发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备及加工方法与流程

本发明涉及发动机缸盖的加工技术领域，具体为一种发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备，本发明还涉及使用该加工装置的加工方法。

背景技术：

目前，加工发动机缸盖主要使用复合精密刀具车削座圈密封带和导管孔。采用这种加工方式一般是先利用缸盖侧面的三个外形面定位夹紧，再对缸盖进行加工。随着发动机性能要求的提升，部分发动机缸盖使用高硬度的蠕墨铸铁材料制造，使用复合铰刀加工无法保证座圈与导管孔表面的粗糙度，因此需采用巡边磨削的方法加工座圈和导管孔。

现有技术中，由于发动机缸盖上的座圈及导管孔所在轴线与水平面之间存在一定的倾角，因此利用三个外形面的定位方式无法保证刀具与座圈中心轴线的同轴度精度，不仅定位可靠性差，且缸盖在加工过程中会与定位装置平面之间发生摩擦，很容易在缸盖的外形面上留下划痕，影响产生的合格率。

因此，针对于目前的发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备及加工方法，有待于做进一步的改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种定位可靠性高、能有效避免缸盖外形面上划痕的形成、提高产品合格率的发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用上述加工装置的加工方法，该方法便于快速切换加工工位，提高加工效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备，包括基座、第一电机、刀具及定位装置，所述基座上设置有竖直布置的安装壁，所述第一电机能上下移动的设于该安装壁上，所述刀具连接于第一电机的输出端上并朝下布置，所述定位装置设于刀具下方并用以定位待加工工件，其特征在于：所述的定位装置包括

底盘，能转动的设于基座上，该底盘的中部开有第一定位孔，该底盘的上表面上开有至少两个靠近边缘并相对于第一定位孔对称布置的T形槽；

定位盘，设于底盘上并上表面成形为与水平面呈3～4°倾角的斜面，该定位盘的中部开有与第一定位孔相对应的第二定位孔，该定位盘上还开有与T形槽相对应的第一连接孔，T形槽螺母穿过该第一连接孔及相应的T形槽将定位盘锁紧连接在底盘上；

定位板，设于定位盘上并中部开有与第二定位孔相对应的第三定位孔，且该第三定位孔的轴心线与水平面之间形成3～4°的倾角，所述定位板上还开设有靠近第三定位孔并间隔布置的第四定位孔、第五定位孔，且该第四定位孔与第五定位孔的轴心线之间的距离等于待加工工件上相邻两座圈或导管孔的轴心线之间的距离；

夹板组件，该夹板组件沿定位盘上表面的倾斜方向设于定位板的上表面上，用以夹持待加工工件；以及

第二电机，设于基座上并位于所述底盘下方，该第二电机的输出轴与底盘连接并能带动底盘旋转。

为了提高定位精度，所述定位盘的上表面上还设置有用以对定位板进行初步定位的定位条，该定位条垂直于所述斜面的倾斜方向并靠近定位盘高度较低的边缘布置，所述定位条的内侧面到第二定位孔轴心线的距离等于其到第三定位孔轴心线的距离。

为了便于定位待加工工件，所述发动机缸盖的中部开有位于多个座圈及导管孔中间的第六定位孔，一定位螺栓能穿过该第六定位孔及第四定位孔或第五定位孔将发动机缸盖初步定位在定位板上。

在上述各方案中，所述发动机缸盖的四周开设有供螺钉穿过的第七定位孔，对应的，所述定位板上开有与第七定位孔相对应的第八定位孔。采用这样的结构，便于将待加工发动机缸盖锁紧在定位装置上。

作为改进，所述的夹板组件包括第一夹板、第二夹板、定位块及侧压板，所述第一夹板沿定位盘上表面的倾斜方向设于定位板的一侧，所述第二夹板沿定位盘上表面的倾斜方向设于定位板的另一侧，所述定位块为多块并分别对称设于第一夹板、第二夹板的内侧面上，所述侧压板能来回移动的设于第一夹板与第二夹板之间，且所述第一夹板、第二夹板的中部分别设置有能对被夹持工件的位置进行微调的调节螺栓。采用上述结构，便于通过微调使待加工座圈及导管孔的轴心线与定位装置的轴心线对齐，提高加工精度。

