CN1522832A - 缸体的孔加工用夹具以及孔加工方法 - Google Patents

Abstract

在缸体5的缸盖安装面5a上安装代替缸盖的虚拟缸盖11的状态下，对缸体5的缸筒1进行加工。在与缸筒1的周缘相对部分的虚拟缸盖11上，设置向缸盖5突出的卷边部23，在该卷边部23的外侧，设置有凹部25。若使用螺栓将虚拟缸盖11安装到缸体5上，则在卷边部23和缸体5之间作用的力，通过凹部25的作用，使虚拟缸盖主体13被卷边部23推压发生弹性变形，控制缸体5的变形。

Description

缸体的孔加工用夹具以及孔加工方法

技术领域

本发明涉及一种缸体的孔加工用夹具以及孔加工方法，是在缸体的缸盖安装面上，安装代替缸盖的虚拟缸盖的状态下，对缸体的缸筒内面进行加工。

背景技术

因为缸体的缸筒是决定发动机性能的重要部位，所以要求对作为形状精度的正圆度以及圆柱度进行高精度地精加工(珩磨加工)。

但是，如图17所示，即使对缸筒1以单个进行怎样高精度的精加工，由于作为发动机，是在缸盖3和缸体5之间夹有缸垫7，通过螺栓9拧紧的构造，所以缸筒1也会通过在其周围配置的螺栓9，如图18中的箭头A所示，被向四周牵引而变形。

由于该变形使活塞环之间产生间隙，导致机油消耗的恶化，所以作为防止该间隙的手段，考虑到了增加活塞环的张力。

但是，由于在该对策中，增加了活塞环的滑动阻力，所以使发动机性能恶化。

为了改善这些，要求在缸体上，将与安装缸盖以及缸垫的状态相当的变形给予缸筒，在该状态下对缸筒进行精加工。

其方法是，在图17所示的状态下，代替缸盖3使用相当于缸盖3的、所谓的虚拟缸盖(以与缸盖同等的材质、形状，可以进行缸筒加工，具有与孔对应的贯通孔的夹具)。在将缸垫7夹装在该虚拟缸盖和缸体5之间，通过螺栓9拧紧，使缸筒1变形的状态下，对缸筒1进行精加工。

但是，该方法由于缸垫7随着使用次数的增加，会损坏劣化，所以在批量生产时，为了对缸筒1给予稳定的变形，需要很多缸垫7，导致了高成本。

因此，以往，在例如专利文献1中，记载了代替在实际的发动机中所使用的缸垫，而使用金属制的垫片的例子。

[专利文献1]

特开2000-52228号公报(段落[0032]、[0034]、图1)

这是将与上述垫片的缸体安装面相对的部分作成锥形状，使垫片的厚度部分地发生变化，据此，将螺栓的拧紧力主要赋予到虚拟缸盖上。

但是，在上述专利文献1中所记载的技术，以稳定的精度制作锥形状是极端困难的，会导致高成本，需要改善。

因此，本发明是以不会导致高成本，而可以高精度地精加工缸筒为目的。

发明内容

为了达到上述目的，本发明是在缸体的缸盖安装面上，安装代替缸盖的虚拟缸盖的状态下，对上述缸体的缸筒内面进行加工的缸体的孔加工用夹具，其构成为，在与上述缸体的缸筒周缘相对部分的上述虚拟缸盖上，设置向上述缸体突出的卷边部，相对于该卷边部，在与上述缸筒相反侧的上述缸盖安装面的相对部位的上述虚拟缸盖上设置凹部。

根据本发明，在将虚拟缸盖安装到缸体上时，因为卷边部被缸体推压，由于凹部的作用，虚拟缸盖产生弹性变形，吸收安装时的力，所以即使在设置卷边部时，其突出量存在制作误差，也可以容易地得到所需要的缸筒的变形，可以以低成本高精度地进行缸筒的精加工。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的虚拟缸盖的立体图。

