CN101568404A - 气缸体的加工用夹具及加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种进行气缸筒(3)的精加工时使用的加工用夹具,包括:相对于气缸盖安装面(2)接近、远离的夹具本体(10);利用形成有相对于气缸盖螺栓孔(7)的阴螺纹部(8)可配合的螺纹部(19)的多个螺栓片部(18)的内侧面(21)形成锥形孔部(20)、借助经由锥形孔部(20)接受的楔入作用进行扩径的螺栓构件(16);具有插入锥形孔部(20)、给予前述楔入作用的锥形面部(22)的锥形轴构件(17);具有和气缸盖安装面(2)上的规定的面部接触的推压面(23)的活塞构件(24)。

Description

气缸体的加工用夹具及加工方法
技术领域
本发明涉及对气缸所具有的气缸筒进行精加工时使用的气缸体加工用夹具及加工方法。
背景技术
例如,在构成搭载在汽车等上的发动机的气缸体中,形成必须有规定的正圆度的孔部。作为这种孔部,例如,有可滑动地内装经由连杆等连接到发动机的曲轴上的活塞的气缸筒、支承曲轴的轴颈部的轴承孔等。即,对于这些气缸筒、轴承孔等孔部,为了获得规定的正圆度,例如进行珩磨加工等精加工(正圆加工)。
另一方面,气缸筒等的孔部的正圆度受到伴随着在发动机组装过程中的部件组装的螺栓紧固等的影响。即,由于对于气缸体通过螺栓紧固来组装部件,由该螺栓紧固的紧固力(紧固轴向力)导致气缸体等发生应变(变形),气缸筒等的孔部的正圆度恶化。
因此,在现有技术中,对于气缸筒等的孔部,进行在再现由于将部件相对于气缸体进行组装等引起的应变(变形)的状态(模拟的状态)下的精加工(例如,参照日本特开2004-243514号公报及日本特开2002-120107号公报)。
在日本特开2004-243514号公报中,揭示了一种仿真头加工,该仿真头加工是对于气缸筒等的孔部、在预先给予伴随着部件对气缸体的组装而产生的应变的状态下进行精加工的方法的代表性的例子。在仿真头加工中,使用所谓的仿真头。所谓仿真头,是一种与作为实际的制品组装的气缸盖不同的加工用夹具,与气缸盖同样地利用螺栓等紧固器(气缸盖螺钉)组装到气缸体上。即,通过将仿真头组装到气缸体上,形成相对于气缸筒等的孔部赋予由于气缸盖被组装到气缸体上而产生的变形的状态。在这种状态下,对气缸筒等的孔部进行精加工。借此,降低由于实际上组装气缸盖所产生的对于气缸筒等的孔部的正圆度的影响(正圆度的恶化)。
在这种仿真头加工中,存在以下的问题。
仿真头加工基于在通过螺栓紧固将仿真头组装到气缸体上、再现作为发动机组件的组装完毕状态的状态下,对气缸筒等的孔部进行精加工的考虑。因此,考虑到生产周期需要准备相当数量的仿真头,需要用于仿真头的组装、卸下的设备等。因而,在由仿真头加工进行气缸体的加工时,相对于不进行仿真头加工的通常工序的气缸体的加工而言,需要进行相当数量的仿真头的准备及其空间的增加,需要用于仿真头的组装、拆卸的设备及追加工序等,增加了制造成本。
另一方面,在日本特开2002-120107号公报中,揭示了一种在对支承曲轴的轴承孔(轴颈轴承孔)进行正圆加工时的技术。例如,如本文献中揭示的那样,通过相对于气缸体利用螺栓紧固组装下部壳体而形成轴承孔。
在日本特开2002-120107号公报中指出了一种技术,在该技术中,在形成轴承孔时,代替螺栓紧固,通过借助推压销给予规定的负荷,形成赋予和由螺栓紧固等产生的变形同等的变形的状态,进行轴承孔的正圆加工。这种技术的目的是,在轴承孔的正圆加工时,消除螺栓紧固工序、螺栓拆卸工序、提高生产效率。
日本特开2002-120107号公报揭示的技术是在轴承孔加工时采用的,但是,也存在在气缸筒的加工时能够应用的可能性。在这种情况下,具体地说,代替相对于气缸体通过螺栓紧固组装仿真头,通过利用推压销对气缸盖安装面赋予规定的负荷,形成赋予气缸筒变形的状态。借此,无需仿真头,可以消除由于使用前面所述的仿真头而产生的在仿真头加工中存在的问题。
但是,通过将气缸盖(仿真头)组装到气缸体上而在气缸筒上产生的变形,不仅推压气缸盖安装面,也成为由螺栓紧固产生的紧固轴向力(由螺栓产生的拉伸力)进行作用的原因。因此,通过采用日本特开2002-120107号公报中揭示的技术,难以充分再现由气缸盖的组装产生的气缸筒的变形。
因此,本发明的目的是提供一种气缸体的加工用夹具和加工方法,所述气缸体的加工用夹具和加工方法,在对气缸体所具有的气缸筒进行精加工的过程中,在对气缸筒赋予预先规定的变形时,可以利用现有的设备,不会导致制造成本的增加,不会伴随着空间、设备、工序等的增加,可以提高生产效率。
发明内容
本发明所要解决的课题如上所述,下面对于解决课题的方案进行说明。
即,本发明的气缸体的加工用夹具,是对气缸体所具有的气缸筒进行精加工时使用的气缸体的加工用夹具,包括夹具本体、螺栓构件、锥形轴构件、活塞构件。这里,夹具本体具有面对气缸体的气缸盖安装面的对向面,在使该对向面面对前述气缸盖安装面的状态下,所述夹具本体以前述对向面和前述气缸盖安装面相对接近、远离的方式设置。另外,螺栓构件具有多个螺栓片部,所述螺栓片部作为具有相对于在前述气缸盖安装面上开口的气缸盖安装用的螺栓孔能够插入的棒状外形的部分,突出设置在前述对向面上,在外侧面形成有相对于前述螺栓孔的阴螺纹部能够配合的螺纹部,由这些螺栓片部的内侧面形成在前述对向面侧制成锥形且在与该对向面侧相反侧开口的锥形孔部,借助经由该锥形孔部受到的楔入作用,通过前述多个螺栓片部位移进行扩径。另外,锥形轴构件以从前述锥形孔部突出的状态插入该锥形孔部,具有通过与该插入方向的前述螺栓构件之间的相对移动来提供楔入作用的锥形面部。并且,活塞构件以能够以规定的推压力向相对于前述对向面突出方向加载的方式设置,具有与前述气缸盖安装面上的规定的面部接触的推压面。
这样,在对气缸体所具有的气缸筒的精加工中,在对气缸筒赋予预先规定的变形时,可以利用已有的设备,不会导致制造成本的增加,不会伴随空间、设备、工序等的增加,可以提高生产效率。
另外,在本发明的气缸体的加工用夹具中,前述锥形轴构件在对前述锥形孔部插入的方向的前端侧具有延伸设置部,该延伸设置部按照在相对于形成在前述夹具本体上的孔部被插入的状态下、能够以规定的推压力向从前述锥形孔部突出的方向加载的方式设置。
这样,容易进行锥形轴构件相对于螺栓构件的保持,同时,可以通过用于使推压力作用于锥形轴构件的结构的控制(例如油压控制)等,自动地进行螺栓构件相对于气缸盖安装用的螺栓孔的配合状态的解除。
另外,在本发明的气缸体的加工用夹具中,前述螺纹部重点地相对于前述阴螺纹部的前述螺栓孔的底部侧的部分配合。
