[發明專利]一種汽車發動機氣缸套內壁網紋加工方法及裝置

有效

• 申請號: 201110054176.1
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102179620A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 潘天紅;盛占石;符永宏
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/08;G05B19/19
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及汽車發動機的氣缸套內壁網紋加工技術，屬于機械工程發動機技術領域。

背景技術

發動機是汽車的心臟，而氣缸套則是發動機的核心零件，尤其是氣缸套內壁的網紋結構，網紋結構有網狀溝槽和頂部小平臺組成，不僅提高了氣缸套實際的承載面積，而且有利于潤滑油的存儲及油膜的形成和保持。具有網紋結構的氣缸套實際的承載面積比普通珩磨加工的表面提高4～7倍，網狀溝槽有利于機油向上泵至氣缸套工作腔，頂部小平臺有利于高強度油膜形成和使氣缸套表面多余的機油被刮回到曲軸箱，在改善氣缸套表面滑動性能、增加缸孔氣密性的同時，大幅度降低了機油消耗。但氣缸套的使用壽命和性能直接與其內壁表面網紋角度、溝槽深度和數量、輪廓圖形的偏斜度、輪廓支承長度率以及表面層的加工質量等密切相關。傳統的氣缸網紋制造常采用珩磨工藝，將內壁表面加工成深溝槽與小平臺均勻相間的交叉網紋表面，如專利號200610039632.4所揭示的“交變旋轉方向珩磨氣缸套平臺網紋技術”，采用粗珩、半精珩、精珩獲得最終的網紋結構，這種方法采用機械加工模式，制造工藝復雜，加工成本很高，且網紋的均勻性差，很難調整網絡的疏密以及網紋的夾角。

發明內容

本發明的目的為克服上述現有技術的不足而提出一種汽車發動機氣缸套內壁網紋加工方法，以提高氣缸套內壁網紋加工過程的靈活度和網紋的質量，降低加工成本。本發明同時還提出一種實現該加工方法的裝置。

本發明的汽車發動機氣缸套內壁網紋加工方法采用的技術方案是包括如下步驟：（1）PC機發送控制命令，通過微控制器控制伺服電機驅動模塊，再由伺服電機驅動模塊控制升降伺服電機運動，升降伺服電機依次通過驅動輪、同步帶、驅動輪帶動推動桿作縱向直線運動，間接帶動激光槍頭在氣缸套中升降；光柵尺通過檢測推動桿的上下位置從而檢測到激光槍頭在氣缸套中的縱向位置，當光柵尺檢測到激光槍頭位于氣缸套的縱向零位Y?208的位置時，PC機控制升降伺服電機停止運動；（2）PC機根據光柵尺的反饋脈沖數，控制升降伺服電機以給定的速度、移動V1距離，同時控制旋轉伺服電機旋轉；（3）PC機發送“偏移量、N分頻數、N分頻脈沖數、N+1分頻脈沖數、總脈沖數、重復次數”命令給微控制器；（3）微控制器通過旋轉編碼器檢測到激光槍頭位于氣缸套的橫向零位X?；（4）由旋轉編碼器反饋的脈沖數，微控制器控制激光槍頭在氣缸套內壁的橫向偏移Z1或Z2距離處動作；（5）激光沖擊氣缸套的內壁表面，微造網紋點；（6）微控制器比較旋轉編碼器反饋的脈沖數與N分頻脈沖數，若相等，則控制激光槍頭橫向移動D1距離后動作；（7）微控制器判斷激光槍頭是否到橫向零位X，若沒有到，則循環往復步驟（5）與步驟（6）；否則進行下一步；（8）微控制器判斷重復次數是否到，若沒有到，則循環往復步驟（3）至步驟（7）；否則進行下一步；（9）PC機發送“升降速度與距離”命令，微控制器根據光柵尺的反饋脈沖數，控制升降伺服電機以PC機給定的速度縱向移動V2距離后停止；（10）判斷是否到縱向終點，沒有到則重復步驟（3）至步驟（9），否則結束。

本發明的汽車發動機氣缸套內壁網紋加工裝置采用的技術方案是：具有一伸于汽車發動機的氣缸套內腔中的激光槍頭，該激光槍頭上端固接旋轉伺服電機且旋轉伺服電機固接升降平臺下面，旋轉伺服電機旁設有光電編碼器，升降平臺上面縱向固接推動桿下端，推動桿外套一個與其以內、外螺紋連接相配的驅動輪，推動桿上端的側旁設置光柵尺；驅動輪相對位置設置另一驅動輪，兩驅動輪間連接同步帶，另一驅動輪固接升降伺服電機，升降伺服電機和旋轉伺服電機分別串接伺服電機驅動模塊，伺服電機驅動模塊串聯微控制器，在微控制器和光電編碼器之間串接四倍頻電路；微控制器分別串接光柵尺、激光槍頭和PC機。

本發明具有的有益效果是：1、以激光微造型工藝取代珩磨工藝，重復性好，精度高，網紋均勻，且加工成本低廉，易于操作。2、本發明采用了光電編碼器及其四倍頻電路，檢測精度高，對激光槍頭的重復運動極好的應用效果。3、本發明采用PC機與MCU組合控制方案，操作簡單，網紋的偏斜度與夾角、網紋的疏密由PC機計算實現，調整方便。

附圖說明

圖1是本發明加工裝置的結構及工作原理示意圖；

圖2是本發明氣缸網紋加工的剖面示意圖；

圖3是本發明加工方法流程圖；