一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺制造技术

本发明专利技术揭示了一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，其包括以下步骤：1)制芯：采用铸造工艺制作出四个缸筒主芯、外壳芯以及配套芯，其中，所述外壳芯包括进气壳芯、排气壳芯、风扇侧板以及飞轮侧板，所述配套芯包括水套芯、水道芯、枕芯、第一油道、第二油道、凸轮；2)去毛边检查；3)将四个缸筒主芯组装形成主体芯；4)将水套芯、水道芯、枕芯按照设计结构组装在一起形成第一组配套芯；5)将第一油道装配在排气壳芯上、第二油道装配在风扇侧板上；6)砂芯泡涂烘烤；8)砂芯组芯准备、配套芯装配以及外壳芯装配。本发明专利技术可保障装配在一起的所有砂芯的位置精度在设计要求误差范围内，能够有效的保障缸体成型的尺寸精度。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺
本专利技术属于缸体组芯工艺
，特别是涉及一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺。
技术介绍
汽车气缸体是发动机的主体，它将各个气缸和曲轴箱连成一体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。气缸体上部是并列的气缸筒，目前多镶有气缸套；气缸体的下部是曲轴箱，用来安装曲轴，其外部还可安装发电机、发动机支架等各种附件。气缸体大多用铸铁或铝合金铸造而成。在铸造成型前，需要先制作砂芯，由于气缸体整体体积较大，重量重，且结构复杂，其砂芯需要分模块单独制芯，然后将其组装在一起形成一个整体的砂型，然后再进行铸造成型。汽车工业发展进步迅速对于发动机部分近年来多朝向高功率、一体化成形的结构发展，这些汽车发动机的改良也影响农用发动机的设计理念，将传统水腔、飞轮壳等结构转移至发动机的缸体上，这使铸造成形的缸体增加许多需要使用砂芯的结构。结构复杂度增加除了砂芯重量变得更重以外，还增加组装精度的困难，使用既有的组装工艺设计已无法满足砂芯组的精度要求。因此，有必要提供一种新的发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，可保障装配在一起的所有砂芯的位置精度在设计要求误差范围内，能够有效的保障缸体成型的尺寸精度。本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，其包括以下步骤：1)制芯：采用铸造工艺制作出四个缸筒主芯、外壳芯以及配套芯，其中，所述外壳芯包括进气壳芯、排气壳芯、风扇侧板以及飞轮侧板，所述配套芯包括水套芯、水道芯、枕芯、第一油道、第二油道、凸轮；2)去毛边检查：对缸筒主芯、所述外壳芯与所述配套芯进行去毛边，并检查砂芯质量；3)主体芯组芯：将四个缸筒主芯放置在第一组芯治具上，在所述第一组芯治具上将四个缸筒主芯并拢，形成尺寸精度误差在0.5mm以内的迭芯，再以一对第一螺杆穿过四个缸筒主芯的瓦座中心进行紧固，组装形成主体芯，并用检具检测其装配尺寸精度；4)第一组配套芯组芯：将水套芯、水道芯、枕芯按照设计结构组装在一起形成第一组配套芯，并用检具检测装配精度，且控制在0.5mm以内；5)第二组配套芯组芯：将第一油道装配在排气壳芯上，将第二油道装配在风扇侧板上；6)主体芯泡涂烘烤：用吊具将主体芯转移至药水池中进