CN1947943B - 内部机加工缸套的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在内燃机(E)内以沿缸套(1)纵向方向的转动运动来内部机加工该缸套的方法，在该方法中使用的装置(10)包括：磨削/研磨工具(40)，该工具以可拆下的方式连接到缸套(1)的一个开口端(1A)；以及驱动单元(30)，该驱动单元用于在机加工期间控制该磨削/研磨工具(40)。

Description

内部机加工缸套的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种在内燃机中在缸套内面上提供波蚀图案的方法和装置。

背景技术

内燃机在使用中因缸套与活塞/活塞环之间的磨损而损耗，所述内燃机在本例中为奥托发动机和柴油机，尤其是既用于推进航空器特别是飞船又用于在这些航空器或固定式电站中产生电力和/或热力的大型发动机。在一些情况下，大部分磨损出现在新发动机和修复后的发动机的启动和磨合期间。

为了在启动、磨合以及运行期间减少磨损，在缸套的内表面上设置波形的、有时是螺旋形的图案-也称为波蚀图案。与在缸套的传统珩磨期间产生的网状/交叉的图案相比，这种波形图案有助于在缸的内面保持更多的润滑剂。缸套用于安装到发动机中，通过对缸套内面的首次机加工-优选通过车削来产生波形图案，以便提供波形或螺纹状图案，从沿缸套截取的截面看去，所述图案的宽度大于其深度并且具有带尖角的波顶/波峰。然后，对缸套的内面进行珩磨处理，以“弄平/刨平”尖角/波峰。珩磨处理在波谷之间提供了均匀的、平的表面，以用于使这些表面与在缸套内移动的活塞的活塞环邻接。

公知技术的一个示例公开在由本申请人发行的小册子“Chris-Marine，the optimum solution：Machine Selection Guide for 2-stroke DieselEngines”中，该小册子示出了维护内燃机用的不同类型的磨削和珩磨机器，例如，为例如进气阀、排气阀和燃料阀与相关阀座之间的不同已磨损密封表面再造密封公差，消除由活塞在其转向点处引起的磨损边缘和表面上的擦伤，以及在工厂珩磨之后通过额外的珩磨再造网状/交叉的图案。

缸套磨损主要是由缸套中的结构变化(划伤)引起的，这意味着在一些情况下，根据磨损的范围和持续时间，波形图案将在一定的工作时间之后全部消失。缸套的磨损可能是不均匀的，即，根据例如划伤所产生的磨损程度，磨损的范围或者深度可能沿缸套的内面变化。

为了处理缸套-即使用以前公知的技术使不均匀的结构改变/磨损部分平滑和/或再造波形图案，不得不将要维修的缸套从发动机中拆下来，然后运送到机械工厂中，在工厂中利用固定式切削机器对缸套进行机加工以便再造波形图案，并且/或者通过除去缸套表面上的大部分材料以使磨损部分至少稍稍地平滑，之后将缸套从工厂中运回并且安装到发动机中。这个过程可能需要一天或者多天、甚至几星期，并且产生较长的停机时间，而且产生很高的费用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新技术，根据这种新技术，上述缺点可以被消除或者至少被减少。

一个具体目的是减少所需要的设置时间、机加工时间和工作努力，从而可减少相关的费用。

这些目的通过如下所述的方法和装置实现。

根据本发明的一个方面，提供一种用于在内燃机中机加工缸套内面的方法，其特征在于，通过沿缸套的纵向方向从缸套的一个开口端移动磨削/研磨工具，并使磨削/研磨工具在机加工期间围绕缸套的中心轴线转动来在缸套内机加工内部波蚀图案；使磨削/研磨工具上的磨削/研磨装置独立地转动以得到波蚀图案。

优选地，所述磨削/研磨工具在机加工期间进行螺旋式运动，从而在机加工期间，既沿缸套的纵向方向从该缸套的一个开口端移动，又围绕缸套 的中心轴线与沿缸套纵向方向的位移成比例地转动。

