一种汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统的制作方法

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统。

背景技术：

汽车发动机活塞环是用于嵌入发动机活塞槽沟内部的金属环，发动机活塞环分为压缩环和机油环两种。压缩环用来密封燃烧室内的可燃混合气体；机油环用来刮除气缸壁上多余的机油。发动机活塞环制造成型后需要对其内壁进行打磨精加工处理，目前对活塞环进行打磨精加工处理时存在以下的问题：(1)只能对单个活塞环进行打磨精加工，加工的效率较低；(2)由于活塞环在发动机运转过程中与高温气体接触会发生热膨胀现象，为了保证活塞环正常工作，活塞环上通常设置有端隙；对活塞环打磨精加工过程中产生的细小碎屑会落入到端隙中，并附着在端隙表面，对活塞环质量造成不利影响；(3)打磨精加工过程中对活塞环进行夹持固定时，由于端隙的存在，活塞环会出现一定量的形变，导致活塞环内壁无法形成规则的圆形，进而降低了打磨的均匀性。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统，目的在于解决目前对活塞环进行精加工处理时存在的以下问题：(1)只能对单个活塞环进行打磨精加工，加工的效率较低；(2)由于活塞环在发动机运转过程中与高温气体接触会发生热膨胀现象，为了保证活塞环正常工作，活塞环上通常设置有端隙；对活塞环打磨精加工过程中产生的细小碎屑会落入到端隙中，并附着在端隙表面，对活塞环质量造成不利影响；(3)打磨精加工过程中对活塞环进行夹持固定时，由于端隙的存在，活塞环会出现一定量的形变，导致活塞环内壁无法形成规则的圆形，进而降低了打磨的均匀性。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统，包括水平的底板，底板上表面安装有竖直支撑机构。底板上表位于竖直支撑机构两侧对称安装有两个水平支撑机构。两个水平支撑机构之间安装有端隙支撑机构。底板上表面位于竖直支撑机构前方安装有打磨机构，底板上表面位于竖直支撑机构后方安装有辅助机构。

所述竖直支撑机构包括竖直导向板、竖直滑动板、第一弹簧、通孔、第一安装板和橡胶块。竖直导向板的数量至少为二，竖直导向板沿前后方向布置且沿左右方向均匀固定分布在底板上表面。每个竖直导向板内竖直滑动配合有竖直滑动板。竖直滑动板顶面为水平状态，竖直滑动板底面和竖直导向板内部底面之间竖直固定连接有第一弹簧。竖直导向板前端面上开设有连通其内部的通孔。底板上表面沿前后方向滑动配合有第一安装板，第一安装板上固定安装有与通孔数量相同且相互配合的橡胶块。将多个活塞环水平码放在一起，然后沿前后方向放置到竖直滑动板上。先通过端隙支撑机构对活塞环的端隙进行支撑，然后向下按压活塞环，通过活塞环向下推动竖直滑动板。竖直滑动板下移过程中压缩第一弹簧，并将竖直导向板内部的空气从通孔处排出。第一弹簧压缩后产生的弹力作用经竖直滑动板传递给活塞环，从而对活塞环施加向上的支撑力。当所有竖直滑动板都产生下移时，推动第一安装板带动橡胶块插入通孔内，从而对竖直导向板内部进行密封，使得竖直导向板在气压和第一弹簧的共同作用下处于静止状态，从而实现对活塞环的竖直支撑。

