一種無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，具體涉及一種無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及其加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的作用是:支撐曲柄連桿活塞機(jī)構(gòu);與活塞、活塞環(huán)一起密封氣缸內(nèi)氣體。因活塞在氣缸孔內(nèi)做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞和活塞環(huán)與氣缸壁相互摩擦，所以氣缸壁要有較高的硬度和良好的耐磨損性能，因此傳統(tǒng)鋁合金缸體內(nèi)均鑲嵌有缸套。
[0003]為了滿足越來越嚴(yán)苛的油耗法規(guī)要求，小型化、輕量化、低摩擦已成為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的發(fā)展趨勢，而傳統(tǒng)帶缸套的鋁合金缸體在這幾方面均受到了限制，例如:公開號(hào)為CNl 01539064A的中國專利公開了一種無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱，其是通過改變氣缸體的鋁合金成分，提高氣缸體的機(jī)械性能使之滿足硬度和耐磨損的要求，缺點(diǎn)是成本增加較多；公布號(hào)為CN103572194A的中國專利公開了一種內(nèi)燃機(jī)氣缸套內(nèi)表面耐磨涂層的塑變壓力加工方法，其未取消缸套結(jié)構(gòu)，無法滿足小型化、輕量化的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體及其加工方法，該無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體能夠滿足小型化、輕量化、低摩擦的要求。
本發(fā)明所述的一種無缸套招合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，包括由招合金材料制成的缸體，所述缸體上具有與活塞配合的缸孔;所述缸孔的側(cè)壁上分布有第一螺旋溝槽，所述第一螺旋溝槽的一個(gè)側(cè)壁向所述第一螺旋槽的上方彎曲以形成第一倒鉤結(jié)構(gòu)，所述第一倒鉤結(jié)構(gòu)部分地懸于所述第一螺旋槽之上;所述缸孔的側(cè)壁上分布有第二螺旋溝槽，所述第二螺旋溝槽的一個(gè)側(cè)壁向所述第二螺旋槽的上方彎曲以形成第二倒鉤結(jié)構(gòu)，所述第二倒鉤結(jié)構(gòu)部分地懸于所述第二螺旋槽之上，所述第一螺旋溝槽與所述第二螺旋溝槽反向相交;在所述缸孔的側(cè)壁上具有硬度比所述缸體的硬度大的合金涂層，并且在所述第一螺旋槽和所述第二螺旋槽內(nèi)也具有所述合金涂層，以增加所述合金涂層與所述缸孔的側(cè)壁的附著力。
[0005]進(jìn)一步，所述第一倒鉤結(jié)構(gòu)高0.05-0.08mm,間距為0.08-0.125mm，傾斜角度為40-55° ；所述第二倒鉤結(jié)構(gòu)高0.05-0.08mm，間距為0.08-0.125mm，傾斜角度為40-55°。
[0006]進(jìn)一步，所述合金涂層的表面具有珩磨紋路和由噴涂空隙形成的凹坑。
[0007]進(jìn)一步，所述合金涂層由鐵基合金材料制成。
[0008]進(jìn)一步，所述合金涂層的厚度為0.1-0.3mm。
[0009]本發(fā)明還提出一種無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的加工方法，包括:
步驟一、利用成型刀具，沿缸孔的軸向拉削，同時(shí)沿缸孔的周向旋轉(zhuǎn)，在缸孔的側(cè)壁上加工出第一螺旋溝槽，同時(shí)形成第一倒鉤結(jié)構(gòu)；
步驟二、運(yùn)用與步驟一中相同的方法在缸孔的側(cè)壁上加工出與第一螺旋溝槽反向且相交的第二螺旋溝槽，同時(shí)形成第二倒鉤結(jié)構(gòu)；
步驟三、將熔融狀態(tài)下的合金材料噴射到第一螺旋溝槽內(nèi)、第二螺旋溝槽內(nèi)以及缸孔的側(cè)壁上，以形成合金涂層，上述合金材料選用成型后硬度比所述缸體的硬度大的材料；步驟四、對合金涂層進(jìn)行鏜削、珩磨加工，且珩磨后合金涂層的表面具有珩磨紋路和由噴涂空隙形成的凹坑。