优选地，在机加工期间，借助于驱动装置转动并旋拧穿过位置固定的螺母的螺纹轴，以便控制所述磨削/研磨工具沿缸套纵向方向的螺旋式运动。

优选地，在机加工期间，对应于轴上的螺纹的每个螺距，所述磨削/研磨工具在缸套内转动一圈。

优选地，在机加工期间，首先使沿缸套的纵向方向延伸的轴沿所述方向移动，然后使磨削/研磨工具围绕缸套的中心轴线转动，从而控制所述磨削/研磨工具在缸套内的运动。

优选地，通过借助于设有齿轮的驱动装置使齿轮轴沿缸套的纵向方向移动，来控制所述磨削/研磨工具沿缸套纵向方向的运动。

优选地，在机加工之前，以类似模件的方式将所述轴延长。

优选地，在机加工期间，所述磨削/研磨装置通过独立的驱动单元转动。

优选地，在缸套安装在内燃机内的情况下，在该缸套内机加工内部波蚀图案。

优选地，在缸套位于内燃机外部的情况下，在该缸套内机加工内部波蚀图案。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于在内燃机中内部机加工缸套的装置，其特征在于包括，磨削/研磨工具，该磨削/研磨工具用于机加工缸套以便提供内部波蚀图案；以及驱动装置，该驱动装置用于使该磨削/研磨工具沿缸套的纵向方向从缸套的一个开口端移动，并使该磨削/研磨工具围绕缸套的中心轴线转动；该磨削/研磨工具具有独立可转动的磨削/研磨装置，以用于在缸套内磨削/研磨波蚀图案。

优选地，所述磨削/研磨工具连接到轴的一个端部上，该轴沿缸套的纵向方向延伸并适于通过所述驱动装置转动。

优选地，所述轴带有螺纹并且与位置固定的螺母相接合，该螺母可拆下地连接在夹具上，该夹具以可拆下的方式将所述磨削/研磨工具连接到所述缸套的开口端。

优选地，所述轴上的螺纹的螺距使得在机加工期间，对应于所述轴上螺纹的每个螺距，所述驱动装置使所述磨削/研磨工具在缸套内转动一圈。

优选地，所述轴是齿条并与齿轮相接合，所述齿轮布置在夹具上，该夹具以可拆下的方式将磨削/研磨工具连接到缸套的开口端。

优选地，在机加工之前，以类似模件的方式将所述轴延长。

优选地，由于所述轴的第二端具有与后续的轴相配合以使它们首尾相接地互连的连接部，所以所述轴是可拆卸并可延长的。

优选地，所述磨削/研磨工具包括：磨削臂，该磨削臂支承设置有可转动的磨削/研磨装置的研磨头；及至少一个相对于该磨削臂偏移一定角度的臂，以用于在机加工期间将研磨头支靠在缸套内。

优选地，所述用于移动磨削/研磨工具的驱动装置布置在所述在缸套内相对于磨削臂偏移一定角度的臂上。

优选地，所述用于移动磨削/研磨工具的驱动装置布置在缸套外。

优选地，所述用于移动磨削/研磨工具的驱动装置部分布置在缸套外，而部分布置在所述在缸套内相对于磨削臂偏移一定角度的臂上。

优选地，所述磨削/研磨装置以可转动的方式连接到独立的驱动装置上。

优选地，所述磨削/研磨装置是具有适当形式的磨削表面的砂轮，以用于机加工缸套。

优选地，所述磨削/研磨装置的磨削表面的至少一部分是弄圆的。

优选地，所述磨削/研磨装置的整个磨削表面是成弧形的。

优选地，所述磨削/研磨装置的磨削表面的至少一部分是平的。

优选地，所述磨削/研磨装置的整个磨削表面是平的。

优选地，所述磨削/研磨装置的磨削表面的至少一部分是平的，而该磨削/研磨工具的磨削表面的至少另一部分是弄圆的。

优选地，所述磨削/研磨装置的磨削表面的至少部分弄圆的部分至少部分成弧形。

优选地，所述磨削/研磨装置的磨削表面的至少一部分是尖的。

优选地，本发明的用于在内燃机中内部机加工缸套的装置适于在缸套安装在内燃机内的情况下在该缸套内机加工内部波蚀图案。

优选地，本发明的用于在内燃机中内部机加工缸套的装置适于在缸套位于内燃机外的情况下在该缸套内机加工内部波蚀图案。

根据本发明的用于就地机加工缸套的装置和方法提供了下列优点。该装置紧凑、高度小、易于携带、容易使用并且能自我对中。此外，它不需要将发动机部件运送到发动机车间以及从发动机车间运送发动机部件；它减少了机加工设置时间；在这种情况下，可在数个小时内或者在更短的时间内进行就地机加工-即进行根据本发明的磨削/研磨，也能够通过沿径向切除大约0.1-0.2mm而除去损坏的材料和/或结构改变的材料。该装置不需要拆下和重新组装发动机中的缸套。在使用本发明的装置之前，只需对操作者进行简单的指导/培训，所述装置优选在缸套安装在发动机内的情况下对缸套进行机加工，但是如果需要的话，该装置也可以机加工位于发动机外部的-即已经从发动机中拆下/移走的缸套。