行泡涂，完成后将其放置到托盘上送入表干炉进行烘烤；7)其他砂芯泡涂烘烤：分布将所述外壳芯与所述配套芯转移至药水池中进行泡涂，完成后将其放置到托盘上送入表干炉进行烘烤；8)砂芯组芯准备：将烘烤后的主体芯、所述外壳芯以及所述配套芯转移至一第二组芯治具上，其中，所述第二组芯治具包括中间支撑平台、围绕在所述中间支撑平台四周的且可水平靠拢或分离的第一外壳芯支撑单元、第二外壳芯支撑单元、第三外壳芯支撑单元以及第四外壳芯支撑单元；主体芯放置在所述中间支撑平台上，进气壳芯放置在所述第一外壳芯支撑单元上，装配有第一油道的排气壳芯放置在与所述第一外壳芯支撑单元相对分布的所述第三外壳芯支撑单元上，装配有第二油道的风扇侧板放置在所述第二外壳芯支撑单元上，飞轮侧板放置在与所述第二外壳芯支撑单元相对分布的所述第四外壳芯支撑单元上；凸轮、所述第一组配套芯放置在所述第二组芯治具的工作台上；9)配套芯装配：通过水套芯与缸筒主芯的配合，将所述第一组配套芯整体装配到主体芯上，且将凸轮装配在主体芯上；10)外壳芯装配：利用驱动件驱动所述第一外壳芯支撑单元、所述第二外壳芯支撑单元、所述第三外壳芯支撑单元以及所述第四外壳芯支撑单元向所述中间支撑平台靠拢，将四个外壳芯与主体芯装配在一起，然后以一对第二螺杆从进气壳芯与排气壳芯的外侧将四个外壳芯紧固在一起；所述第一螺杆的两端伸入至风扇侧板和飞轮侧板中，并用螺母将风扇侧板和飞轮侧板锁紧在所述第一螺杆上，完成组芯整体。进一步的，所述步骤2)与所述步骤3)中，采用多轴机器人将缸筒主芯从冷芯机中取出放置到一支撑治具上，进行去毛边，然后又由所述多轴机器人将其从所述支撑治具上夹取放置到所述第一组芯治具上进行主体芯组芯。进一步的，所述多轴机器人的活动末端设置有缸筒夹具，所述缸筒夹具包括固定在所述多轴机器人活动末端的支架、固定在所述支架上的夹持单元；所述夹持单元包括固定在所述支架上的固定夹板、位于所述固定夹板相对侧的活动夹板、驱动所述活动夹板水平移动与所述固定夹板配合实现夹持与张开动作的第一气缸，所述固定夹板与所述活动夹板上均设置有与缸筒主芯上的孔配合定位的定位柱。进一步的，所述第一组芯治具包括固定支撑治具、一对第一滑轨、可滑动的设置在所述第一滑轨上且位于所述固定支撑治具两侧的第一活动支撑治具与第二活动支撑治具、位于所述第二活动支撑治具与所述固定支撑治具之间的第三活动支撑治具、驱动所述第一活动支撑治具水平移动的第二气缸、以及驱动所述第二活动支撑治具水平移动的第三气缸；四个缸筒主芯被分别放置到所述第一活动支撑治具、所述固定支撑治具、所述第三活动支撑治具、以及所述第二活动支撑治具上，然后启动所述第二气缸与所述第三气缸，驱动所述第一活动支撑治具、所述第二活动支撑治具朝所述固定支撑治具靠拢，同时所述第二活动支撑治具推动所述第三活动支撑治具向所述第三活动支撑治具，从而将四个缸筒主芯组装在一起。进一步的，所述第一组芯治具还包括在缸筒主芯放入时限定所述第一活动支撑治具、所述第二活动支撑治具、所述第三活动支撑治具的水平自由度的定位模组。进一步的，所述步骤4)中，在组装所述第一组配套芯时，枕芯的底面朝上放置在一治具上，所述枕芯底面上设置有若干安装孔，水套芯、水道芯通过设置有若干插入所述安装孔内的定位柱实现与枕芯的精准装配；在将所述第一组配套芯装配在主体芯上时，用吊具吊起所述第一组配套芯，然后翻转180°将其装配在主体芯上。进一步的，所述中间支撑平台上设置有四组定位结构，分别对四个缸筒主芯进行精准定位。