这样,在气缸筒的精加工时,在赋予气缸筒产生变形用的变形外力时,在阴螺纹部,可以防止用于实际的气缸盖的紧固的部分受到损伤。
本发明的气缸体的加工方法,是一种在对气缸体所具有的气缸筒进行精加工时使用的气缸体的加工方法,在以对于气缸体的气缸盖安装面相对地接近、远离的方式设置的、对前述精加工用的工具进行导向的导向体中,设置有:螺栓部,所述螺栓部相对于在前述气缸盖安装面上开口的气缸盖安装用的螺栓孔能够插入,同时,具有相对于前述螺栓孔的阴螺纹部能够配合的阳螺纹部,能够借助于来自于前端侧的推压作用进行扩径;推压部,所述推压部具有能够与前述气缸盖安装面上的规定的面部接触的推压面,该推压面能够以规定的推压力在与前述螺栓部的从前述导向体突出的方向相同的方向上加载。并且,在将前述螺栓部插入前述螺栓孔的状态下,通过使前述导向体接近前述气缸盖安装面,使前述螺栓部的前端侧与前述螺栓孔的底部接触,借此,对前述螺栓部给予前述推压作用,使前述螺栓部扩径,借此,形成使前述阳螺纹部与前述阴螺纹部配合的状态,同时,通过借助前述推压部在使前述推压面与前述规定的面部接触的状态下以规定的推压力向前述方向加载,在推压前述规定的面部的状态下进行前述精加工。
这样,在对气缸体所具有的气缸筒进行精加工的过程中,在对气缸筒赋予预先规定的变形时,可以利用已有的设备,不会导致制造成本的增加,不会伴随着空间、设备、工序等的增加,可以提高生产效率。
另外,本发明的气缸体的加工方法,使前述阳螺纹部重点地相对于前述阴螺纹的前述螺栓孔的底部侧的部分配合。
这样,在气缸筒的精加工时,在赋予气缸筒产生变形用的变形外力时,在阴螺纹部,可以防止实际的气缸盖的紧固用的部分受到损伤。即,通过使阳螺纹部重点地相对于阴螺纹部的底侧部分配合,可以在避免损害气缸盖安装用的螺栓孔所必需的功能的同时,产生规定的气缸筒的变形。
附图说明
图1是表示根据本发明的一种实施形式的气缸体的加工用夹具及气缸体的结构的剖视图。
图2是采用根据本发明的一种实施形式的气缸体的加工用夹具对气缸筒进行精加工的说明图。
图3是表示根据本发明的一种实施形式的气缸体的加工用夹具及气缸体的结构的部分放大剖视图。
具体实施方式
根据本发明的气缸体的加工是对气缸体所具有的气缸筒进行的,是对于气缸筒为了获得规定的正圆度而进行的精加工。并且,在对气缸筒进行精加工时,通过对气缸筒赋予规定的变形,使气缸筒成为预先变形的状态。
即,气缸筒可滑动地内装经由连杆等连接到发动机的曲轴上的活塞。因此,从降低成为在发动机实际运转时的弊病的原因的气缸筒中的摩擦的观点出发,对于气缸筒,在发动机的实际运转时要求规定的正圆度。
另一方面,受到将气缸盖等部件组装到气缸体上、或在发动机实际运转时气缸体热变形等的影响,气缸筒发生变形。这种气缸筒的变形(孔径变形),与气缸体上设置在气缸筒周围的、气缸盖的紧固部的配置有关。具体地说,在作为从气缸筒的中心轴方向观察时的形状的圆周形状中,产生对应于气缸盖的紧固部的相位的部分相对地向内侧隆起这样的变形。这样的孔径变形导致气缸筒的正圆度的恶化。
因此,考虑到对气缸体进行部件的组装或发动机实际运转时产生的孔径变形,对于气缸筒,通过在预先再现孔径变形的状态下进行精加工,获得规定的正圆度。即,在气缸筒中,在如前面所述的规定的部分向内侧隆起的状态下,通过借助精加工获得规定的正圆度,预先比其它部分深(例如,微米级)地切削向内侧隆起的部分。借此,降低在发动机实际运转时气缸筒的正圆度的恶化,实现前面所述的摩擦的降低。
首先,利用图1说明作为根据本发明的加工对象的气缸体1的结构。另外,在下面的说明中,将图1的上下方向作为气缸体1中的上下方向。
根据本实施形式的气缸体1,例如,是构成汽车的发动机等的部件,通过以铝等作为材料的铸件(铸造品)接受规定的机械加工而构成。气缸体1具有经由衬垫等安装有气缸盖(图中省略)的气缸盖安装面2。气缸盖安装面2在气缸体1的上侧以大致水平面形成。另外,在气缸体1的下侧安装有油盘(图中省略)。
气缸体1具有气缸筒3。气缸筒3是可滑动地内装经由连杆等连接到发动机的曲轴上的活塞(所有的图中均省略)的圆柱形的孔部。气缸筒3在气缸盖安装面2上开口。通过将筒状的气缸套5利用内激冷或者压入等内装到在气缸体1中以包围气缸筒3的方式形成大致筒状的气缸部4的内周面侧,形成气缸筒3。即,气缸套5的内周面形成气缸筒3,成为前述活塞的滑动面。另外,在本实施形式中,气缸筒3是利用气缸套5形成的,但是,也可以对气缸体1的结构体直接形成。
气缸筒3在气缸体1中设置有一个或者多个(在图1中只表示出一个)。例如,在气缸体1构成直列四缸发动机的情况下,气缸筒3呈沿着图1的深度方向(相对于纸面垂直的方向)四个并列地排成一列的状态设置。
在气缸筒3的周围(气缸部4的外周侧)形成水冷套6。水冷套6在气缸盖安装面2上开口。即,本实施形式的气缸体1呈水冷套6在气缸盖安装面2侧敞开的顶开式结构。
在气缸盖相对于气缸体1固定时,使用作为紧固器的气缸盖螺栓(图中省略)。因此,在气缸盖安装面2中设置气缸盖螺栓拧入的螺栓孔(下面称为“气缸盖螺栓孔”)7。气缸盖螺栓孔7在气缸盖安装面2上开口。即,借助贯通气缸盖的一部分且拧入到气缸盖螺栓孔7中的气缸盖螺栓,将气缸盖相对于气缸盖安装面2紧固固定。气缸盖螺栓孔7具有被实施螺纹切削的阴螺纹部8。
另外,虽然在图中为了方便起见,气缸盖螺栓孔7设置在一个部位处,但是,气缸盖螺栓孔7根据气缸体1的结构等设置在多个规定的位置上。具体地说,在气缸体1构成直列四缸发动机的情况下,例如,通过在各个气缸筒3的周围大致等间隔地设置四个气缸盖螺栓孔7,同时,在相邻的气缸筒3之间共用两个气缸盖螺栓孔7,共计设置十个气缸盖螺栓孔7。
对于具有这种结构的气缸体1,对气缸筒3进行用于获得规定的正圆度的精加工(例如,珩磨加工)。
如图1所示,在对气缸筒3进行的精加工中,采用配备有精加工用的工具40的结构。工具40具有头部41和支承该头部41的轴部42。头部41作为整体构成大致圆柱形。头部41具有砂轮43。砂轮43具有以轴部42的轴向方向(上下方向)作为长度方向的形状,在头部41的外周面部,例如,在周向方向上以隔开相等的间隔的状态配置多个砂轮43。头部41支承在轴部42的一端部(下端部)。轴部42以其轴向方向成为头部41的大致圆柱形的轴心方向的方式设置。轴部42以能够借助图中未示出的驱动机构在轴向方向上移动以及以轴心作为旋转轴旋转的方式设置。即,头部41以能够经由轴部42进行轴向方向的运动及旋转运动的状态设置。并且,在气缸筒3的精加工时,通过头部41的旋转运动等,由砂轮43磨削加工形成气缸筒3的壁面。