本发明的装置也可以用来机加工不同尺寸的缸套。

根据优选实施例，本发明的装置具有：磨削/研磨工具，该工具布置成可对缸套进行机加工，以提供内部波蚀图案；以及用于沿缸套的纵向方向从缸套的一个开口端移动磨削/研磨工具并使磨削/研磨工具围绕缸套的中心轴线转动的装置，该磨削/研磨工具具有独立的可转动装置，以用于在缸套内磨削/研磨出波蚀图案。

此外，枢轴可拆卸并且可延伸，其中它可以连接到随后的枢轴上，以便通过匹配连结部使所述枢轴首尾相接地相互连接，从而每次都可调节该装置的高度。

附图说明

下面将参照附图来更加详细地说明本发明，在这些附图中：

图1是安装在内燃机气缸上的根据本发明第一实施例的磨削/研磨装置的透视图；

图2是根据图1的具有可转动磨削/研磨部件的磨削/研磨装置的细部透视图，该部件在机加工缸套期间转动；

图3-5是图1和2中的磨削/研磨装置上的磨削/研磨头的不同角度的视图；

图6示出了适于将磨削/研磨装置连接到气缸上并使它对中的部件；

图7示出了可延伸的枢轴；

图8示出了左手侧的缸套内面的波形图案的截面和右手侧的缸套；

图9示出了适合用在本发明的磨削/研磨装置中的磨削/研磨轮的不同实施例；

图10是在开始缸套的机加工之前的磨削/研磨装置的透视图；及

图11是本发明的磨削/研磨装置的局部视图。

具体实施方式

图1-11以磨削或研磨装置10的形式示出了根据本发明的机加工装置，该机加工装置连接到内燃机E中一缸套1的上开口端1A，该内燃机E用于推进飞船和/或在飞船中产生热力和/或电力，或者用于在固定式电站中产生热力和/或电力。优选地，磨削装置10用在活塞直径较大的大型二冲程柴油机中，但是也可以用在小型和中型发动机中，以及用在四冲程柴油机和奥托发动机中。

在图1和10中，示出了磨削装置10，其中出于清楚原因去掉了缸套1的一些部分。磨削装置10通过轴向对称的柱状夹具20设置在部分示出的缸套1上，该夹具20的下端通过平的导向表面21连接到缸套上的配合导向表面2上，并且在磨削/研磨缸套之前和期间使磨削装置10在缸套内对中。图6中单独示出了该夹具。在本实施例中，磨削装置10借助夹具20的本身自重和相关联的设备而保持在合适的位置，但是它也可以借助某些卡持或夹持装置，或者借助某些接合形式-例如突起部与凹部等相接合来夹紧/锁紧。

在图1-2所示的磨削装置10的优选实施例中，在发动机E的缸套1的内设有驱动单元30，但在其它实施例中也可将驱动单元布置在缸套外。该驱动单元30安装在支承驱动臂70的外端70A上，并且驱动轮38邻接缸套的内面。在图2中以不包含夹具20的方式示出的磨削装置10包括：驱动单元30，该驱动单元借助接头R连接到驱动臂的外端70A上并使驱动轮38转动；以及单元40，该单元安装在磨削臂60上以便借助于形式为研磨头41的磨削或者研磨工具来机加工缸套1，该单元还通过一沿缸套的纵向延伸的轴50可转动地连接到驱动单元30上。轴50是能以类似模件的方式延伸的带螺纹的枢轴50。在机加工缸套以便在缸套1的内面上提供波蚀图案P期间，驱动单元30使磨削单元40和枢轴50转动，其中所述波蚀图案P具有波谷G和/或位于波谷之间的未磨削的平面S或者磨削过的平面S，参见图8。优选在缸套1处于发动机E内时进行本发明的机加工， 但也可在将缸套从发动机上拆下时进行这种机加工。此外，可将驱动单元30的某些部分布置在缸套1内，而将其它部分布置在缸套外。

图1-2和10中的磨削单元40由枢轴50支承并且包括至少两个支承臂，优选为三个支承臂，即磨削臂60、驱动臂70和支承臂80，各臂在一个端部60B、70B、80B处连接到枢轴50的下端50A并且从该枢轴下端50A基本垂直地延伸，即相对于缸套1的纵向/中心轴线C从该轴线沿径向伸出，并且各臂具有朝向缸套1伸出的自由端60A、70A、80A。

