CN100343012C - 发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机曲轴箱体轴承座加工方法及专用设备。可有效解决进一步提高曲轴箱体轴承座裂解加工质量问题。其加工方法为：a.在曲轴箱体轴承座裂解过程中始终由背压机构对轴承座施加并保持一定的背压力，b.由装有拉刀杆的滑块机构完成轴承座孔中心处两侧的裂解槽加工；c.经增压后的高压液体使轴承座从裂解槽处断裂分离。加工装置由主机和背压机构组成，在机架上方设有曲轴箱体定位板与定位夹紧机构，机架右侧的滑块底座上设有可水平运动的滑块体，滑块体内装有增压缸，装有拉刀的拉刀杆固接于滑块体前端，其内高压软管与增压缸相连接，背压机构设在曲轴箱体上方，由两侧支架支撑并可沿导向柱导向作上、下运动。

Description

发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法及装置

技术领域

本发明涉及发动机曲轴箱体轴承座加工方法及专用设备。

背景技术

如附图1所示，曲轴箱体轴承座由诸多轴承座2和轴承盖3组成(一个六缸发动机曲轴箱体具有七个轴承座和七个轴承盖)，轴承孔直径为D。传统加工方法为分体加工，即轴承盖与轴承座(轴承座与曲轴箱体为一整体铸件)分别铸造成形，然后分别对轴承盖与轴承座及结合面进行铣削和磨削加工，同时要分别加工螺栓孔。上述传统工艺生产效率低，制造成本高，装配精度较差，废品率也较高。

发动机曲轴箱体轴承座裂解加工技术是首先在整体铸造成形并经半精加工的曲轴箱体上诸多轴承孔中心处两侧加工初始裂解槽1，然后在裂解专用设备上对轴承座孔施加垂直于裂解槽1的正应力，实现轴承盖3与曲轴箱体轴承座2的裂解分离，利用裂解裂解面犬牙交错的特征，再将裂解分离后的轴承盖与箱体轴承座精确复位，并穿入螺栓拧紧，最后进行曲轴箱体轴承座孔的后续精加工。裂解加工新技术具有加工工序少，生产效率高，生产成本低，装配精度高的优势。

已公开的涉及曲轴箱体轴承座裂解加工的专利有：美国专利US 4569109、德国专利DE 19547388、美国专利US 5462366、德国专利DE 19918067、美国专利US 5716145、德国专利DE 19978063、美国专利US2004011842。

上述专利技术中，US4569109、DE19918067为机械式芯轴裂解机构。DE19547388为裂解槽拉刀机构，需要单独一道工序才能完成裂解槽的拉削。US5462366将曲轴轴承座整体从箱体分离出来，并不能减少轴承盖与轴承座定位面的加工，并且使定位面的加工量反而增加。US 5716145将断裂剖分面的设计成倾斜的，不利于裂解，同时安装螺栓困难。DE19978063、US2004011842在裂解芯轴前端安装拉刀，穿入多工件内孔过程中加工裂解槽，然后由液压缸推动芯轴内的推杆水平运动，使半环形套作上、下运动达到工件的断裂剖分目的。该裂解装置中每个轴承盖上方均安装有支撑油缸，不适于多品种的生产，而且刀具磨损将影响裂解槽加工精度。

发明内容

本发明的目的是为克服目前发动机曲轴箱体轴承座裂解加工存在的缺点，提出一种新的发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法及装置。