进一步的，所述第一外壳芯支撑单元与所述第三外壳芯支撑单元均包括第四气缸、一对第二滑轨、受所述第四气缸驱动在所述第二滑轨上滑动的第一活动板、设置在所述第一活动板上的且对进气壳芯或排气壳芯下部提供支撑定位的第一支撑定位单元、设置在所述第一活动板上且对进气壳芯或排气壳芯的外侧立表面进行限位支撑的第二支撑定位单元；所述第一支撑定位单元与所述第二支撑定位单元的支撑作用力均匀的分布在进气壳芯与排气壳芯的外侧表面下部、中部以及上部。进一步的，还包括步骤11)脱模：采用吊具将所述组芯整体从所述第二组芯治具中取出。进一步的，所述第二支撑定位单元上设置有一可取出的活动限位支撑模组，所述活动限位支撑模组提供的支撑作用力对应于进气壳芯或排气壳芯的外立面上部；在进行所述步骤11)脱模前，将所述第二支撑定位单元上的活动限位支撑模组取出，再用吊具将所述组芯整体取出。进一步的，所述第二外壳芯支撑单元与所述第四外壳芯支撑单元均包括第五气缸、一对第三滑轨、受所述第五气缸驱动在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，其特征在于：其包括以下步骤：/n1)制芯：采用铸造工艺制作出四个缸筒主芯、外壳芯以及配套芯，其中，所述外壳芯包括进气壳芯、排气壳芯、风扇侧板以及飞轮侧板，所述配套芯包括水套芯、水道芯、枕芯、第一油道、第二油道、凸轮；/n2)去毛边检查：对缸筒主芯、所述外壳芯与所述配套芯进行去毛边，并检查砂芯质量；/n3)主体芯组芯：将四个缸筒主芯放置在第一组芯治具上，在所述第一组芯治具上将四个缸筒主芯并拢，形成尺寸精度误差在0.5mm以内的迭芯，再以一对第一螺杆穿过四个缸筒主芯的瓦座中心进行紧固，组装形成主体芯，并用检具检测其装配尺寸精度；/n4)第一组配套芯组芯：将水套芯、水道芯、枕芯按照设计结构组装在一起形成第一组配套芯，并用检具检测装配精度，且控制在0.5mm以内；/n5)第二组配套芯组芯：将第一油道装配在排气壳芯上，将第二油道装配在风扇侧板上；/n6)主体芯泡涂烘烤：用吊具将主体芯转移至药水池中进行泡涂，完成后将其放置到托盘上送入表干炉进行烘烤；/n7)其他砂芯泡涂烘烤：分布将所述外壳芯与所述配套芯转移至药水池中进行泡涂，完成后将其放置到托盘上送入表干炉进行烘烤；/n8)砂芯组芯准备：将烘烤后的主体芯、所述外壳芯以及所述配套芯转移至一第二组芯治具上，其中，所述第二组芯治具包括中间支撑平台、围绕在所述中间支撑平台四周的且可水平靠拢或分离的第一外壳芯支撑单元、第二外壳芯支撑单元、第三外壳芯支撑单元以及第四外壳芯支撑单元；主体芯放置在所述中间支撑平台上，进气壳芯放置在所述第一外壳芯支撑单元上，装配有第一油道的排气壳芯放置在与所述第一外壳芯支撑单元相对分布的所述第三外壳芯支撑单元上，装配有第二油道的风扇侧板放置在所述第二外壳芯支撑单元上，飞轮侧板放置在与所述第二外壳芯支撑单元相对分布的所述第四外壳芯支撑单元上；凸轮、所述第一组配套芯放置在所述第二组芯治具的工作台上；/n9)配套芯装配：通过水套芯与缸筒主芯的配合，将所述第一组配套芯整体装配到主体芯上，且将凸轮装配在主体芯上；/n10)外壳芯装配：利用驱动件驱动所述第一外壳芯支撑单元、所述第二外壳芯支撑单元、所述第三外壳芯支撑单元以及所述第四外壳芯支撑单元向所述中间支撑平台靠拢，将四个外壳芯与主体芯装配在一起，然后以一对第二螺杆从进气壳芯与排气壳芯的外侧将四个外壳芯紧固在一起；所述第一螺杆的两端伸入至风扇侧板和飞轮侧板中，并用螺母将风扇侧板和飞轮侧板锁紧在所述第一螺杆上，完成组芯整体。/n...