图2示出了三个臂60、70、80，所述臂相互偏移大约120°的角。在机加工期间，借助于枢轴50，所述臂可通过驱动单元30而围绕缸套的中心轴线C转动。可使用更多的支承臂，但这样臂之间的角度偏移将不同。

图1-5中的磨削单元40包括研磨头41，该研磨头41安装在磨削臂60的自由端60A上。研磨头41具有部分示出的、形式为砂轮42的磨削装置42，该砂轮42适于通过气动马达43转动并在机加工期间靠在缸套1上。两个臂70和80起着磨削臂60的支撑部/砧座的作用，以使砂轮42能在机加工期间保持与缸套相接触。磨削臂60上的研磨头41具有布置在砂轮42两侧的导向轮90。支承臂80具有一个导向轮90，而驱动臂70具有既用于驱动又用于支承的驱动轮38，所述轮在机加工期间靠在缸套上。驱动臂70在其外端70A处具有带活塞72的压缩空气气缸71，该活塞72具有朝向缸套的叉形端部73。压缩空气气缸71具有两种功能，即通过借助于活塞72施加压力来在磨削波蚀图案P之前和磨削期间使磨削单元40对中，以及利用合适的力使驱动轮38紧靠缸套的内面。

图2中的磨削单元40在磨削期间借助于固定/位置固定的进给螺母31(参见图11)以可控的方式如图1和10所示那样垂直位移，其中进给螺母31布置在不能移动-即位置固定-的夹具20上方，枢轴50延伸通过该螺母。

图11所示的进给螺母31是一具有带螺纹的通孔的柱体，枢轴50与该螺纹通孔螺纹接合，以使该轴能同时转动和垂直位移。在本实施例中，进给螺母31通过固定螺钉可拆下地安装在夹具20的上侧，从而防止该螺母 转动。在安装时，将进给螺母31旋拧在枢轴50上并通过固定螺钉紧固。

图2示出了枢轴臂74的位置，该枢轴臂74适于绕着驱动臂的外端部70A上的接头R转动，使得对中气缸71能借助于围绕枢转接头R的力矩而利用合适的力使驱动轮38紧靠缸套1，以便在驱动轮38不在缸套1上滑动的情况下使枢轴50、磨削单元40和驱动单元30转动。驱动轮的邻接是通过将对中气缸的叉形端73推向或者推离缸套1来实现的。当叉形端被推向缸套时，枢转的驱动轮臂(枢轴臂)74顺时针转动，并使驱动轮38远离缸套1；而当叉形端73被拉离缸套时，枢转的驱动轮臂74逆时针转动，并使驱动轮移向缸套1，从而使该驱动轮紧靠缸套。驱动轮38具有能够充分“抓握”缸套1内面的接触表面。

图11所示的位置固定的进给螺母31意味着，枢轴50和磨削单元40在机加工缸套1的内面期间沿着缸套1的纵向C向下运动，同时与驱动单元30在磨削单元40进行螺旋式运动时的转速以及枢轴50和进给螺母31上螺纹的相应螺距成比例地围绕缸套中心轴线C转动，由此在本实施例中提供了螺旋形波蚀图案。驱动单元30借助于马达32、在图1-2中部分示出的相关联的装置33、44、45、46以及一控制单元/控制面板34来使磨削单元40转动，该马达32使驱动轮38转动，该控制单元/控制面板设置在图1和10中的夹具20上，以用于将电力、压缩空气和运行并控制磨削装置10所需的设备相连。在本实施例中，马达32和43由流体驱动-例如利用水或油液压驱动，或者由压缩空气驱动，但它们也可由电驱动。

进给螺母31上方还设有一可调节的止动装置35，该止动装置以套管/柱体或者环的形式安装在枢轴50上，参见图11。该止动环35与枢轴50一起移动，并当磨削单元40已经完成机加工工作-即已经沿缸套的纵向C充分向下移动-时停止向下移动，这是这样实现的：当止动环35到达其与一集成在夹具20顶部的支架中的传感器36相对的最低位置时，致动该传感器36，然后该传感器将信号输送到控制单元34，该控制单元关闭气源39，从而终止机加工过程。这些止动装置清楚地示出在图11中。

图2更加详细地示出了磨削单元40和驱动单元30。由于图1和10所 示的用于控制和监控马达32、43以及传感器36等的控制单元34的硬件和软件是常规类型，所以将不再对它们进行详细说明。