一种使用上述发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备的加工方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)调节夹板组件中侧压板的位置使其贴近第一夹板布置，将定位螺栓的一端插置在第四定位孔中，另一端露出于定位板的上表面，将待加工发动机缸盖吊装至定位板上表面上侧压板与第二夹板之间，露出于定位板上表面的定位螺栓插置在第六定位孔中将发动机缸盖进行初步定位；

(2)调节第一夹板、第二夹板中部的调节螺栓，细微的调节第二夹板或侧压板与发动机缸盖之间的距离，使待加工导管孔的中心位于第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔共同的中心轴线上，然后使螺钉穿过第七定位孔及相应的第八定位孔将发动机缸盖锁紧在定位板上；

(3)第一电机下降至与发动机缸盖相接触，然后，第一电机、第二电机同时运行，第一电机带动刀具向下磨削，第二电机带动定位装置旋转进而带动发动机缸盖旋转，从而完成一个导管孔的加工；

(4)第一电机上升，使螺钉退出第七定位孔及相应的第八定位孔，将发动机缸盖吊起，定位螺栓退出第四定位孔，调节夹板组件中侧压板的位置使其贴近第二夹板布置，再将定位螺栓一端插置在第五定位孔中，另一端插置在第六定位孔中将发动机缸盖初步定位；

(5)通过夹板组件微调发动机缸盖的位置使另一待加工导管孔的中心位于第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔共同的中心轴线上，然后用螺钉将发动机缸盖锁紧在定位板上；

(6)第一电机再次下降并与第二电机同时运行，进行下一个导管孔的加工；

(7)导管孔加工完毕后，更换刀具，重复上述步骤，对座圈进行加工。

在上述方案中，所述第一电机的转速为3000～6000转/min，所述第二电机的转速为2～5转/min。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供了一种专用于加工发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备，该加工设备上设置了一种结构简单且定位效果好的定位装置，该定位装置定位精度高、可靠性好，与缸盖外形面摩擦小，有效避免了缸盖外形面上划痕的形成，从而在很大程度上提高了产品合格率；本发明的加工方法可在加工过程中快速切换加工位置，提高加工效率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中发动机缸盖的结构示意图；

图3为图1中定位装置的结构示意图；

图4为图3的剖视图；

图5为图3中底座的结构示意图；

图6为图3中定位盘的结构示意图；

图7为图3中定位板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～7所示，本实施例的发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备包括基座1、第一电机2、刀具3及定位装置4，基座1上设置有竖直布置的安装壁11，该安装壁11的前侧面上设置有纵向布置的滑轨111，对应的，第一电机2的后侧面上设置有与滑轨111导向配合的滑块21，第一电机2通过滑轨111与滑块21能上下移动的设于该安装壁11上。刀具3连接于第一电机2的输出端上并朝下布置，其该刀具3可根据待磨削结构的不同进行更换。

在本实施例中，定位装置4设于刀具3下方并用以定位待加工工件C，定位装置4包括底盘41、定位盘42、定位板43、夹板组件44、第二电机(图中未示)、定位条46。底盘41能转动的设于基座1上，第二电机设于底盘41下方，第二电机的输出轴与底盘41连接并能带动底盘41旋转。底盘41的中部开有第一定位孔411，该底盘41的上表面上开有至少两个靠近边缘并相对于第一定位孔411对称布置的T形槽412，本实施例中开设有四个T形槽412并分别在圆周方向上间隔布置。定位盘42设于底盘41上并上表面成形为与水平面呈3～4°倾角的斜面420，该定位盘42的中部开有与第一定位孔411相对应的第二定位孔421，一定位销100穿过第二定位孔421、第一定位孔411将定位盘42初步定位在底盘41上。定位盘42上还开有与T形槽412相对应的第一连接孔422，T形槽螺母200穿过该第一连接孔422及相应的T形槽412将定位盘42锁紧连接在底盘41上。定位板43设于定位盘42上并中部开有与第二定位孔421相对应的第三定位孔431，且该第三定位孔431的轴心线与水平面之间形成3～4°的倾角，以使第三定位孔431的轴心线能与第二定位孔421、第一定位孔411的轴心线位于一条直线上。定位板43上还开设有靠近第三定位孔431并间隔布置的第四定位孔432、第五定位孔433，且该第四定位孔432与第五定位孔433的轴心线之间的距离等于待加工工件上相邻两座圈a或导管孔b的轴心线之间的距离。定位条46设于定位盘42的上表面上并用以对定位板43进行初步定位。定位条46垂直于斜面420的倾斜方向并靠近定位盘42高度较低的边缘布置，定位条46的内侧面到第二定位孔421轴心线的距离等于其到第三定位孔431轴心线的距离。