以具有这种结构的气缸体1为加工对象的气缸体1的加工用夹具(下面简称为“加工用夹具”),在对前述那样的气缸筒3进行精加工时使用。即,下面说明的加工用夹具,如前面所述,用于对气缸体1施加用于对气缸筒3赋予规定的变形的变形外力(负荷)。
如图1所示,根据本实施形式的加工用夹具,通过在夹具本体10上设置螺栓部11和推压部12而构成。
夹具本体10具有面对气缸盖安装面2的对向面13,在使该对向面13面对气缸盖安装面2的状态下,以相对接近、分离的方式设置对向面13和气缸盖安装面2。
夹具本体10,在本实施形式中,作为整体由厚板状的构件构成,利用其一侧(下侧)的板面形成对向面13。对向面13至少具有与气缸盖安装面2大致相同的大小(面积)。夹具本体10由连接到利用与对向面13相反侧(上侧)的板面形成的支承面10a上的气缸机构14可沿上下方向移动地支承。
对于夹具本体10设置一个或者多个(图中为两个)气缸机构14。气缸机构14,例如,作为油压缸或者气缸等构成。气缸机构14具有气缸部14a和相对于该气缸部14a至少一部分能够进出地设置的杆部14b。气缸机构14,以杆部14b相对于气缸部14a的进出方向对应于对向面13相对于气缸盖安装面2接近、远离方向(上下方向)的方式设置。通过将杆部14b的前端侧固定到夹具本体10的支承面10a上,将气缸机构14连接到夹具本体10上。即,在气缸机构14中,通过杆部14b相对于气缸部14a进出,夹具本体10沿着相对于气缸体1接近、远离的方向移动。通过利用该气缸机构14进行的夹具本体10的移动,对向面13相对于气缸盖安装面2接近、远离。
这样,在本实施形式中,夹具本体10,通过由气缸机构14可移动地支承,在使对向面13面向气缸盖安装面2的状态下,以对向面13相对于气缸盖安装面2接近、远离的方式设置。
螺栓部11以能够相对于气缸盖螺栓孔7插入的方式构成,同时,具有能够与气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8配合的阳螺纹部15,能够借助来自于前端侧的推压作用进行扩径。具体地说,螺栓部11以下述方式构成。
螺栓部11包括:从夹具本体10突出设置的螺栓构件16、以插入该螺栓构件16的状态设置的锥形轴构件17。
螺栓构件16作为具有能够插入气缸盖螺栓孔7的棒状的外形的部分,突出设置在对向面13上。
即,如图1所示,具有以从夹具本体10的对向面13垂下的状态设置的棒状的外形的部分,成为螺栓构件16。螺栓构件16具有大致圆柱棒状的外形,具有能够插入气缸盖螺栓孔7的直径。
螺栓构件16在外侧面具有形成有能够与气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8配合的螺纹部19的多个螺栓片部18。
螺栓片部18由具有棒状外形的螺栓构件16以其轴向方向作为分割面的方向分割的部分形成。即,螺栓构件16,通过在其轴向方向上形成狭缝等被分割成多个,形成对应于其分割数的数目的螺栓片部18。换句话说,借助多个螺栓片部18,构成具有棒状外形的螺栓构件16。另外,对于螺栓构件16的分割数、即具有螺栓构件16的螺栓片部18的数目,没有特定的限制。
另外,在各个螺栓片部18,在其外侧面形成能够与气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8配合的螺纹部19。这些螺栓片部18所具有的螺纹部19,构成螺栓部11所具有的前述阳螺纹部15。
螺栓构件16,借助前述多个螺栓片部18的内侧面21,在对向面13侧形成锥形,同时,形成在与对向面13侧相反一侧开口的锥形孔部20。
即,具有棒状外形的螺栓构件16,以在其轴心部分具有孔部的方式构成大致筒状,其轴心部分的孔部成为由多个螺栓片部18的内侧面21形成的锥形孔部20。换句话说,通过将大致筒状的螺栓构件16分割成如前面所述的多个部分而形成的各个螺栓片部18,成为以螺栓构件16的轴向方向作为长度方向的大致长条状的部分,由各个螺栓片部18的内侧面21形成锥形孔部20。
锥形孔部20,由于具有以对向面13侧(上侧)作为顶点侧的细长的大致圆锥形的一部分的形状,在对向面13侧形成锥形(缩径)。从而,各个螺栓片部18的内侧面21在上侧向螺栓构件16的轴心部分逐渐地倾斜,成为形成细长的大致圆锥面的一部分的曲面。另外,锥形孔部20在螺栓构件16的前端侧(下端侧)开口。即,构成螺栓构件16的各个螺栓片部18在螺栓构件16的基部侧(上端侧)连接成一体,同时,形成从该连接的部分到螺栓构件16的前端侧(下端侧)与其它的螺栓片部18分割的状态。
另外,在本实施形式中,锥形孔部20,通过具有大致圆锥形的一部分的形状,以在对向面13侧形成锥形的方式形成,但是,并不局限于此。作为用于锥形孔部20在对向面13侧形成锥形的形状,例如,也可以使三棱锥或四棱锥等多棱锥形状的一部分的形状等。在这种情况下,螺栓片部18的内侧面21,不是像本实施形式那样形成大致圆锥面的一部分的曲面,而是由平面部分形成。
螺栓构件16通过借助经由锥形孔部20受到的楔入作用使多个螺栓片部18位移而扩径。
即,构成螺栓构件16的多个螺栓片部18,如前面所述,以连接成一体的基部侧的部分作为基点,向螺栓构件16的径向方向外侧弹性变形,以扩展成放射状的方式位移。通过各个螺栓片部18向外侧的位移,螺栓构件16扩径。通过螺栓构件16经由锥形孔部20受到楔入作用,产生这种各螺栓片部18向外侧的位移。经由锥形孔部20由锥形轴构件17给予对螺栓构件16的楔入作用。
另外,在本实施形式中,用于使螺栓构件16扩径的螺栓片部18的位移是由如前面所述的螺栓片部18具有的弹性引起的,但是,并不局限于此。例如,也可以是通过以螺栓片部18在其基部侧的连接部处能够弯曲的方式构成,或者,以螺栓片部18能够由多个构件弯曲的方式构成,使各个螺栓片部18向螺栓构件16的径向方向外侧位移的结构。
这样构成的螺栓构件16相对于夹具本体10形成一体。即,通过构成螺栓构件16的各个螺栓片部18从夹具本体10的对向面13突出地形成,相对于夹具本体10形成一体。但是,螺栓构件16也可以通过作为另外的部件安装到夹具本体10上等而独立于夹具本体10构成。
锥形轴构件17以从锥形孔部20突出的状态插入到锥形孔部20,具有通过在该插入方向上与螺栓构件16之间的相对移动来施加前述楔入作用的锥形面部22。
锥形轴构件17整体上是棒状的构件,具有能够插入锥形孔部20的直径的部分。锥形面部22在锥形轴构件17相对于锥形孔部20的插入方向上形成锥形(缩径)。该锥形面部22成为与螺栓构件16的锥形孔部20锥形配合的状态(楔配合状态)。即,锥形轴构件17被插入锥形孔部20,锥形面部22与形成锥形孔部20的螺栓片部18的内侧面21接触的状态,成为锥形面部22相对于锥形孔部20锥形配合的状态。从而,锥形面部22的形状对应于锥形孔部20所具有的形状。即,在本实施形式中,在锥形轴构件17处形成锥形面部22的部分,成为对应于具有细长的大致圆锥形的一部分的形状的锥形孔部20、具有细长的大致圆锥形的一部分形状的部分。