所述水平支撑机构包括安装座、水平导向板、水平滑动板、第二弹簧、导向杆、第二安装板、通槽、橡胶板和气缸。安装座沿前后方向布置且沿左右方向滑动安装在底板上表面。水平导向板的数量至少为二，水平导向板沿前后方向布置且沿竖直方向均匀固定分布在安装座外侧面上。水平导向板内沿左右方向水平滑动配合有贯穿安装座的水平滑动板。水平滑动板内端面沿前后方向布置，水平滑动板外端面与水平导向板内部端面之间水平固定连接有第二弹簧。安装座外侧面上沿左右方向固定安装有导向杆，导向杆上滑动安装有第二安装板。水平导向板的外端面上开设有连通其内部的通槽。第二安装板上固定安装有与通槽数量相同且相互配合的橡胶板。底板上表面沿左右方向固定安装有气缸，气缸的活塞杆端部固定连接在安装座上。通过气缸推动安装座朝向活塞环移动，水平滑动板内端面抵压到活塞环外表面后沿水平导向板水平滑动并压缩第二弹簧，通过第二弹簧产生的弹力作用经水平滑动板传递给活塞环，从而对活塞环施加水平的支撑力。在此过程中，水平导向板内的空气从通槽处排出。当所有水平滑动板都产生水平移动时，推动第二安装板沿着导向杆水平滑动，直至橡胶板插入通槽内，从而对水平导向板内部进行密封，使得水平滑动板在气压和第二弹簧的共同作用下处于静止状态，从而实现对活塞环的水平支撑。

作为本发明的一种优选技术方案，所述竖直滑动板顶面沿前后方向固定安装有纵截面为弧形的第一橡胶条。水平滑动板内端面沿前后方向固定安装有第二橡胶条，第二橡胶条内侧面为弧形。通过第一橡胶条和第二橡胶条对活塞环外壁进行支撑，避免活塞环外壁受到划伤。

作为本发明的一种优选技术方案，所述端隙支撑机构包括升降板、条形板、匚形架、第一限位套、第二限位套、第一滑动条、第二滑动条和条形支撑板。升降板数量为二，两个升降板沿前后方向布置且对称安装在两个安装座顶面上。升降板高度可调且能保持在恒定的高度。升降板沿左右方向滑动配合在安装座顶面。两个升降板顶端之间水平固定安装有两个条形板。两个条形板之间竖直固定安装有匚形架。匚形架的竖直段之间自上而下固定安装有第一限位套和第二限位套，第一限位套和第二限位套相互平行且沿前后方向布置。第一限位套左右两侧对称水平滑动配合有两个第一滑动条，第二限位套左右两侧对称水平滑动配合有两个第二滑动条。第一滑动条外端转动安装有沿前后方向布置的条形支撑板，第二滑动条外端转动连接在条形支撑板上。将活塞环放置到竖直滑动板上后，通过调整升降板的高度调节条形板和匚形架的高度，使得第一限位套和第二限位套进入活塞环的端隙内。通过调节第一滑动条、第二滑动条的伸缩长度以及条形支撑板的角度，使得两个条形支撑板贴合在活塞环端隙两个端面上，对端隙表面起到密封和支撑的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述端隙支撑机构还包括条形槽和密封板。第一限位套的顶板和底板以及第二限位套的顶板上开设有相互对应的条形槽。密封板贯穿第一限位套且与条形槽竖直滑动配合。调节第一滑动条、第二滑动条的伸缩长度过程中，第一限位套和第二限位套内的空气从条形槽处排出。调节好第一滑动条、第二滑动条的伸缩长度后，通过竖直滑动密封板使得密封板插入条形槽中，对第一限位套和第二限位套内进行密封；确保对活塞环内壁打磨精加工过程中第一滑动条、第二滑动条不会发生滑动，从而确保条形支撑板始终贴合在活塞环端隙两个端面上，提高了对端隙表面的密封和支撑的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述打磨机构包括第一升降台、第一电机、竖直板、第一安装柱、第一圆盘、第一滑槽、第一滑块、限位杆、双向丝杠、第二电机和打磨辊。第一升降台固定安装在底板上表面，第一升降台的升降高度可调且能固定在恒定的高度。第一升降台顶面固定安装有第一电机和竖直板。竖直板上水平转动安装有与第一电机输出端同轴且固定连接在一起的第一安装柱。第一安装柱后端面上固定安装有与其同轴的第一圆盘。第一圆盘上对称开设有两个沿其径向分布的第一滑槽，每个第一滑槽内滑动配合有第一滑块。第一圆盘上固定安装有平行于第一滑槽且贯穿第一滑块的限位杆。第一圆盘上转动安装有平行于限位杆且贯穿两个第一滑块的双向丝杠。第一滑块的前端面上固定安装有第二电机，第一滑块后端上转动安装有与第二电机输出端固定连接的打磨辊。通过竖直支撑机构、水平支撑机构和端隙支撑机构将活塞环支撑固定好后，通过转动双向丝杠带动两个第一滑块在第一滑槽内沿着限位杆相向或反向移动，直至其中一个打磨辊贴合到活塞环内壁。通过调节第一升降台的高度，对竖直板、第一安装柱和第一圆盘的整体高度进行调节；在此过程中，持续转动双向丝杠调节两个打磨辊之间的距离，直至两个打磨辊都贴合到活塞环内壁；将第一升降台的高度保持恒定，通过第二电机带动打磨辊转动，通过第一电机带动第一安装柱和第一圆盘转动，从而通过打磨辊对活塞环内壁进行沿活塞环周向的打磨。

