專利名稱：集成鋁合金箱體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽油機和柴油機的通用箱體結(jié)構，具體涉及一種集成鋁合金箱體。
背景技術：
傳統(tǒng)的汽油機和柴油機的箱體結(jié)構基本上都是由缸體、缸頭、缸蓋三種零件構成部裝件，并用定位銷、螺栓、密封墊等將其組裝在一起，組合成“多材料”構成的箱體結(jié)構。主要是因為以前模具制造、鑄件鑄造及機械制造水平不足，使得所述汽油機或柴油機的箱體在加工過程中，具有很多缺點，比如1、因為曲軸缸體、缸頭、缸蓋為分別制造，然后再通過機械組裝使用，使得材料成本、制造成本和裝配成本偏高，且整體重量較大。2、傳統(tǒng)的缸體中鑄有鑄鐵缸套，這樣發(fā)動機缸體由鋁合金和鑄鐵兩種材料構成， 鋁合金和鑄鐵的熱膨脹系數(shù)差異大，發(fā)動機在開始工作后缸孔容易出現(xiàn)橢圓變形，影響發(fā)動機性能和排放。3、傳統(tǒng)的鑄鐵缸套采用離心鑄造工藝生產(chǎn)，能耗高、環(huán)境污染嚴重，合格率低；且含缸套的缸孔需經(jīng)過粗、精珩磨后才能使用，而粗、精珩磨缸孔的珩磨液很臟，外排污染環(huán)
^Mi ο4、由于缸體的缸孔為盲孔，珩磨后缸孔錐度大，活塞與缸孔密封效果差，嚴重影響發(fā)動機性能和排放。5、缸體出現(xiàn)工、料廢后，鑄鐵缸套按廢鐵處理，增加了大量的不良成本。綜上所述，隨著制造水平的日益提高，加上目前客戶對發(fā)動機“節(jié)能減排”的需求， 因此有必要對前述箱體作進一步的改進，來滿足客戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術中的不足之處，本發(fā)明旨在提供一種集成鋁合金箱體，通過對箱體的結(jié)構、生產(chǎn)工藝等方面的進一步改進，來達到汽油機和柴油機發(fā)動機“節(jié)能減排”的效果。本發(fā)明的技術方案一種集成鋁合金箱體，包括缸體、缸頭、缸蓋和曲軸箱，其中， 所述缸體、缸頭、缸蓋和曲軸箱由鋁合金材料一體壓鑄成型。進一步的，所述缸頭上具有進氣口和排氣口，其分別連接至所述缸體內(nèi)的缸孔，所述進氣口和排氣口在缸孔的連接部位均為一倒錐孔，該倒錐孔的大端位于缸孔的端面上， 在所述缸蓋上對應所述倒錐孔的位置設置有氣門推桿通道。在所述氣門推桿通道內(nèi)設置有襯套。所述缸孔外壁上設置有條形進澆道，該條形進澆道與設于缸孔外壁的散熱片相交設置。所述排氣口外壁設置有加強筋。
所述缸孔經(jīng)過鏜削后再擠壓缸孔內(nèi)表面成型。所述曲軸箱以斜剖形式成型，在該曲軸箱內(nèi)具有曲軸孔和凸輪軸孔，在該曲軸箱的斜剖結(jié)合面上具有定位銷孔和安裝孔，所述曲軸孔、凸輪軸孔、定位銷孔及安裝孔通過四軸聯(lián)動精密數(shù)控加工中心加工成型。所述箱體毛坯表面進行噴丸處理、無色鈍化處理，機加工后浸滲處理、人工時效處理，使得其硬度為90HBS 110HBS。本發(fā)明的有益效果1、將曲軸箱、缸體、缸頭和缸蓋集合成整體鋁合金缸體，節(jié)省了中間連接件，同時，鋁合金材料節(jié)省成本觀％，而制造、組裝成本降低，綜合得出材料成本和制造成本節(jié)約了 35%左右；由于整個箱體采用鋁合金材質(zhì)，使得較之同類機型，本箱體重量降低了 23%左右。2、取消了鑄鐵缸套，節(jié)省了外購缸套成本；在缸孔外壁上設置條形進澆道，加長了鑄造進澆口，確保缸孔表面組織致密、無氣縮孔產(chǎn)生；且該條形進澆道與缸孔外的散熱片相交設置，該條形進澆道也起到了加強筋的作用，同時，在排氣孔外壁增加條形加強筋，防止發(fā)動機工作狀態(tài)下缸孔的變形。3、采用先鏜削后擠壓缸孔表面工藝來加工缸孔，取代了傳統(tǒng)的采用珩磨方式加工缸孔的工藝，避免了因珩磨加工而產(chǎn)生的珩磨液污染環(huán)境。4、缸孔經(jīng)鏜削和擠壓后，孔徑大小非常穩(wěn)定，圓度小，表面粗糙度低；活塞、活塞環(huán)在缸孔內(nèi)持續(xù)往復移動時，因密封性好，燃燒室內(nèi)的廢氣不易串入機油腔內(nèi)，發(fā)動機持續(xù)工作時溫升低，油耗低，廢氣排放少，起動性能好。5、因取消了鑄鐵缸套，所有的工廢、料廢品能全部回收再次使用。