另外,锥形轴构件17被插入锥形孔部20,同时,以其一部分从锥形孔部20突出的状态设置。即,锥形轴构件17,以从其一端侧被插入锥形孔部20且另一端侧的一部分从锥形孔部20突出的状态,相对于螺栓构件16被保持。
另外,锥形轴构件17,在相对于锥形孔部20插入的方向的前端侧具有延伸设置部29。并且,锥形轴构件17以其延伸设置部29在相对于形成在夹具本体10上的孔部30被插入的状态下、能够被规定的推压力向从锥形孔部20突出的方向加载的方式设置。
延伸设置部29,在锥形轴构件17处,从相对于形成锥形面部22的部分的锥形孔部20的插入方向的前端侧的端部延伸设置。延伸设置部29,在本实施形式中,具有比形成锥形面部22的部分小的直径,作为直线状的(大致相同直径的)棒状部分形成。延伸设置部29被插入形成在夹具本体10上的孔部30。从而,孔部30以与螺栓构件16所具有的锥形孔部20连续地方式形成,在处于被插入锥形孔部20的状态的锥形轴构件17处延伸设置的延伸设置部29成为被插入形成于夹具本体10的孔部30的状态。这样,锥形轴构件17,在延伸设置部29被插入夹具本体10的孔部30的状态下,相对于螺栓构件16被保持。
另外,锥形轴构件17以在相对于螺栓构件16被保持的状态下、能够被规定的推压力向从锥形孔部20突出的方向加载的方式设置。即,包含有延伸设置部29的锥形轴构件17,在被插入锥形孔部20及孔部30的状态下,能够被规定的推压力向从锥形孔部20突出的方向(向下的方向)加载。
用于对锥形轴构件17加载的推压力由油压产生。即,锥形轴构件17中的延伸设置部29被能够相对于孔部30在上下方向上滑动地设置。在孔部30内,形成用于使油压经由延伸设置部29对锥形轴构件17进行作用的油压室31。油压泵等油压源(图中省略)经由形成在夹具本体10的内部的油路32连接到油压室31。在这种结构中,通过从前述油压源经由油路32对油压室31供应油压,锥形轴构件17经由延伸设置部29接受规定的推压力。借此,锥形轴构件17被向从锥形孔部20突出的方向(向下的方向)加载。
另外,用于对锥形轴构件17作用规定的推压力的结构,并不局限于如本实施形式那样采用油压的情况。作为用于对锥形轴构件17作用规定的推压力的其它的结构例,例如,可以列举出代替油压而利用例如空气压等其它的流体压力的结构。另外,作为用于对锥形轴构件17作用规定的推压力的其它的结构例,可以列举出将弹簧等弹性构件作为推压构件内置于孔部30、将该弹性构件的弹性力作为作用到锥形轴构件17上的推压力使用的结构。对于作用到锥形轴构件17上的规定的推压力,将在后面进行描述。
如上所述,插入到气缸体1的气缸盖螺栓孔7中的螺栓部11,通过将锥形轴构件17插入从夹具本体10的对向面13突出的螺栓构件16(的锥形孔部20)而构成。并且,通过将锥形轴构件17压入螺栓构件16(的锥形孔部20),螺栓构件16扩径。该螺栓构件16的扩径变成螺栓部11的扩径。
即,通过将锥形轴构件17压入锥形孔部20,经由锥形孔部20及相对于该锥形孔部20锥形配合的锥形面部22,对螺栓构件16给予楔入作用。螺栓构件16受到的楔入作用,通过锥形轴构件17的、向相对于锥形孔部20插入的方向的与螺栓构件16之间的相对移动,成为螺栓片部18经由形成锥形孔部20的内侧面21向外侧移动的作用。即,螺栓构件16受到的楔入作用,变成螺栓片部18向螺栓构件16的径向方向外侧变形、以呈放射状扩展的方式位移的作用。这种螺栓片部18的扩展作用,变成螺栓构件16的扩径,即,螺栓部11的扩径。
这样,螺栓部11通过从其前端侧接受推压作用,锥形轴构件17被相对于螺栓构件16的锥形孔部20压入,螺栓部11扩径。被插入气缸盖螺栓孔7的螺栓部11从其前端侧受到的推压作用,通过螺栓部11被相对于气缸盖螺栓孔7压入,变成螺栓部11的前端部(锥形轴构件17的前端部)从气缸盖螺栓孔7的底部(下面称之为“螺栓孔底部”)7a受到的推压作用。
推压部12具有能够与气缸盖安装面2中的规定的面部接触的推压面23,该推压面23能够被以规定的推压力向与螺栓部11从夹具本体10突出的方向相同的方向加载。具体地说,推压部12的结构如下。
推压部12包括活塞构件24,所述活塞构件24以能够在夹具本体10相对于气缸体1接近、远离的方向(上下方向)上相对于夹具本体10移动的方式设置。
活塞构件24以能够被规定的推压力在相对于夹具本体10的对向面13突出的方向上加载的方式设置,具有与气缸盖安装面2上的规定的面部接触的推压面23。
在本实施形式中,活塞构件24所具有的推压面23以推压气缸盖安装面2上的气缸筒3的周缘部(下面称之为“筒周缘部”)的方式形成。即,推压面23以相对于一个气缸筒3与其筒周缘部接触的方式形成大致圆环状。与此相伴,活塞构件24构成大致圆筒状的构件。即,在大致圆筒状的活塞构件24的一端面侧形成推压面23。
这里,根据气缸体1所具有的气缸筒3的数目(发动机的气缸数)等的结构等,适当地设定推压面23及形成推压面23的活塞构件24的形状。具体地说,例如,在气缸体1构成直列四缸发动机的情况下,如前面所述,气缸筒3呈四个排列成一列的状态。对于这样的四个气缸筒3,对应于相邻的气缸筒3设置的推压面23彼此之间,其圆环状的相邻的部分可以以成为相互连续(连接)的形状的方式形成。即,在这种情况下,推压面23的形状,通过四个圆环状的部分在相邻的部分处连接起来,以成为连续的一列的形状的方式形成一体。活塞构件24也一样,也可以通过将四个圆筒状的部分在相邻的部分处连接起来,以成为连续的一列的形状的方式形成一体。但是,即使气缸体1所具有的气缸筒3为多个(发动机为多气缸)时,对应于各个气缸筒3的推压面23及活塞构件24也可以独立(分别地)设置。
另外,推压面23的形状,只要是与气缸盖安装面2中的规定的面部接触的形状,并不局限于像本实施形式中那样与筒周缘部接触的形状。即,所谓推压面23接触的气缸盖安装面2中的“规定的面部”,成为在气缸盖安装面2中为了对气缸筒3赋予变形而被推压的部分。换句话说,气缸盖安装面2中的“规定的面部”成为与对气缸筒3赋予的变形相对应的部分。若进一步讲,通过调节气缸盖安装面2中的规定的面部的形状、大小,可以调节赋予气缸筒3的变形。从而,对于推压面23的形状,如前面所述,借助气缸体1的结构等适当地设定。推压面23的形状,例如,可以是部分地接触筒周缘部的形状,或者,也可以是与气缸盖安装面2中的筒周缘部之外的部分接触的形状。