图2是图1的虚拟缸盖的仰视图。

图3是图2扩大后的A-A剖视图。

图4是表示图3的虚拟缸盖弹性变形状态的作用说明图。

图5是表示相对于图3所示的卷边部的高低差、安装虚拟缸盖的状态，与介于缸垫安装实际的缸盖的状态之间的缸筒的变形量的差的关系的图。

图6是表示没有设置卷边部的外侧的凹部的比较例，是与图4相对应的作用说明图。

图7是表示在第1实施方式中的缸筒以及虚拟缸盖的变形的剖视图。

图8是表示在图6的比较例中的缸筒以及虚拟缸盖的变形的剖视图。

图9是表示卷边部相对于虚拟缸盖主体，进行滑动运动的作用说明图。

图10是表示卷边部相对于虚拟缸盖主体为一体的例的剖视图。

图11是说明基于在第1实施方式中的突起部的基端侧上，设置法兰部而产生的效果的图，(a)是设置了法兰部的例，(b)是没有设置法兰部的例。

图12是表示本发明的第2实施方式的剖视图。

图13是第2实施方式的作用说明图。

图14是表示本发明的第3实施方式的剖视图。

图15是表示本发明的第4实施方式所示的虚拟缸盖的一部分的仰视图。

图16是说明将卷边部在各缸筒上作为分体的情况的效果的图，(a)是作为分体的情况，(b)是不作为分体的情况。

图17是介于缸垫，将缸盖安装到缸体上时的分解立体图。

图18是表示根据图17的安装所产生的缸筒的变形状态的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图，说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的第1实施方式的虚拟缸盖11的立体图，图2是从图1的虚拟缸盖11的下方所见的仰视图，图3是图2扩大后的A-A剖视图。但是，在图3中，表示的是将虚拟缸盖11载置在缸体5上的状态。

在用上述虚拟缸盖11代替上述图17所示的缸盖3以及缸垫7，通过螺栓9，安装在缸体5的缸盖安装面5a的状态下，相对于缸筒1，通过或是只进行珩磨加工，或是在镗磨加工后，再进行珩磨加工，来进行精加工。

虚拟缸盖11是在由矩形状的平板构成的虚拟缸盖主体13上，设置与缸体5的缸筒1相对应的贯通孔15，在该贯通孔15的周围4个位置上，设置螺栓插入孔17，该螺栓插入孔17是用于插入如上述图17所示的螺栓9的。贯通孔15有与精加工完成后的缸筒1的内径相比要大的内径尺寸，在精加工时，例如插入图示没有的珩磨加工头。

在与上述螺栓插入孔17的缸体5的相反侧，如图1所示，设置从虚拟缸盖主体13突出的突起部19，在成为突起部19的基端侧的虚拟缸盖主体13侧，设置法兰部21。据此，使与突起部19的虚拟缸盖主体13接触的基端侧大于在图1中成为上部的前端侧。

如图3所示，在设置于虚拟缸盖主体13上的贯通孔15的缸体5侧的周缘，即与缸筒周缘相对部分的虚拟缸盖11上，设置向缸体5(在图3中的下部侧)突出的环状的卷边部23。在这里的卷边部3，如图2所示，与相互邻接的贯通孔15对应的卷边部为一体化。

上述卷边部23具有卷边部贯通孔23a，该卷边部贯通孔23a具有与虚拟缸盖主体13的贯通孔15大致相等的内径，被嵌入到在虚拟缸盖主体13上形成的环状的切口凹部13a中。该切口凹部13a的深度，形成为比卷边部23的厚度浅，其差，即从卷边部23的虚拟缸盖主体13突出的部分作为高低差B。

进而，在该卷边部23的外周面23b和切口凹部13a的外周侧的侧面13b之间，形成间隙C。由于该间隙C的形成，虚拟缸盖11在相对于卷边部23的、与缸筒1相反侧的缸盖安装面5a的相对部位，成为了设置有凹部25的构成。

另外，在图3中，符号5b是水套。

若将上述虚拟缸盖11设置在缸体5的缸盖安装面5a上，用螺栓9拧紧，则如图4所示，卷边部23在缸体5上被力F推压。由于此时的凹部25的作用，以凹部25的角部P为支点的虚拟缸盖主体13，如双点划线所示，在图4中向上方弹性变形，吸收安装时的力F。

据此，在设置卷边部23时，即使在其突出量(高低差B)上存在制作误差，也可以容易地得到所要求的缸筒1的变形，即在将实际的缸盖以及缸垫安装在缸体上的状态下的缸筒的变形。在该情况下，可以在卷边部23的制作上，存在上述那样的制作误差，因此，由于不必对卷边部23进行高精度的加工，所以可以以低成本高精度地进行缸筒1的精加工。

图5是用实线表示相对于图3所示的卷边部23的高低差B的尺寸，安装虚拟缸盖11的状态，与介于缸垫，安装实际的缸盖的状态之间的缸筒变形量的差S的关系。虚线是与没有设置凹部25的情况的比较例(参照图6)相对应。