如图3所示，夹板组件44沿定位盘42上表面的倾斜方向设于定位板43的上表面上，用以夹持待加工工件C。具体的，夹板组件44包括第一夹板441、第二夹板442、定位块443及侧压板444，第一夹板441沿定位盘42上表面的倾斜方向设于定位板43的一侧，第二夹板442沿定位盘42上表面的倾斜方向设于定位板43的另一侧，定位块443为四块并分别两两对称的设于第一夹板441、第二夹板442的内侧面上，侧压板444能来回移动的设于第一夹板441与第二夹板442之间，且第一夹板441、第二夹板442的中部分别设置有能对被夹持工件的位置进行微调的调节螺栓445。采用这样的结构，以便于通过微调使待加工座圈及导管孔的轴心线与定位装置4的轴心线对齐，提高加工精度。

如图2、3、4所示，发动机缸盖的中部开有位于多个座圈a及导管孔b中间的第六定位孔10，一定位螺栓20能穿过该第六定位孔10及第四定位孔432或第五定位孔433将发动机缸盖初步定位在定位板43上。发动机缸盖的四周开设有供螺钉30穿过的第七定位孔40，对应的，定位板43上开有与第七定位孔40相对应的第八定位孔50，以便于将待加工发动机缸盖锁紧在定位装置4上。

在对上述定位装置4进行组装时，将定位盘42置于底盘41的上表面上，并使第二定位孔421与第一定位孔411对齐，使定位销100穿过第二定位孔421、第一定位孔411将定位盘42初步定位在底盘41上，然后使T形槽螺母200穿过第一连接孔422及相应的T形槽412将定位盘42锁紧连接在底盘41上；接着，将定位条46通过螺钉固定在定位盘42上，为定位板43的安装位置进行初步定位；使定位板43的一边缘贴近定位条46的内侧边缘放置在定位盘42上，并使第三定位孔431与第二定位孔421相对齐，然后用螺钉穿过连接孔434、423将定位板43锁紧在定位盘42上；最后，将夹板组件44安装在定位板43上即可。

本实施例中使用上述发动机缸盖上座圈及导管孔的加工设备的加工方法包括以下步骤：

(1)调节夹板组件44中侧压板444的位置使其贴近第一夹板441布置，将定位螺栓20的一端插置在第四定位孔432中，另一端露出于定位板43的上表面，将待加工发动机缸盖吊装至定位板43上表面上侧压板444与第二夹板442之间，露出于定位板43上表面的定位螺栓20插置在第六定位孔10中将发动机缸盖进行初步定位；

(2)调节第一夹板441、第二夹板442中部的调节螺栓445，细微的调节第二夹板442或侧压板444与发动机缸盖之间的距离，使待加工导管孔b的中心位于第一定位孔411、第二定位孔421、第三定位孔431共同的中心轴线上，然后使螺钉30穿过第七定位孔40及相应的第八定位孔50将发动机缸盖锁紧在定位板43上；

(3)第一电机2下降至与发动机缸盖相接触，然后，第一电机2、第二电机同时运行，第一电机2的转速为3000～6000转/min，第二电机的转速为2～5转/min；第一电机2带动刀具3向下磨削，第二电机带动定位装置4旋转进而带动发动机缸盖旋转，从而完成一个导管孔b的加工；

(4)第一电机2上升，使螺钉30退出第七定位孔40及相应的第八定位孔50，将发动机缸盖吊起，定位螺栓20退出第四定位孔432，调节夹板组件44中侧压板444的位置使其贴近第二夹板442布置，再将定位螺栓20一端插置在第五定位孔433中，另一端插置在第六定位孔10中将发动机缸盖初步定位；

(5)通过夹板组件4微调发动机缸盖的位置使另一待加工导管孔b的中心位于第一定位孔411、第二定位孔421、第三定位孔431共同的中心轴线上，然后用螺钉300将发动机缸盖锁紧在定位板43上；

(6)第一电机2再次下降并与第二电机同时运行，进行下一个导管孔b的加工；

(7)导管孔b加工完毕后，更换刀具，重复上述步骤，对座圈a进行加工。