本发明的目的是这样实现的，结合附图说明如下：

发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法包括：曲轴箱体轴承座定位夹紧，轴承座孔裂解槽加工和将轴承盖从曲轴箱体轴承座上断裂分离，具体步骤如下：

a.由纵向液压缸12驱动的背压机构下行，其压紧块体中的压紧块7通过背压弹簧9对轴承座2施加一定的背压力，并在曲轴箱体轴承座裂解过程中始终保持背压裂解作用。

b.在横向液压缸17作用下，将与滑块体15相连接的拉刀杆5及高压软管6穿入曲轴箱体轴承座2内孔，穿入过程中镶嵌并固定在拉刀杆5前端的诸多拉刀4完成轴承座孔中心处两侧的裂解槽加工。

c.经增压缸16增压后的高压液体通过拉刀杆5上的进油口进入高压软管内，在压力高达80～120MPa的高压液体作用下，软管膨胀，使轴承座孔从裂解槽处断裂，将轴承盖3从曲轴箱体轴承座2上断裂分离，高压软管6的膨胀率在10％～15％之间为宜。

用于本发明所述的发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法的加工装置主要包括机架20、拉削及高压软管6内高压胀形裂解机构、增压缸16及由压紧块体8、背压支座13等组成的背压机构。在机架20上方设有曲轴箱体定位板21与定位夹紧机构，机架20右侧的滑块底座18上设有可水平运动的滑块体15，滑块体15内装有增压缸16，装有拉刀4的拉刀杆5固接于滑块体15前端，其内可高压胀形的高压软管6与增压缸16相连接，背压机构设在曲轴箱体上方，由两侧支架10支撑并可沿两个导向柱11导向作上、下运动。

本发明裂解加工设备的结构特点及运动特征为：

本发明裂解加工设备为顺序动作。安装有拉刀4及高压软管内高压胀形裂解机构的滑块作x方向的水平运动，背压机构在z轴方向上作上下运动。其主运动为拉刀与内高压软管裂解机构的水平运动，背压机构的上下运动为辅助运动。在横向和纵向液压油缸的分别驱动下，滑块机构与背压机构分别沿x、z方向运动。曲轴箱体放于机架定位板21上后，由定位夹紧油缸19夹紧定位。曲轴箱体定位后，背压机构沿z方向向下运动，其上的压紧块7依靠蝶形弹簧的背压弹簧9压紧轴承盖3。由横向液压缸17驱动滑块体15沿x轴方向移动，其上的拉刀4与高压软管6由箱体一侧穿入的同时，拉刀4将轴承座孔中心处两侧各加工一条裂解槽1。滑块体15水平运动结束后，由增压缸16中流入高压软管6内的高压液体迅速膨胀软管，使轴承座孔从两侧裂解槽处断裂，在保持背压得条件下，将轴承盖3与轴承座2断裂分离。轴承盖3与轴承座2断裂分离后，高压软管6内的高压油卸荷，高压软管6收缩恢复初始直径。与此同时轴承盖3在弹簧力作用下复位，并与轴承座2在断裂面处啮合。轴承盖3复位并与轴承座2啮合后，滑块体15在横向油缸17作用下返回初始位置，背压机构在纵向油缸12作用下也返回初始位置。此后，由另外的自动上螺栓装置与自动拧紧螺栓装置将螺栓穿入轴承座螺栓孔内并按定位扭矩要求拧紧。

本发明提供了一种完全新颖的发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法及装置，由于采用液体静压载荷，保证轴承孔在裂解加工时的变形很小，可调式背压裂解机构明显改善断裂面啮合质量，通过更换背压压紧块体、拉刀杆及高压软管，可方便地实现不同规格的曲轴箱体的裂解加工。拉刀机构与内高压胀形机构组合安装在滑块座上，可减少单独拉削裂解槽工序。裂解槽拉削与裂解工序合二为一，节省了单独拉削工序和相应的设备。采用高压软管内高压胀形方式的裂解机构克服了机械式裂解机构胀套与楔形推杆间磨损严重的问题。本发明方法及装置可显著提高裂解质量，减少轴承座孔由裂解力引起的变形。