上述的差S是随着卷边部23的高低差B的增大而增大的，但以使其缩小为目的，在这里，以S＝O为中心，将上下的宽度H作为允许范围。

在上述的本发明的实施方式中，如上述图4所示，使虚拟缸盖主体13被卷边部23推压，同时通过凹部25的作用，发生弹性变形，抑制缸筒1的变形，该弹性变形的区域R作为对高低差B的尺寸反应迟钝的区域。即区域R不拘泥于高低差B的尺寸，换言之就是，即使在高低差B的尺寸上存在制作误差，也可以将缸筒1的变形量的差S包括到允许范围的宽度H中。

另一方面，若将在没有设置凹部25的比较例中的缸筒1的变形量的差S包括到允许范围的宽度H中，则对卷边部的高低差反应迟钝的区域为极其狭窄的区域L，因此，在该情况下，有必要高精度地制作高低差，从而会导致成本上升。

即，如图6所示，没有设置凹部25的比较例，即使安装时的力F作用于卷边部23，也由于虚拟缸盖主体13基本没有变形，所以与卷边部的高低差量相应的力直接作用于缸体。

图7是表示根据本发明的实施方式的缸筒1以及虚拟缸盖11的变形状态，图8是表示根据没有设置凹部25的比较例所产生的同样的变形状态。都是虚线为变形前，实线为变形后。据此，虚拟缸盖11基本没有变形的图8的比较例，在高低差B的尺寸相同的情况下，缸筒1的变形与图7所示的本发明的实施方式相比要大。

如图9所示，通过将虚拟缸盖11安装到缸体5上时的力F，卷边部23如同图虚线所示溃烂变形，在上述实施方式中，因为相对于虚拟缸盖主体13，卷边部23是分体，所以相对于虚拟缸盖主体13可以滑动运动，该运动通过设置凹部25而成为可能。

另外，因卷边部23相对于虚拟缸盖主体13是分体，所以在磨损时可以更换，与将卷边部相对于虚拟缸盖主体为一体、整体更换虚拟缸盖的情况相比，在成本方面有利。进一步，在谈及磨损对策时，在一体的情况与分体的情况相比，磨损对策的手段受到了限制。

另外，如上所述，卷边部23相对于虚拟缸盖主体13是作为分体，也可以如图10那样作为一体。即使是作为一体，由于卷边部23承受了安装时的力F，所以虚拟缸盖11也会如2点虚线那样变形，从而抑制缸筒1的变形。

另外，通过将突起部19设置在虚拟缸盖11上，从而可以使虚拟缸盖主体13的厚度变薄，可以达到虚拟缸盖11的轻量化，该突起部19是用于插入在将虚拟缸盖11安装到缸体5上时的螺栓。另外，通过设置突起部19，在可以使用在实际安装时所使用的螺栓的基础上，还使虚拟缸盖主体13的厚度变薄，从而可以缩短加工缸筒1时的珩磨加工头等的加工用具的长度，在批量生产的基础上，降低运转成本。

虚拟缸盖主体13由于厚度变薄，刚性降低，据此，即使螺栓的拧紧力减小，虚拟缸盖主体13也会变形，与缸体5充分地紧密连接。根据使用条件的不同，可以在弹性区域内使用螺栓，从而可以增加螺栓的重复使用次数。另外，螺栓由于用小的拧紧力即可拧紧，所以可以降低承受面的接触压力，突起部19可以抑制螺栓承受面所接触部分的磨损，可以达到高寿命化。

图11是说明在突起部19的基端侧，因设置了法兰部21而产生的效果的图。同图(a)是设置有法兰部21的例，同图(b)是没有设置法兰部21的例。

如本发明的实施方式那样，通过设置法兰部21，相对于突起部19的虚拟缸盖主体13的接触面积，与没有设置法兰部21的例相比要大。因此，若在拧紧螺栓时，作用于突起部19的上面的力为相同的F1，则作用于根据本发明的实施方式的虚拟缸盖主体13上的力F2，与根据没有设置法兰部21的例的同样的力F3相比，是被分散的。其结果是可以防止虚拟缸盖主体13的局部的变形。由于虚拟缸盖主体13均等地变形，所以缸筒的各卷边部高低差B为均等，可以得到理想的缸筒变形。