活塞构件24以至少一部分能够相对于在夹具本体10中以在对向面13上开口的方式形成的气缸凹部25进出的方式设置。即,活塞构件24以从其一端侧插入气缸凹部25的状态设置,能够在其插入方向及其相反方向移动地被保持。借此,活塞构件24以在夹具本体10的相对于气缸体1接近、远离的方向(上下方向)上能够相对于夹具本体10移动的方式设置。另外,活塞构件24,在螺栓部11被插入气缸盖螺栓孔7的状态下,以推压部23与筒周缘部接触的方式相对于夹具本体10定位、设置。
保持活塞构件24的气缸凹部25具有与活塞构件24的形状相对应的形状。从而,在本实施形式中,气缸凹部25对应于大致圆筒状的活塞构件24作为大致圆筒状的凹部(孔部)形成。另外,如前面所述,在气缸体1构成直列四缸发动机等情况下,在以多个活塞构件24成为连续成一列的形状的方式形成一体的情况下,对应于该活塞构件24的形状(以活塞构件24能够插入的方式)形成气缸凹部25。即,在这种情况下,气缸凹部25成为多个大致圆筒状的凹部(孔部)连续成一列的形状。
另外,活塞构件24,在于夹具本体10中相对于气缸凹部25被保持的状态下,以能够被规定的推压力在相对于对向面13突出的方向上加载的方式设置。即,活塞构件24,在被插入气缸凹部25的状态下,能够被规定的推压力向从对向面13突出的方向(下方)加载。
用于对活塞构件24加载的推压力由油压产生。即,活塞构件24以能够相对于气缸凹部25在进出的方向(上下方向)上滑动的方式设置。在气缸凹部25内,形成用于使油压对活塞构件24作用的油压室26。油压泵等油压源(图中省略)经由形成在夹具本体10内部的油路27连接到油压室26上。在这样的结构中,通过从前述油压源经由油路27向油压室26供给油压,活塞构件24受到规定的推压力。借此,活塞构件24被向着从对向面13突出的方向(向下的方向)加载。
在活塞构件24的推压面23与筒周缘部接触的状态下,通过对活塞构件24以规定的推压力加载,筒周缘部被推压。从而,对于作用到活塞构件24上的“规定的推压力”,根据赋予气缸筒3的变形来进行设定。
即,通过对于筒周缘部的推压力的变化,赋予气缸筒3的变形的规模等发生变化。推压筒周缘部的力对应于作用到活塞构件24上的规定的推压力。从而,作用到活塞构件24上的规定的推压力,根据赋予气缸筒3的变形而适当地设定,通过调节该设定的推压力,调节赋予气缸筒3的变形。
另外,用于对活塞构件24作用规定的推压力的结构,并不局限于像本实施形式那样采用油压的情况。作为用于对活塞构件24作用规定的推压力的其它的结构例,例如可以列举出代替油压而采用例如空气压力等其它流体压力的结构。另外,作为用于对活塞构件24作用规定的推压力的其它的结构例,可以列举出用弹簧等弹性构件作为推压构件,内装到气缸凹部25中,将该弹性构件的弹性力作为作用到活塞构件24上的推压力的结构。
如上所述,通过在具有推压面23的活塞构件24能够以规定的推压力加载的状态下被相对于形成在夹具本体10上的气缸凹部25可移动地保持,构成推压气缸盖安装面2中的规定的面部的推压部12。借此,在推压部12,推压面23能够以规定的推压力向与螺栓部11从夹具本体10突出的方向相同的方向(向下的方向)上加载。
另外,构成根据本实施形式的加工用夹具的夹具本体10,以相对于气缸盖安装面2相对地接近、远离的方式设置,起着对气缸筒3进行精加工用的工具40进行导向的导向体的作用。
即,如前面所述,在对气缸筒3进行精加工时,采用配备有具有头部41和轴部42的工具40的结构。在工具40中的头部41的旋转运动等时,采用用于对工具40进行导向的导向体。即,导向体成为工具40的头部41对气缸筒3进行定位等用的结构。因此,在对气缸筒3进行精加工时,作为用于对工具40进行导向的导向体,采用夹具本体10。
夹具本体10,作为工具40的用于作为导向体使用的结构,具有成为用于允许包含轴部42的头部41的轴向方向的运动等的贯通孔的导向孔28。夹具本体10经由导向孔28对运动的工具40(头部41)进行导向。并且,在对气缸筒3进行精加工时,通过由作为相对于气缸筒3在规定的状态下被定位的导向体的夹具本体10导向的工具40的头部41的旋转运动等,利用砂轮43磨削加工形成气缸筒3的壁面。
这里,在经由夹具本体10的导向孔28进行工具40的导向时,工具40插入贯通形成与筒周缘部接触的推压面23的大致圆筒状的活塞构件24的内周侧。即,工具40的头部41,经由夹具本体10的导向孔28及活塞构件24的内周侧,被插入到气缸筒3内。换句话说,在活塞构件24中,与夹具本体10的导向孔28一起,形成用于允许包含轴部42的头部41的轴向方向的运动等的孔部。这种孔部,在本实施形式中,由构成圆筒状的活塞构件24的内周面24a形成。
这样,活塞构件24以不对由形成在夹具本体10上的导向孔28导向的工具40造成干扰的方式设置。即,在夹具本体10中,以相互不干扰的方式设置用于保持活塞构件24的气缸凹部25和用于对工具40进行导向的导向孔28。
在具有以上结构的根据本实施形式的加工用夹具中,通过可移动地设置夹具本体10,成为夹具本体10所具有的对向面13和气缸体1所具有的气缸盖安装面2接近、远离的结构,但是,并不局限于此。即,作为导向体的夹具本体10也可以是以相对于气缸盖安装面2相对地接近、远离的方式设置的结构。从而,例如,可以是通过将气缸体1载置于升降台上等,气缸体1侧相对于夹具本体10接近、远离的结构。
如上所述,在根据本实施形式的加工用夹具中,夹具本体10被用作对于对气缸筒3进行精加工用的工具40进行导向的导向体。换句话说,在现有技术中,在对气缸筒3进行精加工时使用的导向体,被作为构成根据本实施形式的加工用夹具的夹具本体10使用。
即,根据本实施形式的气缸体的加工方法,在以对于气缸盖安装面2相对地接近、远离的方式设置的、对于对气缸筒3精加工用的工具40进行导向的导向体(夹具本体10)上,设置前述螺栓部11和推压部12。并且,在利用这些螺栓部11和推压部12对气缸筒3进行精加工时,对气缸体1施加赋予气缸筒3规定的变形用的变形外力。在赋予这种变形外力时,在螺栓部11及推压部12的各部分中,获得如下的作用。
在螺栓部11,在该螺栓部11被插入到气缸盖螺栓孔7的状态下,作为导向体的夹具本体10接近气缸盖安装面2。借此,螺栓部11的前端侧与螺栓孔底部7a抵接,给予螺栓部11推压作用,螺栓部11扩径。通过螺栓部11扩径,变成阳螺纹部15对气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8配合的状态。