[0010]進(jìn)一步，所述合金材料為鐵基合金材料。
[0011 ] 進(jìn)一步，步驟三中形成的合金涂層的厚度為0.6-0.8mm。
[0012]進(jìn)一步，步驟四中珩磨后的合金涂層的厚度為0.1 -0.3mm。
[0013]本發(fā)明取消了缸套結(jié)構(gòu)，在缸孔的側(cè)壁加工出特有的第一螺旋溝槽和第二螺旋溝槽，再噴涂合金涂層，能夠使缸體更加小型化、輕量化、低摩擦、傳熱效果好，并能達(dá)到降低缸體制造和維修成本的目的，同時(shí)其合金涂層的硬度較鑄鐵缸套的硬度更高，能夠與活塞有效配合同時(shí)更耐磨損;設(shè)有第一倒鉤結(jié)構(gòu)和第二倒鉤使合金涂層與缸孔的側(cè)壁的結(jié)合非常牢靠;合金涂層的表面具有珩磨紋路和由噴涂空隙形成的凹坑，能夠增強(qiáng)儲(chǔ)油效果，從而能夠降低活塞與缸孔的側(cè)壁的摩擦系數(shù)，減小摩損。本發(fā)明所述的加工方法的優(yōu)點(diǎn)是第一螺旋溝槽和第二螺旋溝槽加工方式單一，并且能夠在加工第一螺旋溝槽的同時(shí)形成第一倒鉤結(jié)構(gòu)，在加工第二螺旋溝槽的同時(shí)形成第二倒鉤結(jié)構(gòu)，具有工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，加工出的第一倒鉤結(jié)構(gòu)和第二倒鉤結(jié)構(gòu)分布均勻，與合金涂層的結(jié)合力更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0014]圖1為合金涂層與第一螺旋溝槽的配合示意圖。
[0015]圖中:I一缸體;2—第一倒鉤結(jié)構(gòu);3—合金涂層;4一表面;5—第一螺旋溝槽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]本發(fā)明提出了一種無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，包括由鋁合金材料制成的缸體，所述缸體上具有與活塞配合的缸孔;所述缸孔的側(cè)壁上分布有第一螺旋溝槽，所述第一螺旋溝槽的一個(gè)側(cè)壁向所述第一螺旋槽的上方彎曲以形成第一倒鉤結(jié)構(gòu)，所述第一倒鉤結(jié)構(gòu)部分地懸于所述第一螺旋槽之上;所述缸孔的側(cè)壁上分布有第二螺旋溝槽，所述第二螺旋溝槽的一個(gè)側(cè)壁向所述第二螺旋槽的上方彎曲以形成第二倒鉤結(jié)構(gòu)，所述第二倒鉤結(jié)構(gòu)部分地懸于所述第二螺旋槽之上，所述第一螺旋溝槽與所述第二螺旋溝槽反向相交，在缸孔的側(cè)壁上形成若干個(gè)間隔開的菱形凸起，并且菱形凸起的兩個(gè)邊沿上分別為第一倒鉤結(jié)構(gòu)和第二倒鉤結(jié)構(gòu);在所述缸孔的側(cè)壁上具有硬度比所述缸體的硬度大的合金涂層，并且在所述第一螺旋槽和所述第二螺旋槽內(nèi)也具有所述合金涂層，以增加所述合金涂層與所述缸孔的側(cè)壁的附著力。圖1中給出了上述合金涂層與上述第一螺旋溝槽的配合示意圖。圖1中，缸體I上設(shè)有活塞配合的缸孔，缸孔的側(cè)壁上設(shè)有第一螺旋溝槽5，第一螺旋溝槽5上設(shè)有第一倒鉤結(jié)構(gòu)2，合金涂層3覆蓋在缸孔的側(cè)壁上并填充在第一螺旋溝槽5內(nèi)，同時(shí)機(jī)械地附著第一倒鉤結(jié)構(gòu)2，合金涂層3的表面4具有珩磨紋路和由噴涂空隙形成的凹坑。圖1只是表示出了合金涂層與第一螺旋溝槽的配合示意圖，合金涂層與第二螺旋溝的結(jié)合方式相同于合金涂層和第一螺旋溝槽的結(jié)合方式。
[0018]傳統(tǒng)帶缸套缸體因受缸套和缸套之間的鋁合金最小厚度限制，導(dǎo)致缸間壁厚尺寸不能進(jìn)一步減小，所以缸體的厚度較大，而上述的無缸套鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體不再受這些尺寸限制，能有效減小缸間壁厚，進(jìn)而使缸體小型化，因鋁合金密度較鑄鐵的密度小，鑄鐵套的取消加上缸體壁厚