綜上所述，本發(fā)明設計新穎，采用新結(jié)構及新的制造工藝，使得本箱體結(jié)構達到 “節(jié)能減排”的要求，且制造及裝配成本降低，因此，適宜推廣。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖；圖2為圖1的后視圖；圖3為圖1的俯視圖；圖4為圖1中箱體的曲軸箱內(nèi)部結(jié)構示意圖；圖5為圖1中箱體的曲軸箱內(nèi)部另一狀態(tài)結(jié)構示意圖；圖6為圖1中沿B-B線的剖視圖；圖7為圖2中沿C-C線的剖視圖；圖8為圖3中沿D-D線的剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例及附圖來進一步詳細說明本發(fā)明。參見圖1至圖8，所述集成鋁合金箱體包括缸體1、缸頭2、缸蓋3和曲軸箱10，其中所述缸體1、缸頭2、缸蓋3和所述曲軸箱10由鋁合金材料一體壓鑄成型。本發(fā)明中的缸頭2上具有進氣口 9和排氣口 8，該進氣口 9與排氣口 8處于缸頭 2上同一水平線上，其進氣法蘭端面與排氣法蘭端面相互平行，同時該兩端面的平面度要求不低于0.15。所述進氣口 9和排氣口 8分別連接至所述缸體1內(nèi)的缸孔30，使得由進氣口 9和排氣口 8通過連接管與缸孔30內(nèi)的汽油機化油器相連通，所述進氣口 9和排氣口 8在缸孔30的連接部位均為一倒錐孔91、81，該倒錐孔91、81的大端位于所述缸孔30的底端面上，該倒錐孔91、81主要是為了與氣門座配合，通過氣門座分別與倒錐孔91、81之間的封閉和開啟，來實現(xiàn)進氣口 9和排氣口 8中的氣體斷開和流通。在所述缸蓋3上對應所述倒錐孔91、81的位置設置有氣門推桿通道92、82，主要是為了與氣門座連接的氣門推桿在其內(nèi)上下滑動。為了防止氣門推桿通道92、82的內(nèi)壁磨損導致氣密性問題，在該氣門推桿通道 92,82內(nèi)設置有襯套83，例如圖8所示。也防止了氣門推桿通道92、82的磨損而導致整個箱體的報廢，當襯套83遭磨損后，只需更換該襯套83即可，節(jié)約了維修成本。參見圖1，在所述缸孔30外壁上設置有條形進澆道21，該條形進澆道21與設于缸孔30外壁的散熱片20相交設置。所述條形進澆道21主要是為了方便在壓鑄成型時，通過加長進澆口，保證壓鑄時毛坯的良好物理性能，確保缸孔30表面組織致密、無氣縮孔產(chǎn)生； 當壓鑄成型后，該條形進澆道21可以作為加強筋的作用，增加缸孔30強度，避免在實際工作時缸孔30發(fā)生變形而影響整個箱體，甚至整個發(fā)動機的使用性能和使用壽命。當然，對于所述條形進澆道21的形狀并不一定限定于條形，也可以為其它的形狀，只要其能達到相同的作用效果即可。另外，在所述排氣口 8外壁設置有加強筋84，該加強筋84為條形或繞排氣口 8外壁一周，其主要作用也是為了減小發(fā)動機工作狀態(tài)下所述缸孔30的變形，同時也附帶具有散熱的效果。對于缸孔30的加工，本箱體通過將所述缸孔30進行鏜削后再擠壓缸孔30內(nèi)表面而成型。具體地，在機加缸孔30時，將一體壓鑄成型的集成鋁合金箱體毛坯的缸孔30經(jīng)鏜削加工并留余量，然后擠壓缸孔30內(nèi)表面使其達到缸孔30的尺寸要求。這樣的加工工藝的好處是不需要進行珩磨，進而不需要使用珩磨液，避免了因珩磨而使用珩磨液導致的污染環(huán)境的問題。同時，因缸孔經(jīng)鏜削和擠壓后，孔徑大小非常穩(wěn)定，圓度小，表面粗糙度低； 裝配后的活塞、活塞環(huán)在缸孔內(nèi)持續(xù)往復移動時，因密封性好，燃燒室內(nèi)的廢氣不容易串入到機油腔，發(fā)動機持續(xù)工作時溫升低，油耗低，廢氣排放少，起動性能好。如圖1至圖8所示，所述曲軸箱10以斜剖形式成型，在該曲軸箱10內(nèi)具有曲軸孔 5和凸輪軸孔4，在該曲軸箱10的斜剖結(jié)合面上具有定位銷孔7和安裝孔6，所述曲軸孔5、 凸輪軸孔4、定位銷孔7及安裝孔6通過四軸聯(lián)動精密數(shù)控加工中心加工成型。即選定同一基準面定位，通過四軸聯(lián)動精密數(shù)控加工中心同時加工所述曲軸孔5、凸輪軸孔4、定位銷孔7及安裝孔6，使得其之間的相對位置精度較高，確保產(chǎn)品性能，以達到用戶的使用需求。最后，在所述箱體毛坯表面進行噴丸處理、無色鈍化處理，機加工后浸滲處理、人工時效處理，使得其硬度為90HBS 110HBS。