作为本发明的一种优选技术方案，所述辅助机构包括第二升降台、第二安装柱、第二圆盘、第二滑槽、第二滑块和轴承。第二升降台沿前后方向滑动安装在底板上表面，第二升降台顶部水平转动安装有沿前后方向布置的第二安装柱。第二安装柱的前端面上固定安装有与其同轴的第二圆盘。第二圆盘上对称开设有两个沿其径向分布的第二滑槽，每个第二滑槽内滑动配合有第二滑块。第二滑块前端面上安装有与打磨辊后端转动配合的轴承。调节好打磨辊的位置后，推动第二升降台沿前后方向移动，并调节第二滑块在第二滑槽内的位置，使得打磨辊后端插入轴承内。当第一圆盘转动时，通过打磨辊带动第二圆盘同步转动，从而使得打磨辊在工作时其后端始终能够得到支撑，确保打磨辊始终处于水平状态，保证了打磨的均匀性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二橡胶条两端面上沿前后方向弹性伸缩配合有l型杆；l型杆端部水平固定安装有支撑杆。通过l型杆带动支撑杆抵压在两端活塞环的端面上，从而确保相邻活塞环之间不会出现缝隙，进而保证活塞环处于竖直状态，进一步提高了打磨的均匀性。

(三)有益效果

本发明至少具有如下有益效果：

(1)本发明解决了目前对活塞环进行精加工处理时存在的以下问题：只能对单个活塞环进行精加工，加工的效率较低；对活塞环打磨精加工过程中产生的细小碎屑会落入到端隙中，并附着在端隙表面，对活塞环质量造成不利影响；打磨精加工过程中对活塞环进行夹持固定时，由于端隙的存在，活塞环会出现一定量的形变，导致活塞环内壁无法形成规则的圆形，进而降低了打磨的均匀性。

(2)本发明可以将多个活塞环排列在一起，通过支撑杆对两端的活塞环进行支撑，使得相邻活塞环紧密贴合在一起，从而实现同时对多个活塞环进行精加工处理，提高了加工效率。

(3)本发明对活塞环内壁进行打磨精加工处理过程中，端隙支撑机构中的条形支撑板始终贴合在端隙表面，避免了打磨精加工过程中产生的细小碎屑落入到端隙中附着在端隙表面。

(4)本发明对活塞环内壁进行打磨精加工处理过程中，通过竖直支撑机构和水平支撑机构对活塞环外侧面进行支撑固定，同时通过端隙支撑机构对活塞环的端隙进行支撑，保证端隙的宽度不变，从而避免了活塞环出现形变，提高了打磨精加工处理的均匀性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例中汽车发动机活塞环的结构示意图；