另一方面,在推压部12,通过利用该推压部12使推压面23在与气缸盖安装面2中的规定的面部(筒周缘部)接触的状态下被规定的推压力向螺栓部11相对于夹具本体10突出的方向(向下方的方向)上加载,变成筒周缘部被推压的状态。
这样,在螺栓部11,阳螺纹部15配合到气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8,同时,在筒周缘部被活塞构件24推压的状态下,对气缸筒3进行精加工。下面,对于在根据本实施形式的气缸体的加工方法中、利用加工用夹具对气缸体1赋予变形外力等情况加上图2进行具体说明。
如图2(a)所示,在利用加工用夹具对气缸体1赋予变形外力时,首先,变成螺栓部11被插入到气缸体1中的气缸盖螺栓孔7中的状态。这里,在螺栓部11中,锥形轴构件17相对于螺栓构件16成为被保持在螺栓部11的外径(螺栓构件16的外径)变为能够插入气缸盖螺栓孔7的大小的位置的状态。另外,夹具本体10,以在利用气缸机构14至少能够将螺栓部11相对于气缸盖螺栓孔7插入脱离的程度的移动范围内、相对于气缸盖安装面2接近、远离的方式设置。
在螺栓部11被插入气缸盖螺栓孔7的状态下,如前面所述,活塞构件24的推压面23变成对应于气缸盖安装面2中的规定的面部的状态,即,在本实施形式中对应于筒周缘部的状态(对向的状态)。
其次,如图2(b)所示,从螺栓部11被插入气缸盖螺栓孔7的状态起,夹具本体10向相对于气缸盖安装面2接近的方向移动(下降)。通过夹具本体10接近气缸盖安装面2,螺栓部11的前端侧与螺栓孔底部7a抵接。即,变成在螺栓部11中成为从螺栓构件16突出的状态的锥形轴构件17的前端,成为与螺栓孔底部7a抵接的状态。
从如前面所述的锥形轴构件17的前端与螺栓孔底部7a抵接的状态起,夹具本体10进一步向接近气缸盖安装面2的方向移动。借此,螺栓部11,在其前端侧受到来自于螺栓孔底部7a的推压作用。即,锥形轴构件17变成从其前端侧被螺栓孔底部7a推压的状态,被相对于锥形孔部20压入。另外,在这里的夹具本体10的移动中,采用气缸机构14。
通过将锥形轴构件17相对于锥形孔部20压入,变成锥形轴构件17的锥形面部22锥形配合到锥形孔部20中的状态(与螺栓片部18的内侧面21接触的状态),同时,对螺栓构件16给予楔入作用。即,构成螺栓构件16的多个螺栓片部18,通过向螺栓构件16的径向方向外侧变形,以扩展成放射状的方式位移,螺栓构件16扩径。
这样,通过螺栓构件16扩径,变成螺栓部11所具有的阳螺纹部15(形成在螺栓片部18的外侧面上的螺纹部19)配合到气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8上的状态。即,螺栓构件16变成与对于气缸盖螺栓孔7使用的通常的气缸盖螺栓同样的外形形状(按照气缸盖螺栓的外形的形状),变成配合到气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8上的状态。
如前面所述,变成螺栓部11经由阳螺纹部15配合到气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8上的状态(下面称为“配合状态”),另一方面,在推压部12,利用推压面23以规定的推压力推压筒周缘部。即,如图2(c)所示,通过从前述油压源经由油路27对油压室26供应油压,使推压面23与筒周缘部接触的状态的活塞构件24,被以规定的推压力向从对向面13突出的方向(向下的方向)加载(参照图中的黑箭头)。借此,变成在气缸体1中的筒周缘部被规定的力推压的状态。
这样,螺栓部11变成配合的状态,同时,在推压部12,利用活塞构件24以规定的推压力推压筒周缘部的状态,变成对气缸体1施加赋予气缸筒3规定的变形用的变形外力(负荷)的状态(下面称之为“赋予变形外力的状态”)。赋予气缸体1变形外力的状态最终变成在气缸体1中与现有技术中的组装有仿真头的状态相同的状态。
即,在现有技术中,利用拧入气缸盖螺栓孔7的气缸盖螺栓对气缸体1组装仿真头。在将仿真头组装到气缸体1上的状态下,通过气缸盖螺栓的紧固来推压气缸盖安装面2中的规定的面部,同时,在气缸盖螺栓孔7中,变成作用有通过拧入气缸盖螺栓孔7的状态下的气缸盖螺栓产生的紧固轴向力(牵引力)的状态。
因此,在利用根据本实施形式的加工用夹具赋予气缸体1变形外力的状态下,通过以规定的推压力对活塞构件24加载,利用推压面23推压筒周缘部。这对应于在使用仿真头的情况下、通过气缸盖螺栓的紧固来推压气缸盖安装面2中的规定的面部。
另外,在该赋予气缸体1变形外力的状态下,通过利用活塞构件24的推压面23推压筒周缘部的反作用,经由夹具本体10向从气缸盖螺栓孔7中拔出的方向(向上的方向)牵引变成配合状态的螺栓部11。即,在这里,夹具本体20的移动不受气缸机构14限制,借助活塞构件24推压筒周缘部的反作用,夹具本体10从气缸盖安装面2离开的方向(向上的方向)的力对夹具本体10作用。通过该夹具本体10受到的作用,配合状态的螺栓部11被牵引。这对应于在使用仿真头的情况下、对气缸盖螺栓孔7作用由气缸盖螺栓产生的紧固轴向力(牵引力)。
并且,在对应于前述现有技术中组装有仿真头的状态的赋予气缸体1变形外力的状态下,对气缸筒3进行精加工。
即,如图2(c)所示,气缸筒3的精加工用的工具40被作为导向体的夹具本体10导向,工具40的头部41作用到气缸筒3上。即,工具40的头部41经由夹具本体10的导向孔28及活塞构件24的内周侧被插入到气缸筒3内,利用砂轮43磨削加工形成气缸筒3的壁面。
在对气缸筒3进行精加工之后,解除赋予气缸体1变形外力的状态。
在解除赋予气缸体1变形外力的状态时,释放以规定的推压力对推压筒周缘部的活塞构件24加载的油压。借此,除去经由夹具本体10牵引处于配合状态的螺栓部11的力。另外,螺栓部11的配合状态的解除,通过锥形轴构件17被以规定的推压力向从锥形孔部20突出的方向加载来进行。具体地如下面所述。
即,在赋予气缸体1变形外力的状态下,如前面所述,借助利用推压部12推压筒周缘部的反作用,经由夹具本体10,将配合状态的螺栓部11向从气缸盖螺栓孔7拔出的方向(向上的方向)牵引。借此,锥形轴构件17变成相对于螺栓孔底部7a浮起一些的状态。即,如图2(c)所示,在锥形轴构件17的前端与螺栓孔底部7a之间形成些许的间隙33(参照标号S1)。