图3-5示出了磨削单元40，而未示出夹具20、枢轴50、磨削臂60、驱动和支承臂70、80及驱动单元30。砂轮42在中心处连接到一马达轴上，该马达轴沿缸套1的纵向方向延伸并且通过马达43转动，该马达43通过供应压缩空气而被独立地驱动。空气通过空气软管44供应，该空气软管螺旋形地缠绕在枢轴50上(参见图1和10)，并且在该软管上端(未示出)连接到图1和10所示的转环(swivel)上，该转环将来自位置固定的组件的空气以本领域技术人员公知的密封方式输送给连接于装置39上的转动组件，该装置39本身连接到压缩空气源(未示出)例如压缩机等上；该空气软管在下端连接到用于驱动马达32的装置33上，并且连接到设置有手工操纵的阀46的软管或者管子45上，所述软管或管子连接到磨削马达43上端的空气入口中以便驱动该马达下端的砂轮42。砂轮以合适的速度独立地转动，以使磨削满足例如对切割、公差和表面光洁度的期望要求。

图3-5示出了磨削单元40，该磨削单元40包括：研磨头41；砂轮42；两个单元100、110，分别用于在磨削之前设定磨削深度和开始位置；以及导向轮90，所述导向轮为中心轴线基本上平行于缸套1的纵向轴线C的同轴轮子。该磨削单元40包括用于微调磨削深度的单元100以及用于在磨削前手动粗调开始位置的单元110。图3-5从不同角度示出了磨削单元40。

图3-5示出带磨削马达43的研磨头41，磨削马达43安装在封装该磨削马达43的可分开的马达支承件中并且可拆下地安装在研磨头41的上侧。为抑制空气驱动的磨削马达43的噪声，将消声器47经由马达支承件连接到该磨削马达上。此外，研磨头41在该研磨头上侧的保持器单元120上设有冷却剂源48。冷却剂可以连续地供给，该冷却剂有两种作用：即冲洗掉磨削切屑以防止磨削颗粒打旋，以及改善冷却以增强磨削/切削性能。

图3-4示出了分别位于砂轮42的一侧的磨削深度设定单元100和开始位置设定单元110。位于图3右手侧的开始位置设定单元110更加清楚地示出在图5中，该单元110包括：可动部分111，该部分的第一端设置有 导向轮90，该导向轮90安装成可转动并对着缸套1的内面；固定部分112，该部分借助于固定装置连接到保持器单元120的下侧；快速锁紧装置113；以及调节螺钉114。调节螺钉114在纵向方向上可转动地容纳并卡在位置固定的粗调部分112中，并从该处沿径向方向水平地向着缸套的内面伸出以便接合可动的粗调部分111。快速锁紧装置113具有扭矩臂，所述扭矩臂位于保持器单元120的上侧以便能进行满意的手动紧固并且垂直地延伸通过保持器单元以便可调节地/柔性地接合粗调部分111。在磨削前对开始位置的粗调这样进行：在磨削单元40降低到缸套1内之前以及在磨削单元已经降低之后，不将快速锁紧装置113完全紧固，从而使开始位置设定单元的可动部分111径向向外移位以便接触缸套1的内面，然后沿朝向缸套的方向紧固/转动调节螺钉114以使导向轮90以合适的力紧靠缸套的内面，最后紧固快速锁紧装置113以便锁紧可动的调节部分111。

图3是磨削深度设定单元100和开始位置设定单元110的透视图。用于微调磨削深度的调节单元100包括一臂101，该臂的第一端通过导向轮90朝缸套1定向，而其第二端远离缸套以便柔性地/可调节地接合包括电动马达102的调节装置。臂101通过接头G可转动地连接到保持器单元120上。枢轴臂101的第二端柔性地/可调节地接合电动马达102的马达轴和分度的进给指示器轮104，该电动马达102安装在马达保持架103上。图5示出位于磨削单元40下端的轴130，以用于可拆下且可枢转地将研磨头41安装到磨削臂的外端60A上。安装之后，轴130被支承，以便在磨削缸套1期间，尽可能多地减小研磨头41的移动/活动。

图3所示的枢轴臂101适合借助电动马达102而转动，以使该枢轴臂的第二端远离砂轮42或者移向砂轮42，从而枢轴臂的第一端跟随枢轴臂的第二端运动，但相对于砂轮42的方向是相反的。当电动马达102顺时针转动时，指示器轮104随之运动，并且枢轴臂的第二端向内移向砂轮，而该枢轴臂的最靠近缸套1的第一端向外移离砂轮，因此减小了磨削深度。当电动马达102逆时针转动时，磨削深度则增大。