图2为本发明实施例中汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统第一立体结构示意图；

图3为本发明实施例中汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统第二立体结构示意图；

图4为本发明实施例中汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统的正视图；

图5为本发明实施例中汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统的侧视图；

图6为图4中a处放大示意图；

图7为图4中b处放大示意图；

图8为本发明实施例中端隙支撑机构的部分内部结构示意图；

图9为本发明实施例中水平支撑机构的部分内部结构示意图；

图10为本发明实施例中竖直支撑机构的部分内部结构示意图。

图中：1-底板、2-竖直支撑机构、21-竖直导向板、22-竖直滑动板、23-第一弹簧、24-通孔、25-第一安装板、26-橡胶块、3-水平支撑机构、31-安装座、32-水平导向板、33-水平滑动板、34-第二弹簧、35-导向杆、36-第二安装板、37-通槽、38-橡胶板、39-气缸、310-第二橡胶条、311-l型杆、312-支撑杆、4-端隙支撑机构、41-升降板、42-条形板、43-匚形架、44-第一限位套、45-第二限位套、46-第一滑动条、47-第二滑动条、48-条形支撑板、49-条形槽、410-密封板、5-打磨机构、51-第一升降台、52-第一电机、53-竖直板、54-第一安装柱、55-第一圆盘、56-第一滑槽、57-第一滑块、58-限位杆、59-双向丝杠、510-第二电机、511-打磨辊、6-辅助机构、61-第二升降台、62-第二安装柱、63-第二圆盘、64-第二滑槽、65-第二滑块、66-轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2至图10所示，本实施例提供了一种汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统，针对如图1所示的活塞环内壁进行打磨精加工，所述汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统包括水平的底板1，底板1上表面安装有竖直支撑机构2。底板1上表位于竖直支撑机构2两侧对称安装有两个水平支撑机构3。两个水平支撑机构3之间安装有端隙支撑机构4。底板1上表面位于竖直支撑机构2前方安装有打磨机构5，底板1上表面位于竖直支撑机构2后方安装有辅助机构6。

所述竖直支撑机构2包括竖直导向板21、竖直滑动板22、第一弹簧23、通孔24、第一安装板25和橡胶块26。竖直导向板21的数量至少为二，竖直导向板21沿前后方向布置且沿左右方向均匀固定分布在底板1上表面。每个竖直导向板21内竖直滑动配合有竖直滑动板22。竖直滑动板22顶面为水平状态，竖直滑动板22底面和竖直导向板21内部底面之间竖直固定连接有第一弹簧23。竖直导向板21前端面上开设有连通其内部的通孔24。底板1上表面沿前后方向滑动配合有第一安装板25，第一安装板25上固定安装有与通孔24数量相同且相互配合的橡胶块26。竖直滑动板22顶面沿前后方向固定安装有纵截面为弧形的第一橡胶条27。将多个活塞环水平码放在一起，然后沿前后方向放置到竖直滑动板22上。先通过端隙支撑机构4对活塞环的端隙进行支撑，然后向下按压活塞环，通过活塞环向下推动竖直滑动板22。竖直滑动板22下移过程中压缩第一弹簧23，并将竖直导向板21内部的空气从通孔24处排出。第一弹簧23压缩后产生的弹力作用经竖直滑动板22传递给活塞环，从而对活塞环施加向上的支撑力。当所有竖直滑动板22都产生下移时，推动第一安装板25带动橡胶块26插入通孔24内，从而对竖直导向板21内部进行密封，使得竖直导向板21在气压和第一弹簧23的共同作用下处于静止状态，从而实现对活塞环的竖直支撑。