另外，由于相对于虚拟缸盖主体13，上述突起部19可以自由拆装，所以在突起部19磨损时，只更换突起部19即可，与整体更换虚拟缸盖的情况相比，可以达到降低成本。

图12是表示本发明的第2实施方式。该实施方式是将卷边部23与虚拟缸盖主体13相互对合的面27作成锥面，该锥面越在内周侧越靠近缸盖安装面5a倾斜。

由于是这样的形状，在将虚拟缸盖11安装到缸体5上时，卷边部23被缸体5推压，虚拟缸盖主体13变形时，如图13所示，上述锥面在图中为略水平的面，相对于缸体5的缸盖安装面5a，如箭头D所示，负载略垂直地作用。据此，提高了相对于在将实际的缸盖以及缸垫安装到缸体5上时的缸筒1的变形状态的再现性。

另外，关于上述的对合面27的锥形状，可根据虚拟缸盖主体13的厚度、间隙C的宽度、高低差B的尺寸、缸体5的刚性、缸垫的条件等进行适当地设定。

图14表示本发明的第3实施方式。该实施方式是使与卷边部23的缸体5接触侧的内周侧角部29为曲面形状。

据此，防止由于在将虚拟缸盖11安装到缸体5上时的对合面上产生的局部变形所造成的压痕或损伤。

使上述的内周侧角部29作为曲面形状的范围，是根据缸筒1的类型(连结/独立)、水套5b的类型(开/关)、还有缸盖5的对合面的精加工状况(完成/未完成)来确定的。

另外，图14所示的内周侧角部29的曲面形状也可以适用于上述图12所示的第2实施方式。

另外，相对于上述那样的虚拟缸盖主体13，作为分体的卷边部23也可以如图15所示的第4实施方式那样，进一步在各缸筒1上成为分体。据此，卷边部23不受相互邻接的缸筒1的变形的影响，可以有效地发挥作为间隙C、卷边部23的滑动(图9)、对合面27的锥形状(图11)的情况下的各自的效果，同时，也提高了卷边部23的制作性。

图16如上述图15那样，是说明在将卷边部23在各缸筒1上作为分体的情况的效果的图。同图(a)是作为分体的情况，同图(b)是不作为分体的情况。在不作为分体的情况下，相对于卷边部23对相互邻接的缸筒1的变形的影响，在作为分体的本发明中，因为是根据各缸筒1分别变形，所以不会对邻接的缸筒1的变形产生影响。

Claims (9)

1.一种缸体的孔加工用夹具，是在缸体的缸盖安装面上安装代替缸盖的虚拟缸盖的状态下，对上述缸体的缸筒内面进行加工的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，在与上述缸体的缸筒周缘相对部分的上述虚拟缸盖上，设置向上述缸体突出的卷边部，相对于该卷边部，在与上述缸筒相反侧的上述缸盖安装面相对的部位的上述虚拟缸盖上，设置凹部。

2.如权利要求1所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，上述虚拟缸盖相对于虚拟缸盖主体，分体构成上述卷边部。

3.如权利要求2所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，上述卷边部与上述虚拟缸盖主体的对合面为倾斜的锥面，该倾斜的锥面越往内周侧越接近缸盖安装面。

4.如权利要求2或3所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，针对多个缸筒的每一个独立设置上述卷边部。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，将与上述卷边部的上述缸体接触一侧的内周侧的角部做成曲面形状。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，在上述虚拟缸盖上设置突起部，该突起部从虚拟缸盖主体向与上述缸盖安装面接触侧的相反侧突出，在该突起部上设置有插入螺栓的螺栓插入孔，该螺栓用于将上述虚拟缸盖拧紧固定在上述缸盖安装面上。

7.如权利要求6所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，设置使上述突起部的与上述虚拟缸盖主体接触的基端侧大于前端侧的法兰部。

8.如权利要求6或7所述的缸体的孔加工用夹具，其特征在于，相对于上述虚拟缸盖主体可自由拆装地设置上述突起部。

9.一种缸体的孔加工方法，其特征在于，在缸体的缸盖安装面上安装代替缸盖的虚拟缸盖，通过该安装，使作用于缸体的力，介于在与上述缸体的缸筒周缘相对部分的上述虚拟缸盖上突出设置的卷边部而产生，且通过在该卷边部的与上述缸筒相反侧的上述虚拟缸盖的安装面相对的部位上设置的凹部，使上述虚拟缸盖主体被上述卷边部推压产生弹性变形，且控制作用到上述缸体上的力，对缸体的缸筒内面进行加工。

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