专利名称：内燃机干式激光缸套及使用该缸套的方法和实施该方法的刀具的制作方法
技术领域：
本发明属于机械领域，具体说是一种内燃机干式激光缸套及其镶干式激光缸套的内燃机缸体的制造和修理方法及其实施该方法的设备。
目前国内内燃机上使用的缸体、缸套大都采用硼合金铸铁材料，行驶6万～7万公里后就要进行大修，其原因是汽缸表面硬度低，耐磨性能差；大修后未经表面处理的进口汽车汽缸也存在类似的问题——因缸壁原有淬硬层经行驶磨损和镗孔后就消失了，表面硬度和耐磨性大大降低，汽车发动机使用寿命短，维修次数多，费用高，油耗大。
近年来，新推出的激光热处理技术，较好地解决了这一难题，使发动机汽缸使用寿命大幅度提高。由于进行过激光处理的工件表面有一定几何轨迹，整个缸孔表面有硬有软，经现有刀具精镗后表面凹凸不平，如果把干式缸套加工为成品激光缸套镶入内燃机缸体内，由于在成品缸套镶入缸体时变形量大(0.07～0.12mm)，现有技术无法精镗，精磨的尺寸又无法达到产品的要求精度，所以目前内燃机干式激光缸套的生产工艺为挖孔——镶套——精镗——精磨——激光处理——精磨——成品。其详细过程为先在内燃机缸体上挖孔，然后在孔上镶装铸铁材料的缸套(缸套一般较厚)，经精镗(镗量一般为8mm～15mm)，精磨等工序，使缸套内壁尺寸精度尽可能接近规范要求，然后再进行激光热处理，在激光处理过程变形量达到0.03～0.08mm，然后进行精磨为成品。此方法经两次精磨工序，又在镶套后进行激光处理，存在如下不足设备投资大(需40万～70万元)，工艺繁琐，加工时间长(4～5小时)，生产成本高，每孔200元以上)，虽经精磨，变形量仍达0.02～0.04mm，达不到更高的加工精度。
本发明的目的在于提供一种工艺简单、设备投资少、使用方便的内燃机干式激光缸套。
本发明的另一目的在于提供一种加工的产品精度高，生产成本低、且加工的产品具有激光热处理工件的一切优点的使用上述干式激光缸套的方法(即内燃机缸体镶干式激光缸套的生产加工方法)。
本发明的另一目的在于提供一种实施上述生产方法的刀具。
本发明的特征在于所提供的干式缸套为薄壁缸套，其壁厚为1.5～3mm，缸套内壁表面采用激光处理使之硬化。
本发明的另一个特征在于将经激光热处理后的缸套，镶入内燃机缸体预挖孔内，经镗缸机精镗(镗量为0.08～0.12mm)至配合尺寸，再精磨为成品，其生产工艺为在内燃机缸体上挖孔——镶激光缸套——精镗——精磨——成品。
所说的经激光热处理的缸套，其缸套孔内表面轨迹硬度为洛氏60度(维式700度)以上，淬火深度为0.3～0.5mm。
本发明的另一个特征在于实施上述方法的刀具为钢柔相剂的刀具，其密度为13.8～14.3g/cm2，硬度89～93HRA，抗弯强度为132～1800N/mm，该刀具的使用使镗缸机精镗激光热处理的表面得以实现。
所说的刀具可为超细晶粒硬质合金刀具、可为金属陶瓷刀具、精密陶瓷刀具。
本发明由于先对缸套进行激光热处理再进行精镗、精磨至配合尺寸，因此镗量小(0.08～0.12mm)，误差精度小为0.005～0.01mm，避免了现有技术精镗、精磨后再激光处理带来的变形量大(0.02～0.04mm)的弊病，又因缸套在镶前进行激光热处理，适宜于批量生产缸套，可使设备投资大为降低，仅需5万～10万元(只需购买经激光热处理的缸套即可生产，可减少激光设备投资)；本发明生产工艺简单，加工精度高，生产成本大为降低(现有技术每孔200元，本发明每孔50元)，加工时间大为缩短，(现有技术4～5小时，本发明2～3小时)。本发明生产的产品保留了激光热处理工件的硬度高，耐磨性高，使用寿命长等所有优点。
实施例1将对孔内表面进行激光热处理后、缸孔内表面形成一定几何轨迹的表面硬度达洛氏60度(维氏700度)、淬火深度0.3mm～0.5mm、壁厚为1.5mm的缸套镶入内燃机缸体预挖孔内，然后，经装有密度为≥6.8g/cm2，硬度为9.15HRA，抗弯强度为1400N/mm的TN牌号的陶瓷刀具的镗缸机进行精镗加工40分钟，使孔内壁直径精镗至要求尺寸，然后再进行精磨至缸体出厂要求精度。
实施例2将对孔内表面进行激光热处理后、缸孔内表面形成一定几何轨迹的表面硬度达洛氏60度(维氏700度)、淬火深度0.2mm～0.5mm、壁厚为3mm的缸套镶入内燃机缸体预挖孔内，然后，经装有牌号为YDS15(或YD15、YC12、YW051、YC35、TN20、CND30、CND10)的刀具的镗缸机进行精镗处理，使孔内壁直径精镗至要求尺寸，然后再进行精磨至缸体出厂要求精度。
权利要求
1.一种内燃机干式激光缸套，其特征在于干式缸套的壁厚为1.5～3mm，其内壁表面用激光处理使之硬化。
2.一种使用权利要求1所述缸套的方法(即内燃机缸体镶干式激光缸套的生产加工方法)，其特征在于将经激光热处理的缸套镶入内燃机缸体预挖孔内；经镗缸机精镗至规范尺寸；再经精磨至要求精度，其生产工艺为在缸体上挖孔——镶激光缸套——精镗——精磨——成品。
3.一种实施权利要求1所述生产方法的刀具，其特征在于，该刀具密度为13.8～14.3g/cm2，硬度为89～93HRA，抗弯强度为132～1800N/mm。
4.根据权利要求2所述的刀具，其特征在于所说的刀具为超细晶粒硬质合金刀具、金属陶瓷刀具、精密陶瓷刀具。
5.根据权利要求2或3所述的刀具，其特征在于牌号为YDS15、YD15、YC12、YW051、YC35、TN20、CND30、CND10。
全文摘要
一种内燃机干式激光缸套,该缸套为薄壁缸套,其内壁表面采用激光处理使之硬化。本发明还提供一种使用该缸套的方法(即使用该缸套生产内燃机缸体的方法):在缸体上挖孔—镶激光缸套—精镗—精磨—成品。本发明还提供了一种实施上述生产方法的刀具。该刀具为密度13.8～14.3g/cm
文档编号B23P6/00GK1277088SQ00114520
公开日2000年12月20日 申请日期2000年4月25日 优先权日1999年6月9日
发明者杜学义 申请人:杜学义