所述水平支撑机构3包括安装座31、水平导向板32、水平滑动板33、第二弹簧34、导向杆35、第二安装板36、通槽37、橡胶板38、气缸39、第二橡胶条310、l型杆311和支撑杆312。安装座31沿前后方向布置且沿左右方向滑动安装在底板1上表面。水平导向板32的数量至少为二，水平导向板32沿前后方向布置且沿竖直方向均匀固定分布在安装座31外侧面上。水平导向板32内沿左右方向水平滑动配合有贯穿安装座31的水平滑动板33。水平滑动板33内端面沿前后方向布置，水平滑动板33外端面与水平导向板32内部端面之间水平固定连接有第二弹簧34。安装座31外侧面上沿左右方向固定安装有导向杆35，导向杆35上滑动安装有第二安装板36。水平导向板32的外端面上开设有连通其内部的通槽37。第二安装板36上固定安装有与通槽37数量相同且相互配合的橡胶板38。底板1上表面沿左右方向固定安装有气缸39，气缸39的活塞杆端部固定连接在安装座31上。水平滑动板33内端面沿前后方向固定安装有第二橡胶条310，第二橡胶条310内侧面为弧形。通过气缸39推动安装座31朝向活塞环移动，水平滑动板33内端面抵压到活塞环外表面后沿水平导向板32水平滑动并压缩第二弹簧34，通过第二弹簧34产生的弹力作用经水平滑动板33传递给活塞环，从而对活塞环施加水平的支撑力。在此过程中，水平导向板32内的空气从通槽37处排出。当所有水平滑动板33都产生水平移动时，推动第二安装板36沿着导向杆35水平滑动，直至橡胶板38插入通槽37内，从而对水平导向板32内部进行密封，使得水平滑动板33在气压和第二弹簧34的共同作用下处于静止状态，从而实现对活塞环的水平支撑。第二橡胶条310两端面上沿前后方向弹性伸缩配合有l型杆311；l型杆311端部水平固定安装有支撑杆312。通过l型杆311带动支撑杆312抵压在两端活塞环的端面上，从而确保相邻活塞环之间不会出现缝隙，进而保证活塞环处于竖直状态，进一步提高了打磨的均匀性。

端隙支撑机构4包括升降板41、条形板42、匚形架43、第一限位套44、第二限位套45、第一滑动条46、第二滑动条47、条形支撑板48、条形槽49和密封板410。升降板41数量为二，两个升降板41沿前后方向布置且对称安装在两个安装座31顶面上。升降板41高度可调且能保持在恒定的高度。升降板41沿左右方向滑动配合在安装座31顶面。两个升降板41顶端之间水平固定安装有两个条形板42。两个条形板42之间竖直固定安装有匚形架43。匚形架43的竖直段之间自上而下固定安装有第一限位套44和第二限位套45，第一限位套44和第二限位套45相互平行且沿前后方向布置。第一限位套44左右两侧对称水平滑动配合有两个第一滑动条46，第二限位套45左右两侧对称水平滑动配合有两个第二滑动条47。第一滑动条46外端转动安装有沿前后方向布置的条形支撑板48，第二滑动条47外端转动连接在条形支撑板48上。将活塞环放置到竖直滑动板22上后，通过调整升降板41的高度调节条形板42和匚形架43的高度，使得第一限位套44和第二限位套45进入活塞环的端隙内。通过调节第一滑动条46、第二滑动条47的伸缩长度以及条形支撑板48的角度，使得两个条形支撑板48贴合在活塞环端隙两个端面上，对端隙表面起到密封和支撑的作用。第一限位套44的顶板和底板以及第二限位套45的顶板上开设有相互对应的条形槽49。密封板410贯穿第一限位套44且与条形槽49竖直滑动配合。调节第一滑动条46、第二滑动条47的伸缩长度过程中，第一限位套44和第二限位套45内的空气从条形槽49处排出。调节好第一滑动条46、第二滑动条47的伸缩长度后，通过竖直滑动密封板410使得密封板410插入条形槽49中，对第一限位套44和第二限位套45内进行密封；确保对活塞环内壁打磨精加工过程中第一滑动条46、第二滑动条47不会发生滑动，从而确保条形支撑板48始终贴合在活塞环端隙两个端面上，提高了对端隙表面的密封和支撑的作用。