这样,在锥形轴构件17与螺栓孔底部7a之间产生间隙33的状态下,锥形轴构件17被规定的推压力向锥形轴构件17从锥形孔部20突出的方向加载。即,通过从前述油压源经由油路32对油压室31供给油压,锥形轴构件17被以规定的推压力向从锥形孔部20突出的方向(向下的方向)加载。借此,锥形轴构件17,在其前端侧相对于与螺栓孔底部7a之间形成的间隙33位移。通过该锥形轴构件17的位移,经由锥形轴构件17的锥形面部22对锥形孔部20的锥形配合脱离。通过锥形轴构件17对锥形孔部20的锥形配合被脱离,处于借助利用锥形轴构件17经由锥形孔部20受到的楔入作用而扩径的状态的螺栓部11(螺栓构件16)缩径。借此,螺栓部11的阳螺纹部15(螺栓片部18的螺纹部19)对气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8的配合被解除。即,螺栓部11的配合状态被解除。
从而,作用到锥形轴构件17上的“规定的推压力”,对于经由锥形面部22对锥形孔部20进行锥形配合的状态的锥形轴构件17,变成该锥形配合被脱离的程度的推压力。即,在螺栓部11的配合状态解除时,锥形轴构件17被相对于该锥形孔部20的锥形配合被脱离的程度的推压力加载。
在赋予气缸体1变形外力的状态被解除之后,通过夹具本体10的移动等,螺栓部11被从气缸盖螺栓孔7拔出。
如上所述,进行利用加工用夹具对气缸体1赋予变形外力、对气缸筒3进行精加工、以及解除赋予气缸体1变形外力的状态。
在通过采用上述气缸体1的加工用夹具及加工方法对气缸体1所具有的气缸筒3进行精加工的过程中,在赋予气缸筒3预先规定的规定变形时,可以利用已有的设备,不会导致制造成本的增加,不会伴随着空间、设备、工序等的增加,可以提高生产效率。
即,如现有技术中那样,在当对气缸筒赋予预先规定的变形时采用仿真头的情况下,对已有的设备有必要准备相当数目的仿真头及增加其空间,追加用于仿真头的组装、卸下的设备(旋转机构等)以及工序等,制造成本增加。与此相对,在根据本发明的加工用夹具中,由于如本实施形式那样,在对气缸筒3进行精加工的过程中,作为构成加工用夹具的夹具本体10,可以采用作为对工具40进行导向用的已有设备(珩磨设备)的导向体,所以,可以利用已有的设备。从而,与现有技术中那样使用仿真头的情况相比,没有必要追加空间、设备、工序等,可以提高生产效率。即,即使对已有设备的改进规模很小,也能够再现和使用仿真头的情况相同的高精度的筒变形,可以获得对于气缸筒3的正圆化效果。
另外,对于高精度的筒变形的再现,通过对推压面23接触的气缸盖安装面2中的规定的面部、以及成为对该规定的面部的推压力的、对活塞构件24(推压面23)加载的规定的推压力的调节来实现。即,通过调节前述规定的面部及规定的推压力,高精度地再现当包含气缸盖等的组装时在内的发动机的实际运转时的筒的变形。
另外,在根据本实施形式的加工用夹具中,通过能够以规定的推压力经由延伸设置部29向从锥形孔部20突出的方向加载的方式设置锥形轴构件17,锥形轴构件17相对于螺栓构件16的保持变得容易,同时,可以通过用于使推压力对锥形轴构件17作用的结构的控制(例如油压控制)等,自动地进行螺栓部11的配合状态的解除。
其次,加上图3,对于螺栓部11中的阳螺纹部15(螺栓片部18的螺纹部19)对气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8的配合范围进行说明。
一般地,在螺栓(阳螺纹)对螺栓孔(阴螺纹)的紧固过程中,越在螺栓的根部,螺栓孔从螺栓受到的压力(紧固力)变得越大。从而,例如,如在图1中所示的根据本实施形式的气缸体1那样,在具有配合到阴螺纹部8上的气缸盖螺栓被紧固的气缸盖螺栓孔7的结构中,阴螺纹部8的范围在气缸盖螺栓的根部侧(气缸盖螺栓孔7的开口侧,图1中的上侧)变得越宽,则由气缸盖螺栓产生的紧固力越分散。当由气缸盖螺栓产生的紧固力分散时,与由于气缸盖螺栓被紧固到气缸盖螺栓孔7中所产生的筒的变形相关的气缸体1的应变(变形)变小。
这种现象,如根据本实施形式的气缸体1那样,是一种在于形成于气缸筒3的周围的水冷套6的外侧形成气缸盖螺栓孔7的结构中看到的现象。即,气缸盖螺栓孔7中的阴螺纹部8的范围,在远离水冷套6的底的部分(下端部分)侧越宽,由气缸盖螺栓产生的紧固力越分散,由气缸盖螺栓紧固引起的筒变形越小。
这种现象,作为一种认知被获得,存在为了减少向气缸体1组装气缸盖时产生的筒的变形而加以利用的情况。即,在这种情况下,例如,在设计气缸体时,通过以使气缸盖螺栓对气缸盖螺栓孔的配合位置尽可能地远离水冷套的底的部分的方式进行设计,可以想办法减小气缸盖对气缸体的组装时或者发动机实际运转时的筒的变形。
另一方面,前述那样的现象,反过来,在于螺栓孔7处螺栓孔底部7a侧靠近水冷套6的底的部分的结构的气缸体1中,气缸盖螺栓相对于气缸盖螺栓孔7的配合部分越靠近水冷套6的底的部分,由气缸盖螺栓的紧固引起的筒的变形变得越大。
因此,在根据本实施形式的加工用夹具中,优选地,螺栓部11的阳螺纹部15(螺栓片部18的螺纹部19),重点地相对于气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8的螺栓孔底部7a侧的部分进行配合。
即,如前面所述,反过来利用气缸盖螺栓孔7处的阴螺纹部8的范围在气缸盖螺栓的根部侧越宽、则气缸盖组装时的筒的变形变得越小的现象,使螺栓部11只对阴螺纹部8处的螺栓孔底部7a侧的部分进行配合。
这里,成为螺栓部11的阳螺纹部15重点配合的部分的“阴螺纹部8处的螺栓孔底部7a侧的部分”,例如,是在气缸盖螺栓孔7处形成阴螺纹部8的范围的下侧(螺栓孔底部7a侧)的一半~三分之一左右的部分。即,在图3中用符号R1表示的阳螺纹部15对阴螺纹部8的配合范围,例如,是在气缸盖螺栓孔7处形成阴螺纹部8的范围的下侧(螺栓孔底部7a侧)的一半~三分之一左右的范围。
作为用于将螺栓部11的阳螺纹部15重点地配合到阴螺纹部8处的螺栓孔底部7a侧的部分(下面称为“底侧部分”)上的结构,采用下面所述的结构。
即,以阳螺纹部15重点地相对于阴螺纹部8的底侧部分进行配合的方式,设定产生阳螺纹部15配合到阴螺纹部8上用的楔入作用的、在螺栓构件16的锥形孔部20及与之锥形配合的锥形轴构件17处的锥形面部22的锥形形状(锥形的轮廓)。
具体地说,对于锥形孔部20及锥形面部22的锥形形状,以其锥形程度(缩径程度)变得比较大的方式来设定。
借此,经由锥形面部22相对于锥形孔部20锥形配合的状态的锥形轴构件17,通过相对于螺栓构件16向插入锥形孔部20的方向相对地移动(插入)引起的螺栓部11的(螺栓构件16的)扩径程度变大,从阴螺纹部8的底侧部分处的阳螺纹部15受到的压力(紧固力)变大。结果,变成阳螺纹部15相对于阴螺纹部8的底侧部分重点地配合。