图3-4中所示的电动马达102通过无线电控制运行，或者优选地通过 有线控制运行以便消除干涉无线电频率或者至少使干涉无线电频率最小化。由用于设定磨削深度的电动马达102实现的微调是以固定步骤或者通过连续进给而进行的，所述连续进给通过推动按钮或者转动固定控制板34和/或手柄单元(未示出)上的轮子来实现。

设置在图3-4中砂轮42的左边和右边的防护罩121防止在磨削期间有颗粒/磨削材料穿过。长度一定的清洗刷140连接在支承臂的外端80A上，并且示出在图1-2中。清洗刷用于在大约与砂轮相同的高度处以对应于该刷长度的宽度刷/擦缸套1内由砂轮42磨削的表面，以便在磨削期间使驱动轮38和导向轮90被弄脏的程度最小。

图1-2、7和10中所示的枢轴50在本实施例中由多个带螺纹的杆、一下部杆形成，该下部杆借助于匹配连结部即形式为键(楔)或隆起52的键形接头进行可拆下地连接，所述隆起52刚好在图1的止动环35上方设置于该杆的上端50B并且沿枢轴50的纵向延伸，该隆起与上部杆50的下端50A上的键槽51相配合。上部杆50独立地示出在图7中，图1中的下部杆和上部杆50之间的唯一区别在于：下部杆只在它的上端50B处设置有其形式为与上部杆相配合的键形接头的可松开接合装置，而上部杆具有两个这种可松开接合装置-即上端50A处的一个键形接头和下端50B处的一个键形接头，参见图7。在图2中，只示出了下部杆50。

如图7所示，枢轴50的设计是：其端部以这种方式形成的杆50可以首尾相接地连接到另一个相同的杆上。在本实施例中，这些杆50在每个端部50A、50B处根据枢轴的尺寸/负荷通过适当类型/尺寸的螺(纹套)管接头锁紧在一起。

图7示出上部杆50，该上部杆50也可用作延长杆以便为杆50提供模件功能，其中杆是可分开的，并且可根据研磨波蚀图案P要下降到缸套1内的深度以及待研磨的缸套的长度而将杆延长或者缩短。这意味着，可以使用一个或者多个杆50，而且磨削装置10将会紧凑并且便于携带，该装置的高度和重量较小，这是由于在不使用磨削装置时可仅通过组装一个螺纹杆来容易地储存和/或运送整个夹具20、驱动单元30和磨削单元40；而 当要使用该装置来机加工缸套1时，可在已经安装的下部杆50上容易且快速地将一个或者多个螺纹杆50首尾相接地接合在一起。

如果要在一设备例如结合有电力和热力的固定式设备等中以更加持久的方式储存和使用磨削装置10，则另一实施例可包括在磨削装置10中仅提供一个长的一体式枢轴50，该枢轴50的长度允许实现整个磨削过程。但是，当在发动机车间内来回运送磨削装置时，优选可分开且可延伸型的枢轴50。

下面将参照附图1-2和10-11说明当优选将缸套安装在发动机E内-但也可设置到发动机外-时，在磨削缸套1的内面之前、期间和之后，对磨削装置10的操作。

在这个实施例中，使磨削单元40对应于枢轴50上螺纹的每个螺距转动一圈，同时使砂轮42通过磨削马达43围绕该砂轮的中心轴线转动从而磨削缸套的内面，由此实现对缸套1的磨削以便除去磨损的表面层并/或在缸套1的内面形成波蚀图案。图8是放大的剖视图-但磨削后的波蚀图案不是按比例的，该剖视图示出波蚀图案P中的槽G和平的表面S。

本发明的磨削装置10和使用该装置的方法可以广泛地应用和使用到波蚀磨削中，但是也可用于磨削台阶、除去表面以及除去活塞环转弯位置的磨损边缘或者至少用于使转弯位置的磨损边缘平滑。

在机加工缸套1之前和机加工期间，本发明执行下列步骤：

·借助于设置在夹具20上的提升有眼螺栓22使安装有适于进行机加工操作的砂轮42的磨削装置10升高到缸套1上的合适位置，从而导向表面21与不同设计和尺寸的缸套的缸套导向表面2相配合。进行检查以确保在升高到合适位置之前，整个研磨头40都高于夹具的最低位置，如有必要，就顺时针/逆时针转动研磨头40，直至该研磨头定位到夹具的最低位置之上，并且确保马达阀关闭。