附图说明

图1是曲轴箱体轴承座裂解加工过程示意图。

图2是裂解芯轴结构示意图。

图3是高压软管剖面结构示意图。

图4是本发明方法的裂解加工设备结构示意图。

图5是轴承盖背压压紧结构侧视示意图。

图中：1.裂解槽  2.轴承座  3.轴承盖  4.拉刀  5.拉刀杆  6.高压软管  7.压紧块  8.压紧块体  9.背压弹簧  10.支架  11.导向柱  12.纵向液压缸  13.背压支座  14.背压支座侧壁  15.滑块体  16.增压缸  17.横向液压缸  18.滑块底座  19.夹紧油缸  20.机架21.定位板

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明方法及装置作进一步详细说明。

本发明发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法，按以下步骤进行：

由压紧块体8、背压支座13等组成的背压机构下行，压紧块7通过背压弹簧9对轴承盖3施加背压力。

在横向液压缸17作用下滑块体15及拉刀杆5、外径为D₀的高压软管6由初始位置穿入直径为D的轴承孔内，拉刀4完成初始裂解槽1的加工。

经增压缸16增压后的高压油进入高压软管6内，内高压使软管膨胀变形，由初始直径D₀增至D₁，使轴承盖3从箱体轴承座2上分离开。

增压缸16的高压卸荷后，高压软管6由直径D₁收缩至初始直径D₀，增压缸16在背压弹簧9作用下复位至轴承座2上，滑块体15横向在液压缸17作用下返回初始位置。背压机构在纵向油缸12作用下返回初始位置，从而完成一个工作循环。

本发明具有下列特征：

采用高压软管内高压胀形方法，实现轴承盖与箱体轴承座的断裂分离。参照图3，高压软管内层采用橡胶材料，外层采用合成纤维材料，如聚酰亚铵等，其膨胀率控制在10％～15％为宜，其关系为D₀＜D＜D₁。

镶嵌拉刀4的拉刀杆5设在高压软管6内。在将高压软管6穿入轴承座孔的过程中，拉刀4将轴承座孔中心处两侧拉削加工出裂解槽。

使高压软管6膨胀的液体油压在80～120Mpa之间，由滑块体15内的增压缸16产生。

为获得完全啮合的断裂面，提高轴承座2断裂质量，采用由蝶形弹簧的背压弹簧9对轴承盖3施加背压力，参照图5。通过更换背压压紧块7实现不同品种曲轴箱体轴承座的裂解加工。

参照图3，一种用于上述曲轴箱体轴承座裂解加工方法的装置按如下方式组成：在机架20上方设有曲轴箱体定位板21；曲轴箱体传送至定位板21上后，由夹紧油缸19夹紧定位。压紧块体8嵌入背压支座13中，纵向液压缸12与背压支座13相连，并附设2个导向柱11，使固设在支架10上的背压机构作上下精确运动。

滑块底座18与机架20相连，其上方安装由一横向液压缸17驱动可沿水平方向运动的滑块体15，所述的拉刀杆5与内可高压胀形的高压软管6固设在滑块体15前端，增压缸16安装在滑块体15内。

背压机构中的压紧块7与背压弹簧9装于压紧块体8内，压紧块体8嵌入背压支座13的梯形槽中，背压支座13固设在支架10上，由纵向液压缸12驱动。

背压机构中的多个压紧块7可更换。通过更换背压压紧块实现对不同品种不同规格发动机曲轴箱体轴承盖的背压压紧。

诸多片状拉刀4镶嵌在拉刀杆5前端两侧槽内，并用螺栓紧固，拉刀杆5上开有高压液体进、出油道。

滑块底座18与机架20相连接，其上的滑块体15由横向液压缸17驱动沿滑块底座18上的四个矩形导轨作水平运动。

定位夹紧机构为定位夹紧油缸19。

高压软管6内层材料可为橡胶，外层材料为合成纤维，合成纤维材料包覆在橡胶管体外层。

采用本发明设备对曲轴箱体轴承座进行裂解加工过程：首先将曲轴箱体传送在定位板21上，夹紧油缸19将箱体夹紧定位后，由压紧块体8、背压支座13等组成的背压机构由纵向油缸12驱动下行，压紧块7通过压紧块体8内的背压弹簧9将轴承盖3压紧，拉刀杆5和高压软管6由横向液压缸17驱动穿入曲轴箱体轴承座孔内，与此同时，拉刀4将轴承座孔中心处两侧的裂解槽1加工完毕。