打磨机构5包括第一升降台51、第一电机52、竖直板53、第一安装柱54、第一圆盘55、第一滑槽56、第一滑块57、限位杆58、双向丝杠59、第二电机510和打磨辊511。第一升降台51固定安装在底板1上表面，第一升降台51的升降高度可调且能固定在恒定的高度。第一升降台51顶面固定安装有第一电机52和竖直板53。竖直板53上水平转动安装有与第一电机52输出端同轴且固定连接在一起的第一安装柱54。第一安装柱54后端面上固定安装有与其同轴的第一圆盘55。第一圆盘55上对称开设有两个沿其径向分布的第一滑槽56，每个第一滑槽56内滑动配合有第一滑块57。第一圆盘55上固定安装有平行于第一滑槽56且贯穿第一滑块57的限位杆58。第一圆盘55上转动安装有平行于限位杆58且贯穿两个第一滑块57的双向丝杠59。第一滑块57的前端面上固定安装有第二电机510，第一滑块57后端上转动安装有与第二电机510输出端固定连接的打磨辊511。通过竖直支撑机构2、水平支撑机构3和端隙支撑机构4将活塞环支撑固定好后，通过转动双向丝杠59带动两个第一滑块57在第一滑槽56内沿着限位杆58相向或反向移动，直至其中一个打磨辊511贴合到活塞环内壁。通过调节第一升降台51的高度，对竖直板53、第一安装柱54和第一圆盘55的整体高度进行调节；在此过程中，持续转动双向丝杠59调节两个打磨辊511之间的距离，直至两个打磨辊511都贴合到活塞环内壁；将第一升降台51的高度保持恒定，通过第二电机510带动打磨辊511转动，通过第一电机52带动第一安装柱54和第一圆盘55转动，从而通过打磨辊511对活塞环内壁进行沿活塞环周向的打磨。

辅助机构6包括第二升降台61、第二安装柱62、第二圆盘63、第二滑槽64、第二滑块65和轴承66。第二升降台61沿前后方向滑动安装在底板1上表面，第二升降台61顶部水平转动安装有沿前后方向布置的第二安装柱62。第二安装柱62的前端面上固定安装有与其同轴的第二圆盘63。第二圆盘63上对称开设有两个沿其径向分布的第二滑槽64，每个第二滑槽64内滑动配合有第二滑块65。第二滑块65前端面上安装有与打磨辊511后端转动配合的轴承66。调节好打磨辊511的位置后，推动第二升降台61沿前后方向移动，并调节第二滑块65在第二滑槽64内的位置，使得打磨辊511后端插入轴承66内。当第一圆盘55转动时，通过打磨辊511带动第二圆盘63同步转动，从而使得打磨辊511在工作时其后端始终能够得到支撑，确保打磨辊511始终处于水平状态，保证了打磨的均匀性。

本实施例中汽车发动机活塞环制造自动化精加工系统的工作过程如下：将多个活塞环水平码放在一起，然后沿前后方向穿过打磨辊511后放置到竖直滑动板22上。先通过端隙支撑机构4对活塞环的端隙进行支撑，再通过竖直支撑机构2和水平支撑机构3对活塞环外壁进行支撑。通过转动双向丝杠59带动两个第一滑块57滑动，直至其中一个打磨辊511贴合到活塞环内壁。通过调节第一升降台51的高度，对第一圆盘55高度进行调节；在此过程中，持续转动双向丝杠59调节两个打磨辊511之间的距离，直至两个打磨辊511都贴合到活塞环内壁；将第一升降台51的高度保持恒定。推动第二升降台61向前移动，并调节第二滑块65在第二滑槽64内的位置，使得打磨辊511后端插入轴承66内。通过第二电机510带动打磨辊511转动，通过第一电机52带动第一圆盘55转动，从而通过打磨辊511对活塞环内壁进行沿活塞环周向的打磨。打磨完成后，解除竖直支撑机构2、水平支撑机构3和端隙支撑机构4对活塞环的支撑，推动第二升降台61向后移动，将打磨后的活塞环取下即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。