·然后，通过连接装置33、34、39将空气、电力和冷却水源连接到磨削装置10上。

·手动降低或者转动磨削装置10，以将砂轮42定位到打算从该处开 始磨削波蚀图案P的高度处。

·进行检查以确保在工作范围的中心处使磨削深度微调单元100处于开始位置。

·关闭磨削马达阀46。打开控制单元34上的阀以供应空气，从而通过空气气缸71推动驱动轮38使该驱动轮靠在缸套壁上。

·如有必要，就略微放松保持开始位置调节单元110的快速锁紧装置113，手动设定磨削开始位置，以使砂轮42几乎接触缸套壁，并使导向轮90紧靠缸套。然后将快速锁紧装置113紧固。

·通过电动马达控制器102操纵磨削深度微调单元100，直至砂轮42刚好能在不接触缸套的情况下自由转动。

·将冷却水喷嘴调节到正确的位置。

·进行检查以确保清洗刷140与缸套1相接触。

·通过控制单元34上的阀释放磨削装置10中的空气，从而通过空气气缸71使驱动轮38从缸套壁缩回。

·安装达到期望的最终磨削深度/长度所需数量的带螺纹杆50。

·在枢轴50上安装止动环35，其安装位置离邻近进给螺母31的传感器36的距离与缸套的总磨削长度相同。

·打开冷却水源。

·如果缸套没有损坏，则执行下列步骤：通过控制单元34上的阀启动驱动单元马达32，并通过打开空气阀46启动磨削马达43。将磨削深度设定成使得所磨削出的槽G的宽度满足发动机设计者所提的规格要求。在磨削未损坏的缸套和刨平其中材料已经脱落的损坏缸套中的尖端/边缘期间，进行检查以确保获得磨削的槽G和平的表面S之间的适当比例。

·当缸套1的机加工完成时，通过传感器36使驱动单元30和磨削马达43自动停止。

在缸套1的机加工完成之后，将磨削装置10重新设置如下：

·从夹具上松开将进给螺母31保持在夹具20上的螺钉37。

·使带有进给螺母31和止动环35的枢轴50上升到开始位置。

·在枢轴50上手动转动进给螺母31，以使其向下到达夹具20。

·通过旋拧将进给螺母31再次紧固到夹具20上。

·使整个磨削装置10升高至高于下一个缸套1，并且重复上述过程。

图8示出了成品缸套1。

将枢轴50更换为例如齿条，则本发明的磨削装置10也可在同样围绕缸套1内圆周的平面上磨削出独立的槽G，所述齿条接合设置在缸套内部/外部的齿轮而非进给螺母31。齿轮首先使齿条向下运动，然后磨削出一独立的第一水平槽，然后单独地、一步一步地重复磨削随后的每个槽，直至得到理想的磨削长度。

图9以横截面图A、B和C示出了具有不同磨削表面形式的砂轮42，例如图A中所示至少一部分表面或者整个表面是弄圆的一例如成弧形、图B中所示至少一部分表面或者整个表面是平的、或者图C中所示至少部分弄圆-例如成弧形的表面与至少部分是平面的表面相结合，从而同时磨削出槽并弄平尖端。砂轮42可涂有立方氮化硼，但是也可以涂有其它的耐磨材料-如工业金刚石，也可以提供任何其它形状的槽，例如至少部分为尖形的表面，而不是凸形或者弄圆的表面。

Claims (32)

1.一种用于在内燃机(E)中机加工缸套(1)内面的方法，其特征在于，通过沿缸套的纵向方向从缸套的一个开口端(1A)移动磨削/研磨工具(40)，并使磨削/研磨工具在机加工期间围绕缸套的中心轴线(C)转动来在缸套(1)内机加工内部波蚀图案(P)；使磨削/研磨工具上的磨削/研磨装置(42)独立地转动以得到波蚀图案。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨削/研磨工具(40)在机加工期间进行螺旋式运动，从而在机加工期间，既沿缸套(1)的纵向方向从该缸套的一个开口端(1A)移动，又围绕缸套的中心轴线(C)与沿缸套纵向方向的位移成比例地转动。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在机加工期间，借助于驱动装置(30)转动并旋拧穿过位置固定的螺母(31)的螺纹轴(50)，以便控制所述磨削/研磨工具(40)沿缸套(1)纵向方向的螺旋式运动。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在机加工期间，对应于轴(50)上的螺纹的每个螺距，所述磨削/研磨工具(40)在缸套(1)内转动一圈。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在机加工期间，首先使沿缸套的纵向方向延伸的轴(50)沿所述方向移动，然后使磨削/研磨工具围绕缸套的中心轴线(C)转动，从而控制所述磨削/研磨工具(40)在缸套(1)内的运动。

