、裂紋缺陷檢測(cè)，檢測(cè)采用光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)100％檢測(cè)缸孔2內(nèi)壁缺陷，缸孔2內(nèi)壁質(zhì)量要求為，最大孔隙直徑≤0.2mm，最小孔隙間距≥1mm，孔隙分布比例≤0.5％/cm2。

(4)缸孔2內(nèi)表面陶瓷化處理，通過機(jī)械手將多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1放至多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化夾具上，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1接電源15正極，陰極電解部6接電源15負(fù)極，電解液槽16中的電解液通過進(jìn)液口14導(dǎo)入進(jìn)液腔12，從出出液口13導(dǎo)出，在缸孔2內(nèi)循環(huán)流通。電解液溫度≤45°，電源15對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體1施加450-550v的電壓，使缸孔2內(nèi)壁與電解液接觸表面產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，原位形成al2o3陶瓷層。電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間45min，陶瓷層單邊厚度50-60μm，陶瓷化后缸孔2尺寸精度為0.01mm，圓度為0.015mm，圓柱度為0.02mm,粗糙度為ra：1.6-2.5。

(5)吹干，采用通過式吹干系統(tǒng)，配備接污板和防風(fēng)罩，去除缸孔2上殘留電解液，保證后序珩磨液不被污染。

(6)缸孔陶瓷層厚度及缺陷檢測(cè)，采用渦流測(cè)厚儀100％檢測(cè)缸孔內(nèi)壁厚度，采用光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)100％檢測(cè)缸孔內(nèi)壁表面質(zhì)量、網(wǎng)紋及缺陷。

珩磨工序具體步驟為，

(1)采用珩磨機(jī)對(duì)陶瓷缸孔進(jìn)行珩磨處理，以去除疏松層余量。先進(jìn)行一次粗珩在直徑方向去除15-20μm余量，再進(jìn)行一次精珩在徑方向去除5-10μm余量。珩磨油石材質(zhì)為金剛石(粗珩400目、精珩2000目)，珩磨時(shí)間15s/孔。珩磨后，剩余陶瓷層單邊厚度為25-35μm，缸孔2寸精度為0.01mm，圓度為0.005mm，圓柱度為0.006mm，粗糙度：ra0.4以下(rzdin：2.0～5.0；rpk：≤0.3μm；rk：0.3～1.0μm；rvk：0.8～1.6μm；mr1：4％—10％；mr2：70％—85％)。

(2)缸孔網(wǎng)紋質(zhì)量檢測(cè)，采用光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)100％檢測(cè)缸孔2內(nèi)壁表面質(zhì)量及網(wǎng)紋。

(3)陶瓷層物理性能檢測(cè)，定期剖切抽檢陶瓷層硬度、孔隙率及厚度。

本缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化方法，通過利用如上所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔陶瓷化裝置在缸孔表面生成陶瓷層，可利用陶瓷層所具有的優(yōu)點(diǎn)，而提高發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的品質(zhì)。而通過對(duì)生成的陶瓷層進(jìn)行珩磨，可去除陶瓷層表面的疏松層，以保證缸孔的粗糙度、圓度及圓柱度滿足要求，且珩磨工藝也具有效率高，工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而具有很好的實(shí)用性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。