穿入轴承座孔和压紧块体8上导向孔内的高压软管6在由增压缸16产生的高压液体作用下膨胀变形，使轴承座孔从裂解槽1处断裂，并将轴承盖3从轴承座2上断裂分离。裂解过程中压紧块7在背压弹簧9作用下始终压紧在轴承盖3两端螺栓孔的平面上达到背压裂解的目的。

轴承盖3与轴承座2断裂分离后，增压缸16卸荷，膨胀变形的高压软管收缩回原始状态，轴承盖3在背压弹簧9作用下与轴承座2复位啮合。待拉刀杆5和高压软管6在横向液压缸17驱动下返回后，背压机构在纵向液压缸12的驱动下上行至初始位置，至此，完成曲轴箱体轴承座裂解加工一个循环过程。

Claims (8)

1.一种发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法包括：曲轴箱体轴承座定位夹紧，轴承座孔裂解槽加工和将轴承盖从曲轴箱体轴承座上断裂分离，其特征在于具体步骤如下：

a.由纵向液压缸(12)驱动的背压机构下行，其压紧块体中的压紧块(7)通过背压弹簧(9)对轴承座(2)施加一定的背压力，并在曲轴箱体轴承座裂解过程中始终保持背压裂解作用；

b.在横向液压缸(17)作用下，将与滑块体(15)相连接的拉刀杆(5)及高压软管(6)穿入曲轴箱体轴承座(2)内孔，穿入过程中镶嵌并固定在拉刀杆(5)前端的诸多拉刀(4)完成轴承座孔中心处两侧的裂解槽加工；

c.经增压器(16)增压后的高压液体通过拉刀杆(5)上的进油口进入高压软管内，在压力高达80～120MPa的高压液体作用下，软管膨胀，使轴承座孔从裂解槽处断裂，将轴承盖(3)从曲轴箱体轴承座(2)上断裂分离，高压软管(6)的膨胀率在10％～15％之间为宜。

2.用于权利要求1所述的发动机曲轴箱体轴承座裂解加工方法的加工装置，它是由包括定位夹紧机构、拉刀和胀形元件在内的主机和背压机构组成，其特征在于在机架(20)上方设有曲轴箱体定位板(21)与定位夹紧机构，机架(20)右侧的滑块底座(18)上设有可水平运动的滑块体(15)，滑块体(15)内装有增压缸(16)，装有拉刀(4)的拉刀杆(5)固接于滑块体(15)前端，其内可高压胀形的高压软管(6)与增压缸(16)相连接，背压机构设在曲轴箱体上方，由两侧支架(10)支撑并可沿两个导向柱(11)导向作上、下运动。

3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于所说的背压机构中的压紧块(7)与背压弹簧(9)装于压紧块体(8)内，压紧块体(8)嵌入背压支座(13)的梯形槽中，背压支座(13)固设在支架(10)上，由纵向液压缸(12)驱动。

4.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于所说的背压机构中的多个压紧块(7)可更换。

5.根据权利要求2所述的加工装置，所说的拉刀(4)为诸多片状拉刀，该拉刀镶嵌在拉刀杆(5)前端两侧槽内，并用螺栓紧固，其特征在于所说的拉刀杆(5)上开有高压液体进、出油道。

6.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于所说的滑块底座(18)与机架(20)相连接，其上的滑块体(15)由横向液压缸(17)驱动沿滑块底座(18)上的四个矩形导轨作水平运动。

7.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于所说的定位夹紧机构采用定位夹紧油缸(19)。

8.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于所说的高压软管(6)内层材料可为橡胶，外层材料为合成纤维，合成纤维材料包覆在橡胶管体外层。

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