【技术特征摘要】
1.一种发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
1)制芯：采用铸造工艺制作出四个缸筒主芯、外壳芯以及配套芯，其中，所述外壳芯包括进气壳芯、排气壳芯、风扇侧板以及飞轮侧板，所述配套芯包括水套芯、水道芯、枕芯、第一油道、第二油道、凸轮；
2)去毛边检查：对缸筒主芯、所述外壳芯与所述配套芯进行去毛边，并检查砂芯质量；
3)主体芯组芯：将四个缸筒主芯放置在第一组芯治具上，在所述第一组芯治具上将四个缸筒主芯并拢，形成尺寸精度误差在0.5mm以内的迭芯，再以一对第一螺杆穿过四个缸筒主芯的瓦座中心进行紧固，组装形成主体芯，并用检具检测其装配尺寸精度；
4)第一组配套芯组芯：将水套芯、水道芯、枕芯按照设计结构组装在一起形成第一组配套芯，并用检具检测装配精度，且控制在0.5mm以内；
5)第二组配套芯组芯：将第一油道装配在排气壳芯上，将第二油道装配在风扇侧板上；
6)主体芯泡涂烘烤：用吊具将主体芯转移至药水池中进行泡涂，完成后将其放置到托盘上送入表干炉进行烘烤；
7)其他砂芯泡涂烘烤：分布将所述外壳芯与所述配套芯转移至药水池中进行泡涂，完成后将其放置到托盘上送入表干炉进行烘烤；
8)砂芯组芯准备：将烘烤后的主体芯、所述外壳芯以及所述配套芯转移至一第二组芯治具上，其中，所述第二组芯治具包括中间支撑平台、围绕在所述中间支撑平台四周的且可水平靠拢或分离的第一外壳芯支撑单元、第二外壳芯支撑单元、第三外壳芯支撑单元以及第四外壳芯支撑单元；主体芯放置在所述中间支撑平台上，进气壳芯放置在所述第一外壳芯支撑单元上，装配有第一油道的排气壳芯放置在与所述第一外壳芯支撑单元相对分布的所述第三外壳芯支撑单元上，装配有第二油道的风扇侧板放置在所述第二外壳芯支撑单元上，飞轮侧板放置在与所述第二外壳芯支撑单元相对分布的所述第四外壳芯支撑单元上；凸轮、所述第一组配套芯放置在所述第二组芯治具的工作台上；
9)配套芯装配：通过水套芯与缸筒主芯的配合，将所述第一组配套芯整体装配到主体芯上，且将凸轮装配在主体芯上；
10)外壳芯装配：利用驱动件驱动所述第一外壳芯支撑单元、所述第二外壳芯支撑单元、所述第三外壳芯支撑单元以及所述第四外壳芯支撑单元向所述中间支撑平台靠拢，将四个外壳芯与主体芯装配在一起，然后以一对第二螺杆从进气壳芯与排气壳芯的外侧将四个外壳芯紧固在一起；所述第一螺杆的两端伸入至风扇侧板和飞轮侧板中，并用螺母将风扇侧板和飞轮侧板锁紧在所述第一螺杆上，完成组芯整体。


2.如权利要求1所述的发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，其特征在于：所述步骤2)与所述步骤3)中，采用多轴机器人将缸筒主芯从冷芯机中取出放置到一支撑治具上，进行去毛边，然后又由所述多轴机器人将其从所述支撑治具上夹取放置到所述第一组芯治具上进行主体芯组芯。


3.如权利要求2所述的发动机四缸缸体全壳芯高精度组芯工艺，其特征在于：所述多轴机器人的活动末端设置有缸筒夹具，所述缸筒夹具包括固定在所述多轴机器人活动末端的支架、固定在所述支架上的夹持单元；所述夹持单元包括固定在所述支架上的固定夹板、位于所述固定夹板相对侧的活动夹板、驱动所述活动夹板水平移动与所述固定夹板配合实现夹持与张开动作的第一气缸，所述固定夹板与所述活动夹板上均设置有与缸筒主芯上的孔配合定位的定位柱。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赖正伟，
申请(专利权)人：苏州勤堡精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32