要求最終產(chǎn)品的箱體不允許有氣孔、縮孔、疏松、夾渣、裂紋、冷隔、欠鑄等鑄造缺陷，散熱片不得翹曲；同時，不加工表面應平整光滑，圓角部分應圓滑過渡，過渡圓角為R0. 5 Rl. 5，拔模斜度平均為1. 5°。加強筋84、條形進澆道21、散熱片20分別與箱體的倒角為R3，所有螺栓凸臺底部倒角為R3，所有螺栓凸臺頂部倒角為R1。所述進氣口 9、排氣口 8的氣道應光潔圓滑，進、排氣道形狀正確，表面光滑，尤其為進氣法蘭面與排氣法蘭面的表面應光滑。本發(fā)明的集成率合計箱體與曲軸箱蓋合箱后，其外沿超差相互不超過0. 5mm。箱體應在0. 15MPa 0. 20MPa氣壓下做氣密性試驗，介質(zhì)為水，保壓1 后不允許有泄漏。
以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在具體實施方式
以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種集成鋁合金箱體，包括缸體、缸頭和缸蓋，其特征在于所述缸體、缸頭和缸蓋一體成型。
2.根據(jù)權利要求1所述的集成鋁合金箱體，其特征在于還包括有曲軸箱，所述缸體、 缸頭、缸蓋與該曲軸箱一體成型。
3.根據(jù)權利要求2所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述缸體、缸頭、缸蓋與曲軸箱由鋁合金材料一體壓鑄成型。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述缸頭上具有進氣口和排氣口，其分別連接至所述缸體內(nèi)的缸孔，所述進氣口和排氣口在缸孔的連接部位均為一倒錐孔，該倒錐孔的大端位于缸孔的端面上，在所述缸蓋上對應所述倒錐孔的位置設置有氣門推桿通道。
5.根據(jù)權利要求4所述的集成鋁合金箱體，其特征在于在所述氣門推桿通道內(nèi)設置有襯套。
6.根據(jù)權利要求4所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述缸孔外壁上設置有條形進澆道，該條形進澆道與設于缸孔外壁的散熱片相交設置。
7.根據(jù)權利要求4所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述排氣口外壁設置有加強筋。
8.根據(jù)權利要求4所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述缸孔經(jīng)過鏜削后再擠壓缸孔內(nèi)表面成型。
9.根據(jù)權利要求2或3所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述曲軸箱以斜剖形式成型，在該曲軸箱內(nèi)具有曲軸孔和凸輪軸孔，在該曲軸箱的斜剖結(jié)合面上具有定位銷孔和安裝孔，所述曲軸孔、凸輪軸孔、定位銷孔及安裝孔通過四軸聯(lián)動精密數(shù)控加工中心加工成型。
10.根據(jù)權利要求1或2或3所述的集成鋁合金箱體，其特征在于所述箱體毛坯表面進行噴丸處理、無色鈍化處理，機加工后浸滲處理、人工時效處理，使得其硬度為90HBS 11OHBS。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽油機和柴油機的通用箱體結(jié)構，具體涉及一種集成鋁合金箱體，其包括缸體、缸頭、缸蓋和曲軸箱，其中，所述缸體、缸頭、缸蓋和曲軸箱由鋁合金材料一體壓鑄成型；進一步的，所述缸頭上具有進氣口和排氣口，其分別連接至所述缸體內(nèi)的缸孔，所述進氣口和排氣口在缸孔的連接部位均為一倒錐孔，該倒錐孔的大端位于缸孔的端面上，在所述缸蓋上對應所述倒錐孔的位置設置有氣門推桿通道；在所述氣門推桿通道內(nèi)設置有襯套所述缸孔外壁上設置有條形進澆道，該條形進澆道與設于缸孔外壁的散熱片相交設置所述排氣口外壁設置有加強筋。本發(fā)明設計新穎，采用新結(jié)構及新的制造工藝，達到“節(jié)能減排”的要求，且制造及裝配成本降低。
文檔編號F02F1/24GK102562353SQ201210059918
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2012年3月8日
發(fā)明者丁吉全, 殷清文 申請人:重慶三華工業(yè)有限公司