6.如权利要求1、2或者5所述的方法，其特征在于，通过借助于设有齿轮的驱动装置(30)使齿轮轴(50)沿缸套的纵向方向移动，来控制所述磨削/研磨工具(40)沿缸套(1)纵向方向的运动。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在机加工之前，以类似模件的方式将所述轴(50)延长。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在机加工期间，所述磨削/研磨装置(42)通过独立的驱动单元(43)转动。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在缸套安装在内燃机(E)内的情况下，在该缸套(1)内机加工内部波蚀图案(P)。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在缸套位于内燃机(E)外部的情况下，在该缸套(1)内机加工内部波蚀图案(P)。

11.一种用于在内燃机(E)中内部机加工缸套(1)的装置(10)，其特征在于包括，

磨削/研磨工具(40)，该磨削/研磨工具用于机加工缸套(1)以便提供内部波蚀图案(P)；以及驱动装置(30)，该驱动装置(30)用于使该磨削/研磨工具(40)沿缸套(1)的纵向方向从缸套(1)的一个开口端(1A)移动，并使该磨削/研磨工具围绕缸套的中心轴线(C)转动；

该磨削/研磨工具(40)具有独立可转动的磨削/研磨装置(42)，以用于在缸套(1)内磨削/研磨波蚀图案(P)。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨工具(40)连接到轴(50)的一个端部(50A)上，该轴沿缸套(1)的纵向方向延伸并适于通过所述驱动装置(30)转动。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述轴(50)带有螺纹并且与位置固定的螺母(31)相接合，该螺母可拆下地连接在夹具(20)上，该夹具以可拆下的方式将所述磨削/研磨工具(40)连接到所述缸套(1)的开口端(1A)。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述轴(50)上的螺纹的螺距使得在机加工期间，对应于所述轴(50)上螺纹的每个螺距，所述驱动装置(30)使所述磨削/研磨工具(40)在缸套(1)内转动一圈。

15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述轴(50)是齿条并与齿轮相接合，所述齿轮布置在夹具(20)上，该夹具以可拆下的方式将磨削/研磨工具(40)连接到缸套(1)的开口端(1A)。

16.如权利要求12-15中任一项所述的装置，其特征在于，在机加工之前，以类似模件的方式将所述轴(50)延长。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，由于所述轴(50)的第二端(50B)具有与后续的轴(50)相配合以使它们首尾相接地互连的连接部(51、52)，所以所述轴(50)是可拆卸并可延长的。

18.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨工具(40)包括：磨削臂(60)，该磨削臂支承设置有可转动的磨削/研磨装置(42)的研磨头(41)；及至少一个相对于该磨削臂(60)偏移一定角度的臂(70、80)，以用于在机加工期间将研磨头支靠在缸套(1)内。

19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述用于移动磨削/研磨工具(40)的驱动装置(30)布置在所述在缸套(1)内相对于磨削臂(60)偏移一定角度的臂(70、80)上。

20.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述用于移动磨削/研磨工具(40)的驱动装置(30)布置在缸套(1)外。

21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述用于移动磨削/研磨工具(40)的驱动装置(30)部分布置在缸套(1)外，而部分布置在所述在缸套内相对于磨削臂(60)偏移一定角度的臂(70、80)上。

22.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)以可转动的方式连接到独立的驱动装置(43)上。

23.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)是具有适当形式的磨削表面的砂轮，以用于机加工缸套(1)。

24.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的磨削表面的至少一部分是弄圆的。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的整个磨削表面是成弧形的。

26.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的磨削表面的至少一部分是平的。

27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的整个磨削表面是平的。

28.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的磨削表面的至少一部分是平的，而该磨削/研磨工具的磨削表面的至少另一部分是弄圆的。

29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的磨削表面的至少部分弄圆的部分至少部分成弧形。

30.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述磨削/研磨装置(42)的磨削表面的至少一部分是尖的。

31.权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置适于在缸套安装在内燃机(E)内的情况下在该缸套(1)内机加工内部波蚀图案(P)。

32.如权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置适于在缸套位于内燃机(E)外的情况下在该缸套(1)内机加工内部波蚀图案(P)。

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