另外,对于共同的(例如与图1所示的螺栓构件16相同)的螺栓构件16,通过利用下面所述的锥形轴构件17,变成阳螺纹部15相对于阴螺纹部8的底侧部分重点地配合。即,在这种情况下的锥形轴构件17中,例如,如图3所示,相对于锥形孔部20,将直径(锥形直径)设定得比较大的锥形面部22,形成在锥形轴构件17中的前端侧(下侧)的部分上。与此同时,比锥形面部22更靠基部侧(上侧)的部分以不相对于锥形孔部20锥形配合(不与螺栓片部18的内侧面21接触)的程度形成为小直径的部分(小直径部34)。
通过使用这种锥形轴构件17,也与前面所述一样,锥形配合状态的锥形轴构件17由相对于螺栓构件16插入而引起的螺栓部11的(螺栓构件16的)扩径程度变大,阳螺纹部15重点地相对于阴螺纹部8的底侧部分配合。
另外,作为用于阳螺纹部15重点地配合到阴螺纹部8的底侧部分上的其它的结构例,可以列举出阳螺纹部15(螺栓片部18的螺纹部19)本身只形成在螺栓部11中的前端侧的部分上的结构。在这种结构中,阳螺纹15只配合到螺栓部11的前端侧的部分所配合的阴螺纹部8的底侧部分上。并且,对于在螺栓部11的外周面(螺栓片部18的外侧面)中不形成阳螺纹部15(螺纹部19)的面的部分,变成通过螺栓部11扩径而压接到阴螺纹部8上的状态。
这样,阳螺纹部15只配合到阴螺纹部8的底侧部分上,也包含在阳螺纹部15相对于阴螺纹部8的底侧部分重点地配合的情况中。
如上所述,通过将螺栓部11的阳螺纹部15重点地相对于气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8的底侧部分进行配合,获得下面所述的作用。
即,在配合状态的螺栓部11经由夹具本体10被牵引的状态下,对于阴螺纹部8的开口侧(上侧)的部分,由于锥形轴构件17的基部侧的部分的缩径等引起的、相对于锥形孔部20的退避,不会施加超过规定量的表面压力。在所述螺栓部11被牵引的状态下,相对于阴螺纹部8的底侧部分,由配合状态的螺栓部11被牵引而作用的力的分摊量增大。即,通过配合状态的螺栓部11被牵引而产生的、对应于气缸盖螺栓的紧固轴向力(牵引力)的力,重点地作用到阴螺纹部8的底侧部分上。
从而,根据前面所述的认识,可以利用由螺栓部11产生的小的牵引力,赋予气缸体1大的应变(变形)。即,可以高效率地产生筒变形。结果,可以降低气缸体1的加工用夹具中的设备动力,与此相伴,可以谋求设备的小型化、低成本化。
换句话说,无需伴随着设备的增加等,可以相对于气缸盖组装时的筒的变形容易地再现变形规模大的发动机实际运转时的筒变形。
具体地说,在根据本实施形式的加工用夹具中,例如,经由夹具本体10相对于配合状态的螺栓部11产生牵引力(推力)用的结构,即,对于给予活塞构件24规定的推压力用的结构(油压结构),可以谋求设备动力的降低。
另外,在相对于如前面所述的螺栓孔(阴螺纹)的螺栓(阳螺纹)的紧固中,越靠螺栓的根部的部分,螺栓孔从螺栓受到的压力(紧固力)变得越大。因此,在实际的气缸盖相对于气缸体1进行组装时使用的气缸盖螺栓,使紧固轴向力重点地在其根部部分(气缸盖螺栓孔7的开口侧的部分)相对于气缸盖螺栓孔7作用。
因此,通过将如前述那样的螺栓部11的阳螺纹部15重点地相对于气缸盖螺栓孔7的阴螺纹部8的底侧部分配合,当在气缸筒3的精加工时赋予产生筒变形用的变形外力时,可以防止在阴螺纹部8处用于实际的气缸盖的紧固的部分受到损伤。即,通过将阳螺纹部15重点地相对于阴螺纹部8的底侧部分配合,可以避免损伤气缸盖螺栓孔7中所必需的功能,并且能够产生规定的筒变形。
工业上的利用可能性
根据本发明的气缸体的加工用夹具及加工方法,在对气缸体所具有的气缸筒进行精加工时,在对气缸筒赋予预先规定的变形时,可以利用已有的设备,不会导致制造成本的增加,不会伴随着空间、设备、工序等的增加,可以提高生产效率,所以,在工业上是有用的。

Claims (5)

1.一种对气缸体所具有的气缸筒进行精加工时使用的气缸体的加工用夹具,其中,所述气缸体的加工用夹具包括:
夹具本体,所述夹具本体具有面对气缸体的气缸盖安装面的对向面,在使该对向面面对前述气缸盖安装面的状态下,所述夹具本体以前述对向面和前述气缸盖安装面相对接近、远离的方式设置,
螺栓构件,所述螺栓构件具有多个螺栓片部,所述螺栓片部作为具有相对于在前述气缸盖安装面上开口的气缸盖安装用的螺栓孔能够插入的棒状外形的部分,突出设置在前述对向面上,在外侧面形成有相对于前述螺栓孔的阴螺纹部能够配合的螺纹部,由这些螺栓片部的内侧面形成在前述对向面侧成锥形且在与该对向面侧相反侧开口的锥形孔部,借助经由该锥形孔部受到的楔入作用,通过前述多个螺栓片部位移来进行扩径,
锥形轴构件,所述锥形轴构件以从前述锥形孔部突出的状态插入该锥形孔部,具有通过与该插入方向的前述螺栓构件之间的相对移动来提供楔入作用的锥形面部,
活塞构件,所述活塞构件以能够以规定的推压力向相对于前述对向面突出方向加载的方式设置,具有与前述气缸盖安装面上的规定的面部接触的推压面。
2.如权利要求1所述的气缸体的加工用夹具,其特征在于,前述锥形轴构件在相对于前述锥形孔部插入的方向的前端侧具有延伸设置部,
该延伸设置部按照在相对于形成在前述夹具本体上的孔部被插入的状态下、能够以规定的推压力向从前述锥形孔部突出的方向加载的方式设置。
3.如权利要求1或2所述的气缸体的加工用夹具,其特征在于,前述螺纹部重点地相对于前述阴螺纹部的前述螺栓孔的底部侧的部分配合。
4.一种在对气缸体所具有的气缸筒进行精加工时使用的气缸体的加工方法,其中,
在以对于气缸体的气缸盖安装面相对地接近、远离的方式设置的、对前述精加工用的工具进行导向的导向体中,设置有:
螺栓部,所述螺栓部相对于在前述气缸盖安装面上开口的气缸盖安装用的螺栓孔能够插入,同时,具有相对于前述螺栓孔的阴螺纹部能够配合的阳螺纹部,能够借助于来自于前端侧的推压作用进行扩径;
推压部,所述推压部具有能够与前述气缸盖安装面上的规定的面部接触的推压面,该推压面能够以规定的推压力在与前述螺栓部的从前述导向体突出的方向相同的方向上加载,
在将前述螺栓部插入前述螺栓孔的状态下,通过使前述导向体接近前述气缸盖安装面,使前述螺栓部的前端侧与前述螺栓孔的底部接触,借此,对前述螺栓部给予前述推压作用,使前述螺栓部扩径,借此,形成使前述阳螺纹部与前述阴螺纹部配合的状态,
同时,通过借助前述推压部在使前述推压面与前述规定的面部接触的状态下以规定的推压力向前述方向加载,在推压前述规定的面部的状态下进行前述精加工。
5.如权利要求4所述的气缸体的加工方法,其特征在于,使前述阳螺纹部重点地相对于前述阴螺纹的前述螺栓孔的底部侧的部分配合。
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